6.3.4. Оценка чувствительности защиты силовых трансформаторов напряжением 6–10/0,4 кВ

Далее рассмотрим защиту трансформаторов напряжением 6–10/0,4 кВ, имеющих группы соединения обмоток Δ/Y_Н–11 и Y/Y_Н–0.

7. На рис. 6.18,б приведена схема трансформатора с группой соединения обмоток Δ/Y_Н–11. Его защита содержит три трансформатора тока ТА_А, ТА_В, ТА_С и три измерительных органа ИО_А, ИО_В, ИО_С, соединенных по схеме полной звезды и имеющих симметричный коэффициент схемы .

Рассмотрим однофазное КЗ на землю на стороне НН трансформатора. После прохождения токов КЗ через трансформатор на стороне ВН токи по фазам будут соответственно равны

.

(6.50)

Следовательно, по вторичным обмоткам ТТ и ИО будут протекать токи

,

(6.51)

а соответствующие коэффициенты схемы с учётом изменения токов КЗ в силовом трансформаторе будут равны

.

(6.52)

Окончательно коэффициент чувствительности для данного случая имеем

.

(6.53)

8. Рассмотрим коэффициент чувствительности защиты при двухфазном КЗ на стороне НН трансформатора с группой соединения обмоток Δ/Y_Н–11. На стороне ВН на входе защиты установлены три ТТ и три ИО, соединённых по схеме полной звезды (см. рис. 6.18,б).

При двухфазном КЗ на стороне НН трансформатора токи на стороне ВН по фазам будут равны

,

(6.54)

по вторичным обмоткам ТТ и ИО будут протекать токи

,

(6.55)

соответствующие коэффициенты схемы с учётом изменения токов КЗ в силовом трансформаторе будут равны

,

(6.56)

а коэффициент чувствительности с учётом всех принятых условий

.

(6.57)

9. Рассмотрим трансформатор с группой соединения обмоток Y/Y_Н–0. На стороне ВН на входе защиты установлены три ТТ и три ИО, соединённых по схеме полной звезды и имеющих симметричный коэффициент схемы .

При двухфазном КЗ векторные диаграммы токов на стороне ВН полностью повторяют векторные диаграммы токов на сто­роне НН, сами токи по величине различаются на коэффициент трансформации по напряжению К_U (см. раздел 3.2). Таким образом, на стороне ВН токи КЗ проходят только в двух поврежденных фазах, а их векторы направлены в противоположные стороны (см. рис. 6.19,а)

,

(6.58)

по вторичным обмоткам ТТ и ИО будут протекать токи

,

(6.59)

соответствующие коэффициенты схемы с учётом изменения токов КЗ в силовом трансформаторе будут равны

,

(6.60)

а коэффициент чувствительности с учётом всех принятых условий

.	(6.61)
Рис. 6.19. Защита трансформатора с группой соединения обмоток Y/YН-0

10. Рассмотрим трансформатор с группой соединения обмоток Y/Y_Н–0. На стороне ВН на входе защиты установлены три ТТ и три ИО, соединённых по схеме полной звезды и имеющих симметричный коэффициент схемы (рис. 6.19,б).

При однофазном КЗ на землю фазы А на стороне НН трансформатора на стороне ВН появляются токи во всех фазах (см. раздел 3.2)

,

(6.62)

по вторичным обмоткам ТТ и ИО будут протекать токи

,

(6.63)

соответствующие коэффициенты схемы с учётом изменения токов КЗ в силовом трансформаторе будут равны

,

(6.64)

а коэффициент чувствительности с учётом всех принятых условий

.

(6.65)

Рассмотренные в п. 1–10 значения коэффициентов чувствительности сведены в табл. 6.2.

11. В настоящее время в электрических сетях для защиты питающих линий и силовых трансформаторов напряжением 6–10/0,4 кВ широко используется двухфазная, двухрелейная схема соединения вторичных обмоток ТТ и измерительных органов в неполную звезду (рис. 6.20) – такая схема позволяет уменьшать стоимость защиты, сокращая количество её элементов. В табл. 6.2 без вывода приведены значения коэффициентов чувствительности таких защит. Следует отметить, что отсутствие одного комплекта ТТ и ИО может приводить к снижению чувствительности

Рис. 6.20. Защита трансформатора с использованием ТТ и ИО, соединённых по схеме неполной звезды

защиты. Например, при защите трансформатора с группой соединения обмоток Δ/Y_Н-11 при двухфазных КЗ на стороне НН чувствительность снижается в два раза (см. табл. 6.2). Аналогичная ситуация возникает при защите трансформатора с группой соединения обмоток Y/Y_Н-0 при однофазном КЗ на землю на стороне НН. В тоже время включение измерительного органа ИО_Н в нулевой провод (см. рис. 6.8) позволяет получить чувствительность защиты, такую же как и при трёхфазной, трёхрелейной схеме соединения вторичных обмоток ТТ и измерительных органов в полную звезду.