Дифзащита трансформатора — принцип действия

Дифзащита трансформаторов применяется для предотвращения аварийных и ненормальных режимов работы при возникновении короткого замыкания между фазами, межвитковых КЗ и замыкания одной или более фаз на землю.

Дифзащита применяется как основный вид автоматического отключения для мощных трансформаторов и для трансформаторов меньшей мощности, в случае если другие виды защиты не обеспечивают требуемого быстродействия.

Принцип работы дифференциальной защиты заключается в сравнении токов входящих и выходящих из трансформатора,и отключении трансформатора при неравенстве токов.

Конструктивно дифзащита включает в себя (Рис. 1) два трансформатора тока ТТ₁ и ТТ₂ включенных по высокому и низкому напряжению и реле автоматики А. Коэффициент преобразования измерительных трансформаторов подобран так, что при возникновении короткого замыкания вне защищаемого участка (Рис.1 слева), результирующий ток проходящий через реле был равный нулю.

При возникновении короткого замыкания возникает асимметрия втекающих и вытекающих токов (Рис. 1 справа). Через реле протекает ток, включающий схему защитного отключения. Высокая избирательность дифференциальной системы не требует реле времени, т.к. защита включается в идеальном случае только при внутренних КЗ.

В реальных условиях требуется настройка дифзащиты трансформатора для исключения ложного срабатывания.

При подаче напряжения на входные обмотки трансформатора возникает ток подмагничивания, вызывающий неравенство входных и выходных токов. Ток подмагничивания имеет вид затухающих колебаний.

Без нагрузки это влияние достаточно мало и составляет не более одного процента. При включении трансформатора с нагрузкой или восстановлении работы энергосистемы после замыкания, разность токов может привести к срабатыванию защиты.

Для компенсации этого явления ток включения дифзащиты выбирают большим, чем ток подмагничивания. Загрубление тока срабатывания может привести к несрабатыванию защиты даже при наличии КЗ внутри трансформатора.

Исключить влияния тока подмагничивания можно при помощи искусственной блокировки защиты при подключении высокого напряжения.

При возникновении повреждения трансформатора или замыкания его выводов при блокированном автоматическом отключении задержка может привести к аварии.

В случае, когда указанные способы отстройки дифзащиты неприменимы из-за недостатков, используют трансформаторы тока с быстронасыщаемым магнитопроводом, которые не реагирует на быстротечные колебания подмагничивающего тока.

Для правильной работы измерительных схемы необходимо чтобы фаза втекающих и вытекающих токов совпадала.

Для компенсации фазового сдвига обмотки токовых трансформаторов включаются по такой же схеме, как и защищаемый трансформатор. В случае использования схемы соединения обмоток «треугольник»/«звезда», трансформаторы тока включаются по обратной схеме – на входе «звезда», на выходе – «треугольник».

На линии, соединяющие трансформаторы тока с исполнительными цепями автоматики, возможны влияния помех, приводящих к ложным срабатываниям защиты. Для предотвращения этого измерительные цепи должны быть надежно экранированы. Зачастую дифзащиту устанавливают на отдельно расположенных трансформаторах для исключения влияния помех от смежных устройств энергетики.

Коэффициенты трансформации измерительных цепей должны обеспечивать равенство токов на входе и на выходе. На практике это условие недостижимо, потому трансформаторы токов выпускаются со стандартными напряжениями. Для этого в измерительные цепи вводят согласующие трансформаторы и автотрансформаторы.

Пишите комментарии,дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Источник

Дифференциальная защита трансформаторов

Дифференциальная защита применяется в качестве основной защиты трансформаторов при повреждениях их обмоток, на вводах и ошиновке. Ввиду ее сравнительной сложности дифференциальная защита устанавливается лишь на одиночно работающих трансформаторах 6300 кВА и выше, на параллельно работающих трансформаторах мощностью 4000 кВА и выше и на трансформаторах мощностью 1000 кВА и выше, если токовая отсечка не обеспечивает защитное действие, а максимальная токовая защита имеет выдержку времени более 1 с.

Дифференциальная защита основана на принципе сравнения величин токов в начале и в конце защищаемого участка, например и начале и конце обмоток силового трансформатора, генератора и т. п. В частности, участок между трансформаторами тока, установленными на высшей и низшей сторонах силового трансформатора, считается защищаемой зоной.

Действие дифференциальной защиты поясняется рис.1. С обеих сторон трансформатора устанавливаются трансформаторы тока TT1 и ТТ2, вторичные обмотки которых включены последовательно. Параллельно им подключается токовое реле Т. Если характеристики трансформаторов тока будут одинаковы, то в нормальном режиме, а также при внешнем коротком замыкании токи во вторичных обмотках трансформаторов тока будут равны, разность их будет равна нулю, ток через обмотку токового реле Т протекать не будет, следовательно, защита действовать не будет.

При коротком замыкании в трансформаторе и в любой точке защищаемой зоны, например в обмотке трансформатора, по обмотке реле Т будет протекать ток, и если его величина будет равна току срабатывания реле или больше его, то реле сработает и через соответствующие вспомогательные приборы произведет двустороннее отключение поврежденного участка. Эта система будет действовать при междуфазных и межвитковых замыканиях.

Рис. 1. Дифференциальная защита трансформатора: а — токораспределение при нормальном режиме, б — то же при коротком замыкании в трансформаторе

Дифференциальная защита обладает высокой чувствительностью и является быстродействующей, так как для нее не требуется выдержки времени, она может выполняться с мгновенным действием, что и является ее главным положительным свойством. Однако она не обеспечивает защиты при внешних коротких замыканиях и может вызывать ложные отключения при обрыве в соединительных проводах вторичной цепи.

Рис. 2. Дифференциальная защита двух параллельно работающих трансформаторов

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Объявления

Если вы интересуетесь релейной защитой и реле, то подписывайтесь на мой канал

Ложная работа дифзащиты трансформатора. Два ТТ на стороне НН

Советы бывалого релейщика → Аварии, дефекты оборудования. → Ложная работа дифзащиты трансформатора. Два ТТ на стороне НН

Чтобы отправить ответ, вы должны войти или зарегистрироваться

Сообщений 6

1 Тема от avlasjuk 2013-09-24 20:32:29

• avlasjuk
• Пользователь
• Неактивен

• Откуда: Львів
• Зарегистрирован: 2012-03-12
• Сообщений: 147
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Тема: Ложная работа дифзащиты трансформатора. Два ТТ на стороне НН

Нужна помощь!
Ложно отключился от дифзащиты трансформатор при внешнем двухфазном КЗ.
Имеющиеся данные:
Трансфороматор — 35/10, 16 МВа, 11 гр, звезда-треугольник.
Iном.вн=264 А, Iном.нн=924 А.
Трансформаторы тока:
ВН 600/5, вторичные цепи звезда (три трансформатора).
НН 1500/5, вторичные цепи неполная звезда (фаза В МП защиты подключена на — (А + С)).
Устройство защиты МП.
Выравнивание по углу программное.
Тормозная характеристика с двумя наклонными участками.
Уставки:
Базовая уставка — 2,5 А;
Первая точка начала торможения — 4 А, коэффициент торможения первого участка — 50%
Вторая точка изиба — 7,5 А, коэффициент торможения — 100%
Торможение по стороне НН.
Блокировка по 2 и 5 гармонике включена, устваки по 20%.
Коэффициенты выравниявания:
Сторона ВН — 2,27, НН — 1,62.
В нагрузочном режиме все нормально (вторичные токи):
Iа1 = 0,65 А, 0 гр;
Iв1 = 0,67, -121 гр;
Iс1 = 0,65, +120 гр;
Iа2 = 0,65 А, 29 гр;
Iв2 = 0,67, -92 гр;
Iс2 = 0,65, +150 гр;
Ida = 0,01;
Idв = 0,03;
Idс = 0,02;
Данные по КЗ.
К сожалению осциллограф был отключен, имеются данные только регистратора событий в момент КЗ:
Токи в момент пуска защиты на стороне ВН:
Iа1 = 1,9 А;
Iв1 = 2,3 А;
Iс1 = 4,2.
Токи на стороне НН:
Iа1 = 0,7 А;
Iв1 = 6,0 А;
Iс1 = 5,7.
Дифференциальные токи:
Ida = 2,9;
Idв = 3,08;
Idс = 3,39.
Сначала думал что дело в подключении фазы В стороны НН (порекомендовал отключить работу дифзащиты по фазе В), но посмотрев на приведенные данные возникли сомнения, дифзащита скорее всего сработала по фазе А. И такое скорее всего повторится при следующем внешнем КЗ. В неповрежденной фазе стороны ВН протекает половина тока КЗ, а в неповрежденной фазе стороны НН почти

0.
Как от этого отстроится?
Уставками врятли удастся.
Кто с таким сталкивался посоветуйте что нибудь.

2 Ответ от grsl 2013-09-24 22:09:11

• grsl
• Администратор
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2011-01-07
• Сообщений: 6,122
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Ложная работа дифзащиты трансформатора. Два ТТ на стороне НН

http://rzia.ru/topic1825-difzashchita-t … atora.html
кстати 20% по 2-й гармонике в два раза завышено, 10-12% не более.

( про срочно добавить ТТ на фазу В НН, боюсь упоминать ).

3 Ответ от avlasjuk 2013-09-24 22:51:43

• avlasjuk
• Пользователь
• Неактивен

• Откуда: Львів
• Зарегистрирован: 2012-03-12
• Сообщений: 147
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Ложная работа дифзащиты трансформатора. Два ТТ на стороне НН

прочитал от корочки до корочки, но у меня все таки подозрения что не в этом дело.
Как видно из приведенных данных, при внешнем двухфазном КЗ на стороне НН в неповрежденной фазе стороны ВН будет протекать ток (силовая обмотка НН треугольник, а ТТ НН в ячейке 10 кВ), в то время как на стороне НН нет, что может привести к ложной работе. Как с этим бороться.

Кстати забыл сказать первоначально сработала таки блокировка по 2 гармонике (было 28%), а когда снялась уже сработала дифзащита.

4 Ответ от Medvedb 2013-09-25 08:16:26

• Medvedb
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2011-12-08
• Сообщений: 410
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Ложная работа дифзащиты трансформатора. Два ТТ на стороне НН

Доброе утро! ТОже прочитал всю тему, очень интересна для меня оказалось. Мне кажется, тема вам порекомендованная, чисто Ваш случай. Конечно интересно было посмотреть на осциллограммы.

5 Ответ от tca 2013-09-25 19:19:59

• tca
• Пользователь
• Неактивен

• Откуда: Тамбов
• Зарегистрирован: 2011-01-07
• Сообщений: 456
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Ложная работа дифзащиты трансформатора. Два ТТ на стороне НН

Как видно из приведенных данных, при внешнем двухфазном КЗ на стороне НН в неповрежденной фазе стороны ВН будет протекать ток (силовая обмотка НН треугольник, а ТТ НН в ячейке 10 кВ), в то время как на стороне НН нет, что может привести к ложной работе. Как с этим бороться.

1. С этим борятся правильным указанием схем и групп соединения обмоток защищаемого трансформатора при параметрировании терминала.
2. Данное срабатывание оценивается как излишнее, а не ложное.

P.S. Укажите, пожалуйста, тип и производителя терминала.

6 Ответ от avlasjuk 2013-09-26 12:51:51

• avlasjuk
• Пользователь
• Неактивен

• Откуда: Львів
• Зарегистрирован: 2012-03-12
• Сообщений: 147
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Ложная работа дифзащиты трансформатора. Два ТТ на стороне НН

P.S. Укажите, пожалуйста, тип и производителя терминала.

Терминал МП наш (ЕМВ) УЗА-10М.ДТ2.
Алгоритм компенсации группы соединения к сожалению этот момент не учитывает, будем вносить изменения (делать цифровой треугольник).

Заказчику посоветовали собрать вторичные цепи ВН в треугольник и доставить третий ТТ на стороне НН.

Источник

3 Основные причины ложного дифференциального тока в трансформаторе

Видео: Водонагреватель Термекс: выбивает УЗО 2021, Декабрь

Видео: Водонагреватель Термекс: выбивает УЗО 2021, Декабрь

Дифференциальный ток

Некоторые явления могут вызывать существенный дифференциальный ток, когда нет неисправности, и эти дифференциальные токи обычно достаточны, чтобы вызвать промежуточное дифференциальное реле для отключения. Однако в этих ситуациях дифференциальная защита не должна отключать систему, поскольку она не является внутренней неисправностью трансформатора.

3 Основные причины ложного дифференциального тока в трансформаторе

Схема защиты дифференциального силового трансформатора

Такие явления могут быть связаны с нелинейностями в сердечнике трансформатора. Некоторые из этих ситуаций рассматриваются ниже //

1. Пусковые токи
2. Условия сверхвозбуждения
3. Напряжение тока трансформатора

1. Пусковые токи

Намагничивающий пусковой ток в трансформаторах является результатом любого резкого изменения напряжения намагничивания. Хотя обычно рассматриваемый как результат возбуждения трансформатора, намагничивающий бросок может также быть вызван //

• Возникновение внешней неисправности
• Восстановление напряжения после устранения внешней неисправности
• Изменение характера неисправности (например, когда размыкание от замыкания на землю переходит в фазу от замыкания на землю)
• Аналоговая синхронизация подключенного генератора

Пример пускового тока после операции повторного включения, измеренной на размыкателе распределительной подстанции.

Рисунок 3 — Пример тока пуска, измеренного на подстанции (многие распределительные трансформаторы вместе)

Поскольку намагничивающая ветвь, представляющая ядро, появляется как шунтирующий элемент в эквивалентной схеме трансформатора, ток намагничивания нарушает баланс между токами на клеммах трансформатора и поэтому испытывает дифференциальное реле как «ложный» дифференциальный ток .

Однако реле должно оставаться стабильным во время бросков. Кроме того, с точки зрения срока службы трансформатора, отключение во время бросков является очень нежелательной ситуацией ! Разрыв тока с чистой индуктивной природой создает высокое перенапряжение, которое может поставить под угрозу изоляцию трансформатора и быть косвенной причиной внутренней неисправности).

Ниже суммируются основные характеристики пусковых токов //

• Обычно содержат смещение постоянного тока, нечетные гармоники и даже гармоники.
• Обычно состоит из однополярных или биполярных импульсов, разделенных интервалами очень низких значений тока.
• Пиковые значения однополярных импульсов пускового тока снижаются очень медленно.
• Постоянная времени обычно намного больше постоянной времени экспоненциально затухающего смещения постоянного тока токов повреждения.
• Содержание второй гармоники начинается с низкого значения и увеличивается с уменьшением пускового тока.

Подробнее о практических соображениях пускового тока трансформатора //

2. Условия перевозбуждения

Перегрузку трансформатора может привести к ненужной работе дифференциальных реле трансформатора . Такая ситуация может возникать в генераторных установках, когда единичный генератор разделяется при экспорте VAR. Возникающее в результате внезапное нарастание напряжения, выраженное на обмотках блока трансформатора от потери нагрузки VAR, может привести к превышению номинальных напряжений в герцах и, следовательно, событию перевозбуждения .

Это может также иметь место в системах передачи, где большая реактивная нагрузка отключается от трансформатора, при этом первичная обмотка остается включенной .

Когда первичная обмотка трансформатора переворачивается и приводится в насыщение, появляется больше мощности, поступающей в первичный трансформатор, чем выходящий из вторичной обмотки. Дифференциальное реле со своими входами, поставляемыми правильно выбранными трансформаторами тока, чтобы соответствовать соотношению и фазовому сдвигу, воспринимает это как разность токов между первичной и вторичной обмотками и, следовательно, будет работать.

Это было бы нежелательной операцией, так как не было бы внутренней неисправности, поскольку текущий дисбаланс создается из условия перевозбуждения.

Поскольку перевозбуждение проявляется в производстве нечетных гармоник, и поскольку третья гармоника (и другие тройки) может быть эффективно отменена в обмотках трансформатора Δ, то пятая гармоника может использоваться в качестве ограничивающей или блокирующей величины в дифференциальном реле в чтобы различать чрезмерное возбуждение и неисправное состояние.

SIPROTEC 4 7UT6 Реле дифференциальной защиты трансформаторов — Подключение дифференциальной защиты трансформатора с высоким сопротивлением REF (I7) и измерением нейтрального тока на I8

3. Напряжение тока трансформатора

Эффект насыщения КТ на дифференциальную защиту трансформатора является двусторонним. Несмотря на то, что процентное ограничение уменьшает влияние несимметричного дифференциального тока, в случае внешних неисправностей результирующий дифференциальный ток, который может иметь очень большую величину, может привести к срабатыванию реле !

Для внутренних неисправностей гармоники, возникающие в результате насыщения КТ, могут задержать работу дифференциальных реле с гармоническим ограничением.

Ссылка // Схема дифференциальной защиты трансформатора с алгоритмом обнаружения внутренних ошибок. Использование второй гармоники. Ограничение и логика логики логики — Уахди Дрис, Фараг. М. Эльмарейми и Рекина Фуад

Источник