Расчет дифференциальной защиты трансформатора с реле рнт 565

Упрощенный метод расчета дифференциальной защиты асинхронного двигателя на реле РНТ-565

Упрощенный метод расчета дифференциальной защиты асинхронного двигателя на реле РНТ-565 основан на следующих положениях. В защитах электродвигателей применяется ограниченное число витков трансформаторов тока (ТТ) (ТЛМ-6, ТЛМ-10, ТВЛМ-10) с коэффициентами трансформации 1000/5 и 600/5, а их параметры: средняя длина ТТ lср и сечение S магнитопровода ТТ, rвт – полное сопротивление вторичной обмотки ТТ имеют близкие значения.

Длина контрольного кабеля в КРУ практически неизменна (около 4 м.) и произведение I1уд*Z2уд для плеча со стороны питания будет находиться в пределах 25-50 В/(м2 вит). Следовательно, расчет защиты можно значительно упростить и принимать:

• Kп — кратность пускового тока (для синхронных электродвигателей вместо Кп принимается отношение Eq”/xd”);
• Iном.дв – номинальный ток электродвигателя;
• Iнб*- относительный ток небаланса, будет равен для схем:
• Iнб*=0,3 – для схемы «звезда-звезда»;
• Iнб*=0,34 – для схемы «неполная звезда- неполная звезда»;
• Iнб*=0,32 – для схемы «звезда-треугольник»;
• Iнб*=0,45 – для схемы «неполная звезда-треугольник».

Эти данные подтверждаются анализом реальных уставок защит на тепловых станциях Северного Кавказа и Донбасса.

Пример расчета по упрощенному методу

Вычислить ток срабатывания защиты на реле РНТ-565 электродвигателя АТД-8000, Кп=5,6 – кратность пускового тока, выполненной по схеме «звезда-звезда», nт=1000/5.

1. Определяем ток срабатывания защиты:

2. Определяем вторичный ток срабатывания реле:

3. Рассчитываем число витков рабочей обмотки для реле РНТ-565:

Принимаем: wр=13 витков.

С целью повышения чувствительности защиты электродвигателей с Рн > 2000 кВт институтом «Теплоэлектропроект» предусмотрена защита с торможением на реле ДЗТ-11, причем тормозная обмотка включена со стороны нулевых проводов (рис.2). Ток срабатывания защиты при отсутствии торможения составляет 0,75* Iном.дв.

Рис.2 — Схема подключения реле ДЗТ-11 в защите электродвигателя

Расчетный ток небаланса при пуске электродвигателя принят равным Iнб.расч.=3*Iном.дв. В расчетах уставок защиты по этой методике не учитывается влияние сопротивления реле на ток небаланса, а также снижение тормозного тока при насыщении ТТ.

Если же Вы хотите сделать расчет с более точным определением тока срабатывания и числом витков обмотки для реле РНТ-565, то методика расчета рассмотрена в статье: «Пример расчета дифференциальной защиты асинхронного двигателя на реле РНТ-565»

Список литературы:
1. УДК 621.316.925 – Расчет уставок дифференциальных защит мощных электродвигателей. Выпуск №9. 1980 г.

Источник

Расчет дифзащиты на базе реле РНТ-565

Первоначально произведем расчет дифференциальной защиты на базе специального реле типа РНТ-565. Схема дифференциальной защиты с подключением реле типа РНТ-565 показана на рис. 22. На схеме представлены все параметры нормального режима и величина токов кз на ВН и НН в т.К₁. Расчет ведем по основному плечу дифференциальной защиты на высоком напряжении, т.к. I₂₁=4,64 А > I₂₂=4,2 А. Данные для основного плеча дифференциальной защиты следующие: I₂₁=4,64 А; ; I_{к.з.max(К1)}=1,016 кА (ВН).

Величину тока срабатывания ДЗ определим по уравнению

где k_Н – коэффициент надежности, примем 1,3(ПУЭ).

Ток небаланса расчетный (максимальный) I_{нб.расч} будет определяться по уравнению

Ток небаланса I 1 _нб связан с погрешностью трансформаторов тока и определяется по выражению

,

где =0,1 (10%), токовая погрешность трансформаторов тока (ПУЭ)

I_{к мах ВН} – максимальный ток кз на ВН в т.К₁

Ток небаланса I ” _нб связан с наличием РПН трансформатора и определяется по выражению

,

где = 0,16 (±16%), диапазон регулирования напряжения трансформатора

Рис. 22. Схема ДЗ на базе реле типа РНТ-565

В нормальном режиме результирующая м.д.с. в магнитопроводе БНТ будет равна . В этом случае рале KA не работает. При к.з. в точке К I₂₂=0, а ток I₂₁ должен быть равен току срабатывания реле I_ср, т.е.: . М.д.с. срабатывания 100 А задается заводом изготовителем для всех реле типа РНТ-560 и ДЗТ-11. В практике можно пользоваться только двумя обмотками W_ур1 и W_ур2. Тогда и .

Приступаем к непосредственному расчету дифференциальной защиты.

Схема соединения обмоток трансформаторов тока на основной стороне – треугольник, на неосновной – не полная звезда. Коэффициенты схемы при симметричном режиме в этом случае на основной стороне

(Δ)

(Y)

Ток небаланса от погрешности трансформаторов тока (основная сторона)

где ε=0,1 – относительная полная погрешность трансформатора тока.

Ток небаланса, обусловленный наличием РПН (основная сторона)

где – относительная величина изменения напряжения при РПН.

Расчетный ток небаланса при к.з. в т. К₁

Первичный ток срабатывания защиты выбирается наибольшим из двух условий:

1) условия отстройки от расчетного тока небаланса при внешнем к.з.

где k_Н – коэффициент надежности; для реле РНТ-565 k_Н=1,3, для реле ДЗТ k_Н=1,5;

2) условия отстройки от броска тока намагничивания

где k_отс – коэффициент отстройки от броска тока намагничивания силового трансформатора, для реле РНТ-565 k_отс=1,3 (ПУЭ).

Первичный ток срабатывания защиты берется наибольший

Вторичный ток срабатывания реле, отнесенный к основной стороне будет равен

где

Находим число витков уравнительной обмотки реле W_ур1, включаемых в плечо защиты на основной стороне

вит.

где F_ср – намагничивающая сила срабатывания у всех реле типа РНТ-560 и ДЗТ-11, F_ср=100А ; для РСТ-15 F_ср=50А;

принимаем округленное число витков

Тогда вторичный ток срабатывания реле на основной стороне после округления будет равен

Зная вторичный ток срабатывания, находим первичный ток срабатывания защиты на основной стороне

Первичный ток срабатывания защиты на неосновной стороне в этом случае будет равен

Число витков уравнительной обмотки реле W_ур2, включаемой на неосновной стороне

Первичный ток небаланса при внешнем к.з., обусловленный округлением расчетного числа витков обмотки реле, включенной в плечо на неосновной стороне

Уточненный первичный ток небаланса

Определяем уточненный первичный ток срабатывания защиты с учетом уточненного тока небаланса, отнесенной к основной стороне

Поскольку I’_ср.ДЗ=469А > I_срДЗ=345А, то расчет повторяем для нового значения. Находим вторичный ток срабатывания защиты на основной стороне

Находим расчетное число витков в уравнительной обмотке W_ур1

Уточняем вторичный ток срабатывания на основной стороне при W_осн=3 вит.

Зная вторичный ток срабатывания, находим первичный ток срабатывания на основной стороне

Далее, находим расчетное число витков уравнительной обмотки W_ур2 на неосновной стороне

Принятое число витков на неосновной стороне

Находим ток небаланса от округления витков на неосновной стороне

Новый ток небаланса будет равен

Новый первичный ток срабатывания ДЗ будет равен

Видим, что величина нового тока срабатывания, равная 468А будет меньше первоначального тока срабатывания, равного 577А.

Условия расчета выполнены, расчет окончен.

Проверка чувствительности защиты при повреждениях в зоне её действия:

1. При двухфазном к.з. с соединением обмоток трансформаторов тока на основной стороне в Δ

Защита с реле РНТ не проходит по условию чувствительности.

В этом случае выполняем дифференциальную защиту на базе реле ДЗТ-11 с дополнительной тормозной обмоткой W_Т. Тормозная обмотка W_Т питается вторичным током I₂₂, поднасыщает крайние стержни БНТ и не позволяет току небаланса трансформироваться в рабочую обмотку W_раб.

Источник

Дифференциальная защита с реле РНТ-565

Принципиальные схемы дифференциальной защиты с реле РНТ-565 (см. гл. 3) приведены на рис. 9-7 и 9-8.

Быстронасыщающийся трансформатор реле РНТ-565 является одновременно и промежуточным трансформатором для компенсации неравенства вторичных токов в плечах дифференциальной защиты и имеет для этой цели специальные уравнительные обмотки. Ток во вторичной обмотке БНТ, к которой подключено реле, определяется суммарным магнитным потоком в сердечнике, который создается как рабочей, так и уравнительными обмотками. Для того чтобы при прохождении через трансформатор сквозного тока нагрузки или к. з. ток во вторичной обмотке был равен нулю, необходимо правильно включить рабочую и уравнительные обмотки в дифференциальную схему и так подобрать число витков обмоток, чтобы компенсировать неравенство вторичных токов трансформаторов тока и установить необходимый ток срабатывания.

При выполнении дифференциальной защиты двухобмо-точного трансформатора (рис. 9-7) цепи от трансформаторов тока с обеих его сторон присоединяются к уравнительным обмоткам У₁ и У₂ так, чтобы при прохождении через трансформатор сквозного тока токи в уравнительных обмотках были направлены встречно. В принципе для компенсации неравенства вторичных токов трансформаторов тока можно было бы использовать только одну уравнительную обмотку БНТ. Однако при использовании обеих обмоток обеспечивается более точная компенсация неравенства вторичных токов.

Расчет дифференциальной защиты производится в следующей последовательности:

1) Определяется ток срабатывания защиты по первому условию по формуле (9-3), при коэффициенте надежности отстройки,

Определяется расчетный ток небаланса по формуле (9-11) и ток срабатывания по второму условию по формуле (9-5). Принимается большее значение тока срабатывания защиты I_{с з}.

2) Определяются первичные токи для всех обмоток защищаемого трансформатора (автотрансформатора), соответствующие номинальной мощности наиболее мощной обмотки трансформатора или проходной мощности автотрансформатора при среднем положении устройства регулирования напряжения, и вторичные токи в плечах дифференциальной защиты.

3) Определяется вторичный ток срабатывания, отнесенный к стороне с большим вторичным током:

где n_T1— коэффициент трансформации трансформаторов тока с большим вторичным током.

4) Определяется расчетное число витков обмоток БНТ со стороны с большим вторичным током, которая называется основной:

где —суммарное число витков рабочей и первой уравнительной обмоток с основной стороны; 100 — намагничивающая сила срабатывания реле РНТ-565, А.

В соответствии с имеющимися на обмотках отпайками для регулирования числа витков принимается ближайшее меньшее к значение, которое может быть установлено на рабочей и первой уравнительной обмотках в сумме или на одной из этих обмоток полностью. Таким образом, установленное число витков с основной стороны в общем случае равно:

5) Определяется расчетное число витков со стороны с меньшим вторичным током, которая называется неосновной, из условия, чтобы при прохождении через трансформатор сквозного тока ток во вторичной обмотке В был равен нулю. Это условие выполняется, когда равен нулю суммарный магнитный поток в сердечнике БНТ, что имеет место при равенстве нулю магнитодвижущих сил, создаваемых его обмотками, т. е. при условии

В соответствии с имеющимися отпайками для регулирования числа витков второй уравнительной обмотки принимается ближайшее меньшее или большее значение, которое может быть установлено на этой обмотке,

6) После расчета чисел витков обмоток БНТ и подбора отпаек вычисляется по формуле (9-9) ток небаланса, вызванный неточной компенсацией вторичных токов, и суммарный расчетный ток небаланса по формуле (9-10). Затем по формуле (9-5) вновь определяется ток срабатывания дифференциальной защиты, и если он получился больше определенного в п. 1, то необходимо вновь пересчитать числа витков обмоток БНТ. Расчет повторяется до тех пор, пока ток срабатывания, определенный с учетом I_{з.нб.расч} станет равным или меньше тока срабатывания, определенного предыдущим расчетом.

7) Определяется коэффициент чувствительности при к. з. в зоне дифференциальной защиты при условиях, когда ток к. з. I_к.з.мин имеет наименьшее значение. В соответствии с рекомендациями [Л. 76] коэффициент чувствительности можно определять (упрощенно) по полному току к. з., отнесенному к основной стороне по формуле:

где I_ср1 — вторичный ток срабатывания, отнесенный к основной стороне и определяемый по формуле (9-13);

Здесь I_к.з.мин — полный ток в месте к. з. в минимальном режиме.

Коэффициент чувствительности должен быть не менее двух.

При выполнении дифференциальной защиты трехобмо-точного трансформатора или автотрансформатора вначале аналогично предыдущему определяются первичные токи со всех сторон, соответствующие номинальной мощности наиболее мощной обмотки трансформатора или проходной мощности автотрансформатора, определяются вторичные токи в соответствующих плечах дифференциальной защиты и выявляется сторона с большим током.

Трансформаторы тока стороны с большим вторичным током, которая также называется основной (например, обмотка III на рис. 9-8), присоединяются непосредственно к рабочей обмотке Р, а трансформаторы тока двух других неосновных сторон присоединяются к уравнительным обмоткам У₁ и У₂.

Расчет дифференциальной защиты трехобмоточного трансформатора (автотрансформатора) производится в следующей последовательности:

1) Определяются токи срабатывания защиты по первому и второму условиям по формулам (9-3) и (9-5) соответственно. При этом расчетный ток небаланса определяется по формуле (9-11). По результатам расчетов принимается большее значение тока срабатывания I _с.з.

2) Определяется вторичный ток срабатывания, отнесенный к основной стороне по формуле (9-13).

3) Определяется расчетное число витков рабочей обмотки по формуле (9-14). В соответствии с имеющимися отпайками для регулирования числа витков рабочей обмотки принимается ближайшее меньшее к значение

4) Определяются числа витков уравнительных обмоток исходя из условия равенства нулю суммарного магнитного потока в сердечнике БНТ аналогично двухобмоточному трансформатору.

Так, если отключена обмотка II, то указанному условию удовлетворяет равенство

откуда расчетное число витков первой уравнительной обмотки равно:

Аналогично, считая отключенной обмотку I, получаем формулу для определения расчетного числа витков второй уравнительной обмотки:

В соответствии с имеющимися отпайками для регулирования чисел витков уравнительных обмоток принимаются ближайшие меньшие или большие значения, которые могут быть установлены на этих обмотках

5) Вычисляется по формуле (9-9) расчетный ток небаланса, вызванный неточной компенсацией вторичных токов, и суммарный расчетный ток небаланса по формуле (9-10). Затем аналогично расчету двухобмоточного трансформатора производится пересчет тока срабатывания и определяется коэффициент чувствительности по формуле (9-16).

Ранее для дифференциальной защиты трансформаторов (автотрансформаторов) выпускалось специальное токовое реле ЭТ-561 с быстронасыщающимся трансформатором ВТН-561. Схема и расчет дифференциальной защиты с этим реле рассмотрены в [Л. 2].

г) Дифференциальная защита с торможением

В ряде случаев, когда при сквозных к. з. через трансформаторы тока дифференциальной защиты проходят большие токи к. з., токи небаланса, определяемые по формулам (9-6) и (9-7), и соответственно ток срабатывания, определяемый по формуле (9-5), получаются очень большими. При этом дифференциальная защита не обеспечивает необходимой чувствительности в минимальном, а иногда и в нормальном режимах.

Для повышения чувствительности дифференциальной защиты в таких случаях используются реле с тормозным действием типа ДЗТ.

На БНТ реле ДЗТ, кроме обмоток, которые имеются у реле РНТ, расположена одна или несколько тормозных обмоток. Включение реле с одной тормозной обмоткой типа ДЗТ-11 показано на рис. 9-9, а. Тормозная обмотка Т, включаемая в плечо дифференциальной защиты, по которой проходит ток сквозного к. з., подмагничивает сердечник БНТ, что приводит к увеличению тока срабатывания реле. Зависимость тока срабатывания реле ДЗТ от тока, проходящего в тормозной обмотке, показана на рис. 9-9, б. Эта зависимость, называемая тормозной характеристикой, показывает, что при увеличении тока сквозного к. з. ток срабатывания также возрастает, что обеспечивает отстройку от возрастающих токов небаланса.

Промышленностью выпускаются реле с одной тормозной обмоткой типа ДЗТ-11, с тремя тормозными обмотками типа ДЗТ-13 и с четырьмя тормозными обмотками типа ДЗТ-14.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник