ОМИКРОН ОМИКРОН ОМИКРОН
Система Orphus

РНТ 565 - реле дифференциальное

РНТ 565 - реле дифференциальное

1. Технические характеристики реле с улучшенной отстройкой от апериодической составляющей серии РНТ-565
2. Описание конструкции РНТ и ДЗТ
3. Основные понятия о реле РНТ и ДЗТ
4. Принцип действия реле РНТ
5. Увеличение м.д.с. срабатывания дифференциального реле
6. Реле РНТ с плавной регулировкой параметров
7. Схемы дифференциальных защит повышенной чувствительности
8. Общая методика выбора уставок
9. Особенности выбора уставок с реле PHT
10. Объем испытания и рекомендации по наладке
11. Схемы, применяемые для наладки и проверки реле
12. Некоторые схемы, применяемые при лабораторных исследованиях
13. Описание, проверка и наладка реле с улучшенной отстройкой от апериодической составляющей серии РНТ-560 РНТ-565, 566, 566/2, 567, 567/2
14. Нормы времени и объем работ при техническом обслуживании реле дифференциальные РНТ-562 - РНТ-567, ДЗТ-1(2), ДЗТ-11 - ДЗТ-14, ДЗТ-21(23), МЗТ-11

9 ОСОБЕННОСТИ ВЫБОРА УСТАВОК ЗАЩИТ С PEЛE PHT

У реле РНТ отстройка от бросков намагничивающего тока осуществляется двумя путями: выбором тока срабатывания и выбором параметров короткозамкнутой цепи. Чем больше число витков или меньше сопротивление короткозамкнутой цепи, тем лучше отстройка от нестационарных намагничивающих токов силового трансформатора при коммутационных переключениях '(неодновременном замыкании фаз, отключении коротких замыканий), а также от бросков намагничивающего тока с отрицательными полуволнами во вторичной цепи при нагруженных трансформаторах тока (до нормы), поглощающих апериодическую слагающую. Кроме того, следует учитывать, что при усилении действия короткозамкнутой обмотки и малонагруженных трансформаторах тока возможно небольшое увеличение времени действия защиты при внутренних коротких замыканиях с апериодической слагающей. При одной и той же постоянной времени затухания апериодической слагающей время срабатывания реле зависит от кратности тока срабатывания. Приближенно можно считать, что при трех-четырех кратном токе срабатывания задержка в действии реле не превышает 1 — 2 периодов. При меньших кратностях тока срабатывания увеличение времени действия, как правило, не превышает 2 — 3 периодов и появляется редко при наличии большой апериодической слагающей во всех поврежденных фазах. При трехфазных замыканиях апериодическая слагающая в одной или в двух фазах всегда мала и реле этих фаз срабатывают практически без задержки.
Поскольку конкретный учет всех перечисленных факторов затруднителен, то выбор параметров реле РНТ можно производить по следующим общим соображениям.
1. Если при определении уставок защиты расчетной является отстройка от токов небаланса при внешних коротких замыканиях и Iс.з >1,3Iном. то выбор характеристикиIс.р* = f(Ксм) следует производить по возможности с меньшей задержкой срабатывания защиты при внутренних повреждениях (положение штепсельных винтов Б — Б или В — В, последнее — при сильно нагруженных трансформаторах тока, выбранных без запаса по кривым 10%'-ной погрешности). Если коэффициент чувствительности защиты более трех, то можно установить положение Г — Г.
2. В случаях, когда расчетной является отстройка от бросков намагничивающего тока (Iс.з ≤ 1,3Iном., например, для дифференциальных защит трансформаторов удаленных приемных подстанций), выбор характеристики Iс.р* = f(Ксм) производится следующим образом. Если дифференциальная защита питается от отдельных трансформаторов тока и сопротивление соединительных проводов мало, то можно установить положение штепсельных винтов  Б — Б. При сильно нагруженных трансформаторах тока (питаются несколько защит, значительное сопротивление соединительных проводов) следует установить положение штепсельных винтов Г — Г. Желательным является экспериментальный выбор положения штепсельных винтов короткозамкнутой обмотки, осуществляемый путем включения силового трансформатора (автотрансформатора) на холостой ход с последовательным переходом от положений Б — Б к     Г — Г.
3. Для случаев, когда расчетной является отстройка от бросков намагничивающего тока, а ток срабатывания защиты, выбранный по (18а), не обеспечивает необходимой чувствительности, рекомендуется соединять вторичные обмотки реле РНТ в треугольник. Это обеспечит отстройку от периодических бросков намагничивающего тока и позволит снизить ток срабатывания до 0,6 — 0,8 номинального. Выбор характеристики Iс.р* = f(Ксм)аналогичен рассмотренному в п. 2.
4. При использовании реле РНТ для дифференциальной защиты генераторов обычно достаточно использовать отпайки А — А.

 

На этой стрнице был рассмотрен простой способ выполнения реле РНТ с плавной регулировкой м. д. с. срабатывания и указаны основные достоинства такого реле:
1) практически полное выравнивание действия вторичных токов плеч защиты (I"'нб.расч ≈ 0);
2) точная установка расчетного тока срабатывания;
3) более рациональная методика выбора уставок защиты.
Рассмотрим порядок расчета и основные особенности выбора уставок защит, использующих реле РНТ с плавной регулировкой м. д. с. срабатывания. В дальнейшем на конкретных примерах будут показаны преимущества этих реле. Поскольку действие вторичных токов на реле практически полностью выравнивается, нет необходимости вводить понятия основной и неосновной сторон и весь расчет можно вести по токам, приведенным к одной ступени напряжения (пусть n = 1). Кроме того, не нужно вводить понятие расчетных чисел витков первичной обмотки реле.
1. Определяется предварительный расчетный ток срабатывания защиты 1са по выражениям (18) и (19), при I"'нб.расч = 0
2. Производится предварительная проверка чувствительности для определения возможности использования защиты с реле РНТ.
Покажем, что при полном выравнивании м. д. с. плеч защиты коэффициент чувствительности защиты можно определять по полному току внутреннего повреждения (в фазе). Последнее существенно упрощает расчет защиты. В общем случае полный ток внутреннего повреждения Iк можно представить как сумму токов Iпк протекающих по разным сторонам трансформатора:

                         Iк = IIк + IIIк + IIIIк                                         (28)

(за положительное принято направление токов ктрансформатору). Для каждой стороны п связь между первичным током в фазе Iп и подводимой к реле м. д. с. Fпр, можно выразить с помощью коэффициента пропорциональности:

Fпр = KпIп.                                                       (29)

Тогда полная м. д. с., подводимая к реле при расчетном внутреннем коротком замыкании, находится из выражения

A description...

Соотношения между коэффициентами пропорциональности различных сторон определяются из условия попарного баланса на реле м. д. с. соответствующих сторон (при внешних повреждениях), При IIк =−IIIк  FIр.к=−FIIр.к , откуда КI=КII, при IIк=−IIIIк FIр.к=−FIIIр.к откуда КI=КIII,  и, следовательно, КI=КII=КIII=К. Тогда

Fр.к=К(IIк+IIIк+IIIIк)=КIк                    (30)


Из полученного выражения следует важный вывод, что при полной балансировке плеч защиты суммарная м. д. с. реле пропорциональна полному току внутреннего повреждения и не зависит от характера распределения тока повреждения по сторонам трансформатора.
Вследствие различия для каждой стороны в схемах соединения обмоток силового трансформатора и трансформаторов тока коэффициент пропорциональности, оставаясь одинаковым для различных сторон, будет зависеть от вида внутреннего короткого замыкания.
Если обозначить коэффициент пропорциональности при однофазном коротком замыканииA description..., то для всех многофазных повреждений величины этих коэффициентов возрастут относительно A description...пропорционально увеличению тока в реле (условно полагая равными величины первичных токов при всех видах повреждений).
1. При всех трехфазных коротких замыканиях и двухфазных повреждениях на стороне треугольника силового трансформатора

A description...

2. При двухфазных коротких замыканиях на стороне звезды силового трансформатора A description.... Если учесть соотношения между токами двухфазного и трехфазного короткого замыкания A description..., то подводимая к реле м. д. с. будет такой же, как и при трехфазном повреждении:

A description...

Следовательно, рассматриваемый случай не является
расчетным по чувствительности.

Поскольку первичный ток срабатывания защиты выбирается по трехфазному короткому замыканию, то м. д. с. срабатывания реле в соответствии с (30) может быть записана как

A description...

а коэффициент чувствительности защиты A description... можно определять по первичным токам.
1) При всех трехфазных коротких замыканиях и двухфазных повреждениях на стороне треугольника

A description...


2) При однофазных коротких замыканиях (на стороне звезды)

A description...

По приведенным выражениям (31) и (32) можно также упрощенно определять коэффициент чувствительности защиты с обычными реле РНТ.
3. По известному отношению вторичных номинальных токов (IIв.ном, IIIв.ном, IIIIв.ном), исходя из условия баланса на реле м. д. с. плеч защиты при внешних коротких замыканиях

A description...

на логарифмической линейке подбираются наиболее близкие отношения целых чисел витков первичной обмотки реле (ωI, ωII, ωIII). При этом необходимо, чтобы предварительно найденная м. д. с. срабатывания реле A description..., определяемая по выражению

A description...

была в пределах допустимой регулировки, где A description... — коэффициенттрансформации, а A description... — коэффициент схемы соединения трансформаторов тока для стороны, к которой приведен расчет токов короткого замыкания. Присоединении трансформаторов тока защиты в треугольник коэффициент схемы равен √¯3, а при соединении в звезду — 1.
Следует отметить, что при двух группах трансформаторов тока число витков первичной обмотки подбирается легко и весьма точно. При трех группах трансформаторов тока подбор витков несколько усложняется и не всегда удается полностью выравнить м. д. с. всех сторон. Хотя погрешность от неточности выравнивания и в этих случаях оказывается незначительной (2 — 3%), она может быть уменьшена, если учесть, что важно точно подобрать витки только для двух сторон, по которым протекает основная доля тока расчетного внешнего короткого замыкания.
4. Определяется относительная погрешность от неточности выравнивания м. д. с. плеч защиты:

A description...

5. По выражениям (18) и (19) находится ток срабатывания защиты Iс.з с учетом составляющей 1'"нб.рас

6. Определяется коэффициент чувствительности защиты по выражениям (31) и (32).

 

Пример 1. Расчет дифференциальной защиты трех обмоточного понижающего трансформатора с односторонним питанием со стороны высшего напряжения.
Защищаемый трансформатор 110/38,5/11 кв мощностью 60 Мва имеет встроенное регулирование напряжения под нагрузкой на стороне высшего напряжения в пределах <-10% номинального и регулирование напряжения на стороне среднего напряжения ±2х2,5% номинального, производимое перестановкой ответвлений при отключенном трансформаторе. Исходные данные для расчета приведены на рис. 22'.
А. Расчет при Fс.р=60 ав
1. Определяются первичные номинальные токи, выбираются трансформаторы тока для защиты и определяются соответствующие вторичные токи в плечах защиты.
2. Находятся токи, протекающие через защищаемый трансформатор в расчетных режимах:
а) при внешнем трехфазном коротком замыкании в максимальном режиме работы системы:
на шинах 10 кв (в точке К1, рис. 22)

A description...

−−−−−−−−−−−−−−−
' Исходные данные примера заимствованы из [Л. 5].

на шинах 35 кв (в точке К2, рис. 22)

A description...

б) при внутреннем двухфазном коротком замыкании в минимальном режиме работы системы:

Исходная схема и схема замещения для примера расчета дифференциальной защиты трех обмоточ-ного трансформатора с односторонним питанием, выполненной с реле типа PHT

Рис. 22, Исходная схема и схема замещения для примера расчета дифференциальной защиты трех обмоточ-ного трансформатора с односторонним питанием, выполненной с реле типа PHT. A description...
а исходная схема; б — схема замещения прямой (обратной) последовательности; в то же нулевой последовательности.

         Примечание. Сопротивления в схемах замещения даны в омах, приведенных к напряжению 115 кв. В скобках указаны сопротивления системы в минимальном режиме.
на стороне 10 кв (в точке Кз, рис. 22)

A description...

на стороне 35 кв (в точке К4, рис. 22)

A description...

3. Определяются первичные расчетные токи небаланса без учета составляющей I"'нб.расч по формулам (20), (21) и (22): для повреждения яа шинах 10 кв

A description...

для повреждения на шивах 35 кв

A description...

Т а б л и ц а  5
                                               Данные расчета по п. 1 примера 1


Наименование
величины

              Числовое значение для стороны

        I — 110 кв

         II — 35 кв

         III — 10 кв

1.Первичные номинальные токи

A description...

A description...

A description...

2. Коэффициенты трансформации трансформатров тока птп

600/5

1500/5

3000/5

3. Соединение трансформаторов тока

       Треугольник

       Треугольник

        Треугольник

4. Вторичные номинальные токи в плечах защиты Iв.ном

A description...

A description...

A description...

         4. Предварительно определяется первичный ток срабатывания защиты:
а) по условию отстройки от броска тока намагничивания, ориентировочно по [Л. 5]

A description...

5. Производится предварительная проверка чувствительности защиты:
а) ток срабатывания реле

A description...

б) наибольший ток, протекающий по реле при расчетном виде внутреннего повреждения. В общем случае этот ток (или м. д. с. реле) определяется с помощью построения достаточно сложных схем токораспределения в цепях дифференциальной защиты. В данном примере нахождение тока в реле упрощается, так как ток повреждения протекает только по одной стороне. При расчетном двухфазном коротком замыкании на стороне 35 кв (в минимальном режиме) одно из реле обтекается удвоенным током повреждения

A description...

Коэффициент чувствительности защиты получается достаточным.

A description...


Дальнейшие расчеты, включающие в себя определение чисел витков первичных обмоток реле РНТ для различных сторон, нахождение составляющей тока небаланса I"'нб.расч и определение уточненного тока срабатывания защиты, сведены в табл. 6.


Т а б л и ц а  6
          Сводная таблица расчетов защиты при Fс.р = 60 ав


№ п/п

Буквенное обозначение к расчетное выражение определяемой величины

                                Варианты расчета

           1

          2

          3

1

I"'нб.расч,    (23)

           0

         98

        208

2

   Iнб.расч,   (20)

         492

        590

        700

3

     Iс.з,        (19)

         640

        766

        910

4

Iс.р осн=Iс.з осн/пт.осн

         10,7

        12,8

        15,1

5

         ωосн.расч   (24)

         5,61

        4,69

        3,98

6

         ωосн = ωIII

           5

          4

         4

7

Iс.р III = Fс.р/ωIII

         12

         15

        15

8

         ωI расч*        (25)

        5,77

        4,61

         −

9

                 ωI

           6

          5

          5

10

         ωII расч*        (25)

        5,05

        4,04

         −

11

                 ωII

           5

          4

          4

12

Iс.р I =  Fс.р/ωI

        10,0

          −

         12

Коэффициент чувствительности защиты при окончательном,
третьем варианте расчета получается недостаточным:

A description...

и защита с реле PHT не может быть выполнена.
Б. Расчет при Fс.р=Var
1 — 4. Расчеты совпадают с пп. 1 — 4 варианта А.
5. Предварительный коэффициент чувствительности определяется по (31).
Для стороны 35 кв расчетным по чувствительности является трехфазное короткое замыкание в минимальном режиме I(3)к.з.мин=1560 а:

A description...

6. По известному из табл. 5 отношению вторичных номинальных токов в соответствии с (25) на логарифмической линейке подбираются наиболее близкие целые числа витков первичной обмотки реле РНТ. В рассматриваемом примере могут быть подобраны различные числа витков, например ωI =7, ωII =6, ωIII = 6, или 8, 7, 7, или 15, 13, 13 и т. д. При этом предварительная м. д. с. срабатывания реле, определенная по (33), составит соответственно 65, или 74, или 139 ав и может быть легко выполнена на реле. Заметим, что относительная погрешность от неточности выравнивания м. д. с. плеч защиты для всех приведенных случаев не превышает 1%.
7. Принимая числа витков ωI = 8, ωII = 7, ωIII = 7, определим по (34) относительную погрешность выравнивания:

A description...

и составляющую тока небаланса

A description...

8. Расчетный ток срабатывания защиты

A description...

9. Магнитодвижущая сила срабатывания, устанавливаемая на реле

A description...

10. Коэффициент чувствительности защиты

A description...

Из сравнения вариантов А и Б следует, что расчет по варианту Б проще и дает выигрыш в чувствительности:

A description...

Исходная схема и схема замещения для примера расчета дифференциальной защиты двухобмоточного трансформатора

Пример 2. Расчет защиты двух обмоточного понижающего трансформатора. Защищаемый трансформатор 110/6,6 кв мощностью 40,5 Мва имеет регулирование напряжения на стороне высшего напряжения ±2X2,5% номинального, производимое перестановкой ответвлений при отключенном трансформаторе. Исходные данные для расчета приведены на рис. 23. A description...

 

Расчет защиты
1. Определяются первичные номинальные токи, выбираются трансформаторы тока для защиты и определяются соответствующие вторичные токи в плечах защиты.
2. Находятся токи, протекающие через защищаемый трансформатор в расчетных режимах (см. рис. 23):
а) при внешнем трехфазном коротком замыкании на шинах 6 кв (в точке К1, рис. 23)

                   A description...

б) прн внутреннем двухфазном коротком замыкании на выводах бкв (в точке К2, рнс. 23)

A description...

3. Определяется первичный расчетный ток небаланса без учета составляющей I"'нб.расч по формулам (20), (21) и (22):

A description...

4. Предварительно определяется первичный ток срабатывания защиты:
а) по условию отстройки от броска тока намагничивания, ориентировочно по [Л. 4]

A description...

б) по условию отстройки от максимального тока небаланса, по (19)

A description...

                                                                                              Т а б л и ц а  7
                                               Данные расчета по п. 1 примера 2


№ п/п.

                  Наименование величины

             Числовое значение для сторон

       I − 110 кв

        II − 6 кв

1

   Первичные номинальные токи

A description...

A description...

2

Коэффициенты трансформации трансформаторов тока

          400/5

         4000/5

3

Соединение трансформаторов тока

       Треугольник

             Звезда

4

Вторичные номинальные токи в плечах защиты

A description...

A description...

5. Производится предварительная проверка чувствительности защиты по (31):

A description...

Поскольку расчетной является отстройка от броска намагничивающего тока, ток срабатывания защиты должен быть выбран по формулам (17, 18).
6. Определяется сопротивление системы в относительных единицах:

A description...

7. Сопротивление обмотки трансформатора

A description...

8. Суммарное сопротивление

A description...

9. Наибольший бросок однополярного тока в относительных единицах

A description...

10. Ток срабатывания защиты по условию отстройки от переходных первичных намагничивающих токов с отрицательными полуволнами

A description...

11. Определяется ток срабатывания защиты по условию отстройки от вторичного тока при однополярных бросках тока намагничивания:

A description...

Принимается Iс.з = 130 а. 12. Находится ток срабатывания реле для стороны 110 кв:

A description...

13 Число витков первичной обмотки реле для стороны 110 кв

A description...

принимается ωI = 35 витков, что соответствует Iс.р = 2,86 а. 14.

Число витков первичной обмотки реле для стороны 6 кв

                A description...

принимается ωII = 35 витков.
15. Уточненный первичный ток срабатывания защиты

                   A description...

         (составляющая I"'нб.расч мала и не влияет на ток срабатывания            защиты).
16. Коэффициент чувствительности защиты

         A description...

 

 

 

 

 

19 Март, 2008              215140              ]]>Печать]]>
7 / 29 ( Хорошо )

Добавить комментарий

Ваше имя

Текст

Контрольный вопрос

Dвa pлюs тpi ? (цифрой)


Вверх страницы