6.3.3. Оценка чувствительности защиты силовых трансформаторов напряжением 35–110–220/6–10 кВ

Перейдем к рассмотрению защит силовых трансформаторов, когда КЗ возникают на стороне низшего напряжения.

5. Рассмотрим трансформатор со схемой соединения обмоток Y/Δ-11 напряжением 35–110–220/6–10 кВ. В токовых защитах на стороне ВН наибольшее распространение получила схема соединения ТТ в полный треугольник, а ИО – в полную звезду (рис. 6.18,а).

Рис. 6.18. Защита трансформаторов с группами

соединения обмоток Y/Δ-11 и Δ/Y_Н-11

В этой схеме к изменениям вторичных токов в устройствах защиты, рассмотренных в п. 1–4, добавляются изменения токов КЗ при прохождении через силовой трансформатор (см. раздел 3.2). Поскольку электрическая сеть на стороне НН трансформатора работает с изолированной, или компенсированной, или резистивно заземлённой нейтралью, то минимальным будет ток КЗ будет при двухфазном повреждении. Например, при КЗ между фазами В и С

.

(6.42)

После прохождения токов КЗ через трансформатор на стороне ВН токи по фазам будут соответственно равны (см. рис. 3.6)

.

(6.43)

Примечание. Коэффициент К_U учитывает приведение тока КЗ к стороне ВН трансформатора (см. выражение 6.27).

Направления токов на стороне ВН трансформатора показаны на рис. 6.18,а. Здесь видно, что ток фазы С направлен к месту КЗ, а токи в фазах А и В направлены к источнику питания. Такие же направления будут иметь токи и во вторичных обмотках трансформаторов тока ТА_А, ТА_В, ТА_С. По измерительным органам фаз В и С будут протекать токи

,

(6.44)

а по измерительному органу фазы А – ток

.

(6.45)

Следовательно, коэффициенты схемы соединения ТТ и ИО с учётом изменения токов КЗ в силовом трансформаторе будут равны и .

Поскольку схема соединения ТТ и ИО трёхфазная и симметричная, то для получения коэффициента чувствительности используем коэффициент схемы . Кроме того, учитывая, что и подставив все полученные данные в выражение (6.30), окончательно получим

.

(6.46)

6. В настоящее время в связи с применением микропроцессорных устройств релейной защиты в схеме, приведённой на рис. 6.18,а, не требуется обязательного применения на стороне ВН соединения трансформаторов тока по схеме полного треугольника. Поворот токов на 30 градусов осуществляется внутри устройства защиты программными средствами. В этом случае на стороне ВН вторичные обмотки трансформаторов тока могут иметь схему соединения «полная звезда». Рассмотрим, как изменится коэффициент чувствительности.

Токи двухфазного КЗ на стороне НН силового трансформатора, токи в фазах на стороне ВН и токи во вторичных обмотках трансформаторов тока ТА_А, ТА_В, ТА_С будут иметь те же значения, что и рассмотренные в п. 5.

Поскольку вторичные обмотки трансформаторов тока ТА_А, ТА_В, ТА_С и соответствующие измерительные органы ИО_А, ИО_В, ИО_С соединены по схеме полной звезды, то вторичные токи ТТ и токи ИО будут равны

,

(6.47)

а соответствующие коэффициенты схемы с учётом изменения токов КЗ в силовом трансформаторе примут значения

.

(6.48)

Поскольку схема соединения ТТ и ИО трёхфазная и симметричная, то для получения коэффициента чувствительности используем коэффициент схемы . Кроме того, учитывая, что и подставив все полученные данные в выражение (6.29), окончательно получим

.

(6.49)