Выбор параметров характеристики срабатывания.

Характеристика состоит из трех участков и представлена в координатахId и Ir.Это ломаная линия состоящая из горизонтального и двух наклонных участков. Терминал содержит защиту Idiff >>, работающую без блока стабилизации тока намагничивания при включении ненагруженного трансформатора и блока стабилизации при перевозбуждении трансформатора.

И дифференциальную отсечку Idiff >>>, которая работает независимо от величены тока торможения и от срабатывания блока стабилизации.

Первый участок – начальный, минимальный ток срабатывания защиты, на нем отсутствует торможение, определяется по формуле:

           (5.11)

где номинальный ток принимаем равным номинальному базисному току трансформатора приведенного к высокой стороне.

коэффициент, учитывающий переходный режим, принимаем равным 1;

коэффициент однотипности трансформатора тока. Принимается равным 1;

 относительное значение полной погрешности трансформатора тока отечественного производства кл.10Р составляет 10%, а для нагрузочных токов в начальной части тормозной характеристики в соответствии с ГОСТ - 6,5%.

 относительная погрешность, обусловленная регулированием напряжения на сторонах защищаемого объекта и принимается равной половине используемого диапазона регулирования на соответствующей стороне.

 коэффициент, учитывающий погрешность цифрового выравнивания и составляет для данного терминала 5%.

Дифференциальный ток защиты:

                                                                             (5.12)

где - коэффициент, учитывающий ошибки терминала, погрешности при расчете, принимаем равным 1,5.

Принимаем уставку:

Второй участок с меньшим коэффициентом торможения m 1.

Торможение осуществляется арифметической полусуммой токов протекающих по сторонам защищаемого трансформатора. Это приводит к тому, что при КЗ в зоне тормозной ток равен половине дифференциального, а при внешнем КЗ он равен дифференциальному за счет чего увеличивается селективность защиты.

Ток начала торможения для первого наклонного участка находим по формуле:

IRm1 =0,5∙Id>.

Коэффициент торможения первого наклонного участка выбирается по условию

обеспечения отстройки от тока небаланса в диапазоне токов до (1,5-4) .

Вторая точка перегиба характеристики определяет тормозной ток в безаварийном режиме.

В отдельных режимах она может достигать до четырехкратного номинального, например, при отключении параллельного трансформатора и больших Ксзп.

IRm2 = 2.

Под коэффициентом торможения понимается отношение приращения дифференциального тока к приращению полусуммы входных токов в условиях срабатывания, задается уставкой

                (5.13)

:

                                               (5.14)

Принимаем

Это участок малых токов КЗ Погрешность трансформаторов тока минимальна.

ток начала торможения второго наклонного участка по оси дифференциального тока, определяется геометрическим способом:

Третий участок характеристики срабатывания.

Второй наклонный участок соответствует большему коэффициенту торможения при высоких кратностях токов КЗ, ведущих к насыщению ТТ.

                     (5.15)

где  коэффициент, учитывающий переходный режим. Принимается для обеспечения недействия защиты от тока небаланса переходного режима внешнего КЗ, равным 2.

Коэффициент торможения второго наклонного участка определяется аналогично первому наклонному участку, задается уставкой:

                                              (5.16)

принимаем уставку:

где коэффициент учитывающий ошибки терминала, погрешности при расчете, принимаем равным 1,5.

ток окончания торможения второго наклонного участка по оси дифференциального тока, определяется геометрическим способом:

Чувствительность защиты проверяется при металлическом расчетном виде КЗ на выводах защищаемого трансформатора, при работе его на расчетном ответвлении. Расчетными режимами работы подстанции и питающих систем являются реальные режимы, обуславливающие минимальный ток при расчетном виде КЗ.

В соответствии с ПУЭ требуется обеспечить наименьший коэффициент чувствительности примерно 2,0.

Чувствительность определяем согласно характеристике срабатывания по следующей формуле:

                                (5.17)

При 2-х фазном КЗ на выводах 110кВ:

При 2-х фазном КЗ на стороне 6кВ:

При 2-х фазном КЗ на стороне 35кВ:

Чувствительность обеспечивается.

При включении ненагруженного трансформатора, ток включения в несколько раз превышает номинальный ток этого трансформатора. Для предотвращения ложной работы дифзащиты от броска тока намагничивания используется блокировка дифзащиты по току 2й гармоники, так как ток включения трансформатора содержит значительную часть высших гармоник с двойной частотой сети.

Устройство P63x производит фильтрацию дифференциального тока. При этом в дифференциальном токе определяются составляющие основной гармоники (I(f0)) и второй гармоники (I₂(f0)). Если отношение I₂(f0)/I(f0) хотя бы в одной измерительной системе дифзащиты превышает определенное выставляемое значение, то производится блокировка отключения. Блокировка не выполняется, если дифференциальный ток превышает установленный порог. Указанная величина устанавливается в виде уставки Idiff>>.

При эксплуатации трансформатора с напряжением выше номинального возникает насыщение сердечника трансформатора, что может привести к появлению дифференциального тока превышающего уставку дифзащиты а значит к ложному срабатыванию дифференциальной защиты. Возможность устранения ложной работы дифзащиты основана на том, что ток при насыщении защищаемого трансформатора содержит значительную часть высших гармоник с пятикратной частотой сети.

Устройство P63x производит фильтрацию дифференциального тока. При этом в дифференциальном токе определяются составляющие основной гармоники (I(f0)) и

пятой гармоники (I₅(f0)). Если отношение II₅(f0)/I(f0) превышает установленное значение и величина дифференциального тока меньше, чем 4Iбаз, то производится блокировка отключения.

Блокировка не выполняется, если величина дифференциального тока превышает уставку Idiff>>.

Если дифференциальный ток защиты превышает уставку  устройство срабатывает без учета действия блока стабилизации дифференциального тока при броске тока намагничивания и блока стабилизации при перевозбуждении защищаемого трансформатора.

Уставка блокировки по току 2 гармоники. Опытным путем подобрана уставка 10%.

Уставка блокировки по току 5 гармоники. Опытным путем подобрана уставка 15%.

Кратность тока отключения блокировок по 2 и 5 гармоники Idiff>> =5.

Дифференциальная токовая отсечка на терминале MiCom-P633:

При превышении дифференциальным током уставки  на работу дифференциальной защиты не оказывают влияния ток торможения и работа дискриминатора насыщения.

Первичный ток срабатывания отсечки определяется отстройкой:

- от максимального первичного тока небаланса при переходном режиме сквозного КЗ:

                                           (5.18.)

где  коэффициент отстройки, учитывающий погрешности терминала, ошибки расчета, принимаем 1,1.

-  коэффициент небаланса, равен 0,7.

максимальный сквозной ток короткого замыкания на стороне.

Кратность тока отключения торможения Idiff >>>=6.

Уставки Idiff >> и Idiff >>> могут быть приняты минимально допустимые, если трансформатор питается от сети, имеющей существенный реактанс по сравнению с реактансом трансформатора (не менее 20%) и таким образом сглаживает бросок намагничивающего тока. При непосредственном питании трансформатора от электростанции или крупной подстанции такой уставки может быть недостаточно, и обе эти уставки будет целесообразно загрубить до 6-7 кратной. Следует проверить эти данные при 3х кратной подаче напряжения на трансформатор, которая должна производиться при пусковых испытаниях трансформатора, используя встроенные в реле средства осциллографирования.