39. Максимальная токовая защита трансформатора с комбинированным пуском по напряжению. Защита трансформатора от перегрузок.
На трансформаторах с напряжением стороны ПН выше 1000 В (3; 6; 10 кВ) для повышения чувствительности максимальной токовой защиты к КЗ за трансформатором применяется пусковой орган минимального напряжения пли комбинированный пусковой орган напряжения. Структурная схема максимальной токовой защиты с пусковым органом напряжения (Н <) показана на рис. 33,о. При КЗ на шинах НН напряжение г, месте КЗ резко снижается и пусковой орган срабатывает. Одновременно ток КЗ вызывает срабатывание максимальных реле тока (Т>), включенных на 2 или 3 фазных тока трансформатора, что вызывает срабатывание органа выдержки времени В и отключение трансформатора с двух сторон
Рис 33. Структурная схема максимальной токовой защиты с пуском по напряжению (а) и схема комбинированного пускового органа напряжения (б)
В других случаях увеличения тока через трансформатор, когда могут сработать реле тока Т > (самозапуск электродвигателей, подключение дополнительной нагрузки на стороне НН), напряжение на шинах НИ не снижается до уровня действия пускового органа и защита в целом не срабатывает (блокируется). Благодаря пусковому органу напряжения можно не отстраивать максимальную токовую защиту от токов самозапуска, т.е. в выражениях (26) и (27) принимать А'сш и k'n равными 1. Это позволяет выполнить очень чувствительностью по току максимальную токовую защиту трансформатора с уставкой не более 1,5 номинального тока трансформатора.
Пуск по напряжению осуществляется, главным образом, с помощью комбинированного пускового органа (рис. 33, о), выполненного с одним минимальным реле напряжения / типа РН-50, включенным на междуфазное напряжение, и одним фильтром-реле напряжения обратной последовательности 2 типа РНФ-1М, разрывающим своим контактом цепь обмотки минимального реле 1. Реле 1 может использоваться с размыкающим или замыкающим контактом в зависимости от построения схемы защиты.
Комбинированный пусковой орган работает следующим образом. В нормальном режиме размыкающий контакт реле 2 замкнут и через него подано напряжение на обмотку реле 1. При несимметричном КЗ появляется напряжение обратной последовательности, срабатывает реле 2 и размыкает свой контакт в цепи реле 1. в результате чего реле 1 теряет питание, возвращается и переключает своп контакты в положение «.Па складе». Этим осуществляется пуск максимальной токовой защиты. При симметричном трехфазном КЗ реле 2 не срабатывает, но напряжение снижается на всех фазах, в том числе и на тех, на которые включено реле /, поэтому оно возвратится, если напряжение снизится ниже его напряжения возврата (около 0,5 номинального).
Иногда вместо комбинированного пускового органа напряжения применяется пусковой орган, состоящий из трех минимальных реле напряжения, включенных на три междуфазные напряжения, размыкающие контакты которых включены параллельно, т. е. по схеме «ИЛИ» (рис. 15, а). Три реле необходимы для того, чтобы пусковой орган надежно действовал при всех сочетаниях двухфазного КЗ: Л — Д, Л — С, С — Л, поскольку лишь напряжение между замкнувшимися фазами снижается до нуля.
Технические характеристики реле РН-50 и РНФ-1А1 приведены в работе [11]. Условия расчета параметров срабатывания (уставок) пусковых органов напряжения и примеры расчета рассмотрены в работе [9].
Однако при номинальном напряжении стороны НН трансформатора ниже 1000 В, в частности 0.4 кВ, пусковой орган напряжения может вызвать отказ защиты по напряжению при трехфазном КЗ через переходное сопротивление в несколько миллиом. Практика показывает, что большинство повреждении на шинах 0,4 кВ очень быстро переходит в трехфазное КЗ с переходным сопротивлением в месте КЗ до 15 мОм («раздувается» электрическая дута). Поэтому с середины 1980-х годов пусковые органы напряжения в схемах максимальных токовых защит трансформаторов 6(10)/0,4кВ не устанавливаются. В связи с этим при большой доле электродвигателей в нагрузке трансформатора его максимальная токовая защита без пускового органа напряжения может иметь большой ток срабатывания и потерять способность к дальнему резервированию. Для целей дальнего резервирования разрабатываются специальные защиты, имеющие высокую чувствительность к удаленным трехфазным КЗ в сети 0,4 кВ, но надежно отстроенные от режима самозапуска электродвигателей 0,4 кВ. Наряду с этим следует ограничивать число электродвигателей, участвующих в самозапуске, путем автоматического отключения с помощью защиты минимального напряжения электродвигателей неответственных механизмов. При расчете тока срабатывания максимальных токовых защит (без пуска по напряжению) следует учитывать только те электродвигатели, которые участвуют в самозапуске [9].
Токовая защита от перегрузок. Перегрузка обычно является симметричной, поэтому защита от перегрузки выполняется одним реле тока KA1, включенным в цепь одного из трансформаторов тока защиты от внешних коротких замыканий. Ток срабатывания реле определяется по выражению
Iс.р= (kотс/kв) (Iт.ном/КI).
Коэффициент kотс учитывает только погрешность в токе срабатывания и принимается равным kотс = 1,05. Для отстройки от кратковременных перегрузок и коротких замыканий предусматривается реле времени КТ1, рассчитанное на длительное прохождение тока в его обмотках. Выдержка времени принимается на ступень селективности больше, чем время срабатывания защиты трансформатора от внешних коротких замыканий.