Испытание дифференциальной защиты трансформатора с реле типа ДЗТ-11 (стр. 3 )

При внешнем КЗ одновременно с протеканием по рабочей ( на рис. 2.2 - ) обмотке НТТ периодических токов небаланса тормозная обмотка обтекается полным током того плеча защиты, на стороне которого предусмотрено торможение ( на рис. 2.2 - ). Ток рабочей обмотки создает в сердечнике НТТ рабочий магнитный поток , направляющийся из среднего сердечника b в крайние a и g стержни. Поэтому поток наводит в частях вторичной обмотки и ЭДС, совпадающие по фазе и обуславливающие ток реле. Величина и направление ЭДС в частях вторичной обмотки и зависит от величины и знака МДС стержней a и g ( и ). Если токи и совпадают по фазе, то при выбранном условном направлении этих токов ( рис. 2.2) МДС стержней определяются по выражениям

(2.6)

(2.7)

МДС тормозной обмотки такова, что крайние стержни насыщаются (рис. 2.3). Поэтому, если значительно больше , то ЭДС в частях вторичной обмотки и мало отличаются по величине и остаются противоположными по направлению.

Таким образом, подмагничивание крайних стержней НТТ тормозным током ухудшает условие трансформации тока из первичной (рабочей) обмотки во вторичную и приводит к автоматическому увеличению тока срабатывания, т. е. происходит торможение (магнитное) срабатывания реле. Условием срабатывания реле является примерное равенство МДС рабочей и тормозной обмоток

(2.8)

В условиях срабатывания , поэтому

(2.9)

Следовательно, реле ДЗТ-11 действительно имеет тормозную характеристику.

Следует отметить, что угол сдвига фаз ( y ) между рабочим и тормозным токами при внешнем КЗ зависит от соотношения составляющих расчетного тока небаланса. При неполном выравнивании токов плеч защиты и ток совпадает по фазе с током и угол y = 0. Ток , который обусловлен различием токов намагничивания трансформаторов тока, сдвинут по отношению к току на угол, близкий . В зависимости от угла y можно построить семейство тормозных характеристик.

В справочниках на реле ДЗТ приводятся две тормозные характеристики (рис. 2.4). Верхняя соответствует случаю наибольшего торможения и является расчетной по чувствительности при внутренних КЗ и наличии торможения. Нижняя соответствует случаю наименьшего торможения (y = ) и является расчетной по селективности для отстройки от периодических токов небаланса при внешних КЗ.

2.3. Порядок расчета дифференциальной защиты трансформатора с реле ДЗТ-11.

2.3.1. Определяются первичные токи на сторонах высшего и низшего напряжений защищаемого трансформатора, соответствующие его номинальной мощности. По этим токам определяются соответствующие вторичные токи в плечах защиты, исходя из коэффициентов трансформации трансформаторов тока и коэффициентов схемы (см. табл. 2.1).

Таблица 2.1.

Наименование величины	Обозначение и метод расчета	Числовые для	значения стороны
Первичные номинальные токи защищаемого трансформатора, А
Схема соединения трансформаторов тока
Коэффициент схемы
Коэффициент трансформации трансформаторов тока
Вторичные номинальные токи в плечах защиты, защищаемого трансформатора, А

Сторона трансформатора с наибольшим вторичным током в плече защиты называется основной.

2.3.2. Определяется первичный ток срабатывания защиты по условию отстройки от БТН при включении ненагруженного трансформатора под напряжение.

, (2.10)

где - коэффициент, используемый при отстройке защиты от БТН, принимается равным 1,5; - номинальный ток основной стороны.

2.3.3. Число витков первичной обмотки НТТ, соответствующее току срабатывания защиты, определяется по выражению

, (2.11)

где - минимальная МДС срабатывания реле, для реле ДЗТ-11 при отсутствии торможения равна 100 А; - ток срабатывания реле, отнесенный к основной стороне, определяется приведением тока ко вторичным цепям трансформаторов тока основной стороны по выражению

(2.12)

Принимаемое число витков , что соответствует току срабатывания защиты

(2.13)

2.3.4. По выражению (1.10) определяется расчетное число витков уравнительной обмотки. Токи в плечах защиты определены и размещены в таблице 2.1. Округление числа витков уравнительной обмотки до целого производится в ближайшую сторону.

2.3.5. Определяются первичные максимальные токи КЗ, проходящие через защищаемый трансформатор при внешних трехфазных КЗ на его сторонах ( точки К1 и К4 на рис. 3.1) и минимальные токи при КЗ в зоне действия защиты (точки К2 и К3).

2.3.6. Выбирается сторона, к трансформаторам тока которой наиболее целесообразно присоединить тормозную обмотку НТТ. Выбор стороны должен производиться таким образом, чтобы обеспечить возможно большую чувствительность защиты /4/. На понижающих двухобмоточных трансформаторах - это сторона нисшего напряжения, а на повышающих – высшего напряжения.

2.3.7. Определяется необходимое число витков тормозной обмотки НТТ реле по тормозной характеристике, соответствующей минимальному торможению (кривая II на рис. 2.4). Для упрощения расчета тормозная характеристика заменяется касательной к ней, проведенной из начала координат, а в расчет вводится тангенс угла наклона касательной к оси абсцисс ().

Несрабатывание защиты при внешнем КЗ будет обеспечено, если удовлетворяется неравенство