Автор: Шабад М.А.
Теги: электротехника электроэнергетика электроника электричество трансформаторы
ISBN: 5-283-04438-6
Год: 1989
Текст
I Ба
I I ,БИБЛИОТЕКА
: Э ЛЕКТРОМОНТЕРА
\.
М.А. ШАБАД
ЗАЩИТА
ТРАНСФОРМАТОРОВ
10кВ
БИБЛИОТЕКА ЭЛЕКТРОМОНТЕРА
Основана в 1959 zоду
ВЫПУСК б2З
М.А. ШАБАД
ЗАЩИТА
ТРАНСФОРМАТОРОВ
10кВ
.
K HOPOA
00
MOCK811
ЭНЕРrОА ТОМИЗДАТ
1989
ВВК 31.27-02
Ш12
}'ДК621.314.21: 621.316.9
Редакционная КQлпerия:
Андрueвс"ий В. Н., Бажанов с. А.. Зайцев Ю. Н., Ларис.
008 В. П., МУСОЭАЯН Э.. С., Роэанов С. П.. Семенов В. А., САСир..
нов А. д., Трифонов А. Н., Устинов П. И., Фшатов А. А.
Рецемзеит В. А. СеJOeJЮВ
PeдвJ<Тop В. Н. МихаНI<O"а
Шабад М. А.
Ш 12 Защита трансформаторов 10 кВ.. М.: Энер.
roатомнздат, 1989. 144 с.: нл. (Виб-ка электро.
монтера; Вып. 623); .
ISBN 5-283-04438-6
Рассмотрены устройства репеАноА защиты, плавкие
nредо:хранитеJlН и .автомаТИlJес не выключатели. применяс..
мые для защиты rp8f1СфОРМ8ТОрОВ 10/0,4 кВ, установлен.
вых преимущественно в сеJlЬСКОИ местности
ПредназпачеIiЭ для 9лектромонтеров п мастеров, обслу..
живающих трансформаторные подстаНЦlIп.
ш 2202080000 598 168
051(01) 89 89
ББК 31.27-02
ISBN 5-283-04438-6
@ м. А. Ша6ад ,1989
ПРЕДИСЛОВИЕ
Электрнческне снловые трансформаторы являются
наиболее ответствеииыми элементам н в схеме любой
электрической подстаицин. Общее чнсло электриче-
ских траисформаторов, устаиовлеииых на подстан-
циях энерrетнческих систем, промышлеиных и arpo-
промышлениых предприятий, в roродских и сельских
электросетях, исчисляется сотиями тысяч. Это объяс-
ияется тем, что электроэиерrия иа путн от rеиераторов
электростаиций к электроприеминкам потребите-
лям электроэиерrии, как правило, иеодиократно транс-
формируется: виачале напряжение электрическоrо
тока rеиераторов электростанций повышается для Пе-
редачи электроэиерrии по лиииям BblcoKoro и сверх-
BNcoKoro иапряжеиия, а зате'd поиижается до иом",-
иальиых иапряжеиий распределительиых сетей в рай-
оиах потреблеШIЯ электроэнерrиИ, причем понижеиие
напряжения до номииальиоrо напряжеиия большин-
ства электроприемииков 380 и 220 В происходит не
в одиом трансформаторе, а последовательно в И'!-
скольких трансформаторах, устаиовлеиных, как прА-
вило, иа разиых подстаициях.
Поиижающие траисформаторы с высшим напри.
жеинеМ 10 кВ, защите которых посвящена эта кииrа,
иаиболее широко используются иа иебольших под-
стаициях промышлеиных н аrропромышлеиных пред-
приитий, в rородских и се., ьских электрнческих сетях.
В ходе реализации Продовольствеиной nporpaMMbl
неуклоиио повышается элеl(тровооружеииость и злек-
тропотреблеиие в сельском хозяйстве, вследствие этоrо
мощности траисформаториых подстанций аrропро-
мышлеиных предприятий увеЛИЧlfваlOТСЯ и становят<!Й
соизмернмыми с мощностями подстанций КРУПИЫJi
ПРОМЫШJlеииых предприятнй. На такнх подстанциях
1.
а
трансформаторы мощностыо 630 кВ-А, 1 и 1,6 МВ-А
подключаются к сети 10 кВ чере3 выключатели и за
Щищаются устройствами реJlейной защиты несколь-
ких видов. Наряду с этнм в сельской месТНОСти pac
средоточено на большях площадях множество элек
троприемников малой мощности Для их пятання
используются 7раисформаторы небольшой мощности
(63, 100, 160, 250, 400 кВ-А), которые защищаются
пrостейшимн защнтными аппаратами ПJ,ав«иМl' пре-
дохраннтелямн. Для иадежното отключения повреж- .
деююrо трансформатора от сети всеми тремя фазами i
плаnкие предохранители часто используются в соче-
rrаини с выключателем наrрузки; такое УС7роиство со-
кращеино обозначается ВНП и применяется толька
,[а за "рытых траисформаторных подстанциях.
Читатель иайдет в этой книrе сведения и О плав-
ких предохранителях, и об устройствах релейной за-
щиты траисформаторов 10 кВ и блоков лнння 10 KB
rrраисформатор, а также примеры расчетов токов
короткото замыкаиия (КЗ), выбора плавких предохра-
IIIfТелей и расчетов параметров срабатываиия (уста-
вок) релейной защиты в соответствин с требованиямн
деИСТВУI:JЩИХ «Правил устройства электроустановок"
11:1). Прнведенные в кннте сведення будут полезны
ЗnСК7рОМQнтерам, мастерам, инженерам и TeXHJiK8M,
обслужнвающим трансформаториые подстаиции 10 кВ
ие только в сельской местности, ио и в тородах и на
Jlромышленных предприятиях.
Автор считает своим приятным долrом выразить
(iлаrодариость da цениые советы А. В БеJJяеву,
Я. С. rельфанду, В А Семенову.
Все OTdblBbl и преддожения по кииrе просьба иа-
правлять по адресу: 191065, ЛеИИНl'рад, Д-65, Марсова
поле, 1, ЛеНllllrрадское отделеиие Эиерrоатомиздата,
Автор
11. ПАРАМЕТРЫ силовоrо ТРАНСФОРМАТОР.\.
НЕО6ХОДИМЫЕ для ВЫ60РА ErO ЗАЩИТЫ
В соотнетстви и с «Правила м и УСТрОЙС1 ва электро-
устаиовок» все силовые траисформаторы До. жиы
нметь зашиту от коротких замыкаиий и иенормаль-
ных режимов [IJ. Для выбора видов зашиты и ра-
счета их характеристик срабатываиия необходимо
прежде вcero точно зиать тип и пара метры заШlJшае-
Moro трансформатора.
Самые важиые пара метры трансформатора отра-
жеиы в еТО условиом ооозначеиии, которое имеется и
J) паспорте, н на паспортноЙ табличке, прикреIJлеиноЙ
1< траисформатору иа видиом месте. В соответствии с
rOCT 11677 85 «Траисформаторы силовые" приията
едииая структуриая схема условиоrо обозначеlШЯ
траисформаторов. Буквы в начале ооозначают одио-
фаЗliЫЙ (О) или трехфазиый (Т) траисформатор, ука-
зывают вид изолируюшеЙ и охлаждаюшеЙ среды (на-
пример, буква М соответствует масляиому трансфор-
матору с естествеииой циркуляцнеЙ воздуха и масла,
буква C CYXOMY траисформатору), а также испол-
иеиие трансформатора и вид переключения oТВeтв. e'
IШЙ. буква 3 зашитиое исполиеиие, r rерметич-
lюе, Н возможиость реrулироваиия иапряжеиия ПОД
иаrрузкоЙ.
После буквеииой части обозиа'lеиия через тире
указывается иомииалыl'яя мошиость трансформатора
в киловольт-амперах (кВ.А), затем через дробь
класс иапряжеиия стороны высшеrо иапряжеllll!!
(ВИ) в КИЛОВОЛьтах (кВ) и далее через тире кли-
матическое исполиеиие 11 катеrория размешеиия обору"
доваиия по rOCT 15150 69_ Соrласно этому стаидар-
ту буквой У обозиачают исполиеиие для умерениоrо
I<лимата, ХЛ холодиоrо, Т тропическоrо. I(a-
тerории размещеиия оБОЗllllчаются цифраМИ: 1 ДЛ!!
5
работы на открытом воздухе, 2 для работы в поме-
щениях, rде температура н влажиость такие же, как
на открытом воздухе, 3 для закрытых помещений
с естествеиной вентиляцией, 4 для работы в поме-
щениях с искусствеиным реrулироваиием клнмата,
5 для работы в помещеннях с повышеиной влаж-
ностью
Например, условное обозиачение трансформатора
трехфазноrо масляиоrо с охлаждеиием при естествен-
ной циркуляции воздуха н масла, двухобмоточноrо.
мощиостью 250 кВ-Д, класса иапряження 10 кВ, ис-
полнсния У катеrорин 3 (ДЛЯ умерениоrо клнмата И
закрытых помещений) нмеет следующий вид:
TM 250jI0 Y3
Трансформатор трехфазный сухой с естественным
БОЗДУШНЫМ охлажденнем при защищенном испол-
нении, двухобмоточный, мощностью 400 кВ.Д, класса
напряжения 10 кВ, исполнения У катеrории 3 нмеет
такое условное обозначенне.
TC3 400jI0 Y3_
В паспортной табличке указываются н друrне па.
раметры трансформатора, необ однмые для выбора
ero защиты
номинальные напряження трансформатора (сторон
ВН и НН для двухобмоточных трансформаторов);
номииальные токи обмоток ВН н НН,
условиое обозначение схемы н rруппы соединення
обмоток,
напряжеиие KopoTKoro замыкаиня ик (в процен-
тах) на основном ответвлеиии обмотки ВН (ДЛЯ трех-
обмоточных трансформаторов указывают напряженне
KopoTKoro замыкання всех пар обмоток).
Номниальиые иапряження траисформатора_ Транс-
Форматоры с высшим номинальиым напряжением
f О кВ, которым посвящена эта книrа, выпускаются
с номниальным напряженнем стороны низшеrо напря-
жения, равным 0,4 илн 0,69 кВ, для пнтания элек-
троприемников, а также 3,15или6,3кВ,нлнIО,5кВ
для связи питающнх электрических сетей разных на-
пряженнй, а нноrда н для пнтания крупных электро-
двнrателей иапряженнем ВЫШе 1000 В Например, на
подстанцнн II0jl О кВ электродвиrателн напряжеиием
6 кВ MorYT работать только через трансформаторы
5
10/6,3 кВ. Однако большинство трансформаторов
JO кВ выпускается с ннзшим напряжеиием 0,4 кВ для
питанни электропрнемннков напряжением 380 и 220 В,
В обмотке ВН трансформаторов 10 кВ, как масля-
ных, так н сухих, предусматривается возможность из-
менеиия напряжения ВН в диапаЗОl,е ::1:5 % номи'
нальноrо ступенями по 2,5 % Изменяют напряження
nереключением ответвленнй обмоткн ВН, что произво-
дится обязательно при отключенин всех обмото&
а-рансформатора от сети. Внд, диапазон и чнсло сту-
пеней реrулирования напряжения на стороне ВН
)'еловно обозначаются буквами и цнфрами: ПБВ:h
::!: 2 Х 2,5 %, rде ПБВ означает переключение без воз-
буждения (в отлнчне от РПН реrулироваиия под
аапряжением, которое выполняется на трансформато-
рах более высоких классов 11апряжения, начиная с
35 кВ)
Номннальные значения мощности и тока. Номи.
нальные мощности трансформаторов должны COOTB
ствовать rOCT 9680 77. Трансформаторы масляные
10 кВ Д.,я питання электроприемннков выпускаются
с номинальной мощностью до 2,5 МВ.А, а для связн
между электросетями разных иаПРЯА<ений до
6,3 МВ.А: например, 25, 40, 63, 100, 160, 250, 400,
630 кВ.А, а также 1; 1,6 и 2,5 МВ.А. Трансформато-
ры сухие (ТСЗ) выпускаются с номинальной мощ-
ностью 160,250,400,630 кВ.А, а также 1 и 1,6 МВ.А.
Мощность (в вольт-амперах) треХфазноrо транс-
форматора нри равномерной наrрузке фаз определя-
ется выражением
s 1I3UJ,
(1)
напряжение, В,
rде и номииальное междуфазное
I TOK в фазе, А.
Из выраження (1) по нзвестным из паспортных
данных номинальиым значениям мощности н напря-
жений сторон ВН и НН MorYT быть определены зна.
чеиия иоминальных ТОКОВ (в амперах) обмоток ВН н
НН трансформатора
INО\f..вн====s.ом/( зииом ви)J
Iном.нн;::::;:sном/( зино!о1 ин).
rдe Sиом указывается в кнловольт-амперах
иBOM B кнловольтах (кВ).
(2}
(3)
(кВ.А), а
1
Например, для трансформатора мощностью
400 кВ.А с напряжеиием стороны ВН, равным 10 кВ,
" стороны НН, равным 0,4 кВ, иомннальные токи об-
моток:
J MON BH 400/(I,73.IO) 23,1 A Ha стороне ВН;
IMo..HH 400/(I,73.0,4) 578 A Ha стороне НН.
Как правнло, во время работы трансформаторы не
должны переrpужаться, т. е. значения рабочих токов
в обмотках трансформатора не должны превышать
номинальные. Однако допускаются в определенных
пределах кратковременные и длительные переrрузки
( 2).
Схемы и rруппы соединения обмоток. Трансфор-
"13торы 10 кВ выпускаются со следующнмн схемамн
и rруппами соедннеиия обмоток:
звезда звезда с выведенной нейтралью У /'f 0;
треуrольник звезда с выведенной нейтралью
А/ 'f -11; звезда с выведенной нейтралью треу-
rольннк 'f/Л-II; авезда знrзаr у{У.
Трансформаторы 10/0,4 кВ со схемой соедннения
обмоток У / 'f -о подключаются к питающей трехфаз-
ной сетн 10 кВ, работающей с изолированной ней-
тралью, и питают трехфазную четырехпроводиую сеть
с наrлухо заземленной нейтралью, в которой номн-
наЛьное напряженне между лннейными проводамн
равно 0,з8 кВ, а между каждым лннейным н нулевым
лроводоМ (иейтралью трансформатора) O,22 кВ.
Прн снмметричной наrрузке всех фаз ток в нулевом
проводе (нейтралн) невел ик и называется током не-
баланса. Значенне тока небаланса у трансформаторов
у/у. не должно превышать 0,25 номннальноrо ТОКа
обмотки НН во нзбежание переrрева и повреждения
трансформатора (rOCT 11677 5). На практнке не
всеrда удается выполнить это условне. По этой н не-
которым друrнм причинам (см 4 и 9) траисформа-
торы со СхеМой соединения обмоток У / у. не должны
прнменяться начиная с МОЩНОСТН 400 кВ.А и более.
Трансформаторы со схемой н rpуппой соедннеиия
обмоток A/'f-II подключаются таКИМ же образом,
как н трансформаторы У I у. o. Особенность схемы и
rруппы соедннення Л/у. 11 состонт в том, что между
векторамн напряженнй и токов на сторонах НН и ВН
существует фазовый сдвнс на yro.1 30". Поэтому транс-
а
форматоры i\.1'I" 11 не MOryT работать параллельно
с трансформаторами у ''I'' O, У которых нет фазовоro
сдвиrа между этнми векторами. При ошнбочиом
Нключении нх иа параллельиую работу фазовый сдвиr
иа уrол 300 между векторами вторичных иапряжений
втих трансформаторов вЫЗОВет уравнительный ток
между rрансформаторами одииаковой мощиости, при-
мерио в 5 раз превышающий номинальный ток каж-
доro нз них.
Блаrодаря соедИнению обмотки ВН в треуrольник
для этнх траисформаторов допускается продолжи-
тельная иесимметрия иаrpузки и ток в иейтрали об-
моткн НН до 0,75 ИОМинальиоrо ТОКа в обмотке НН
(rOCT 11677 85). Соедииеиие обмотки ВН в тре-
уrольник обеспечнвает также значнтельно большие
зиачеиия токов прн одиофазиых К3 на зеМлю и сети
НН, работающей с заземлеииой нейтралью, чем при
питанин сети НН через траисформатор с такиМн же
параметрами, '10 со схемой соедИНеиия у /'I" O. Это
способствует иадежиой работе устройств релейиой
защиты от одиофазиых К3 ( 3). Поэтому иачииая
с мощиости 400 кВ.А должны примеияться траисфор
маторы 10/0,4 кВ со схемой соедииеиия обмоток
6/'I" 11 (как сухие, так и масляиые). Трансформато-
ры с этой схемой соедниеиня обмоток MorYT выпус-
каться также с номинальным напряжением обмотки
НН. равиым 0,69 кВ.
Для связи между сетями разиых напряжеllНЙ 11
для питания крупиых электродвиrателей выше 1000 в;
выпускаются трансформаторы 10/3,15, 10/6,3 11
10/10,5 кВ со СХеМой и rpуппой соединения обмотоJC
у /А.1l; иекоторые трансформаторы для специальиоro
назиа чеиия MorYT иметь схемы СОединения У / у -о.
6/А-О, а также 'l"1i\. 11 (обмотки ВН с выведеиной
нейтралью применяются в трансформаторах, например
для включения дуrоrасящеrо реактора в сетн 10 кВ
с компенсироваиной иейтралью). Особую <руппу со-
ставляют трансформаторы для собствеиных иужд
эnектростанциЙ, репейная защита которых в этой
кииrе не рассматривается.
Трансформаторы 10 кВ небольшой мощностн ДЛIi
сельских электросетей MorYT выпускаться с особой
.схемой соединения обмотки НН, НазЫваемой 8uzзаz...
Обмотка ВН при этом соединяется в авезду: у/У.
11
Соедииеиие вторичиой обмотки поиижающеrо траис-
форматора в зиrзаr обеспечивает более равиомериое
распределение несимметричиой иаrрузки НН между
фазами первичиой сети ВН При этом обеспечиваются
наиболее блаrоприятиые условия работы траисформа-
тора Для выполиеиия схемы ЗdZзае вторичиая об
мотка каждой фазы составляется из двух половии,
одиа из которых расположена иа одном стержне
маrdитопровода, вторая на друrом Выполиеиие
траисформаторов со схемой соедииения обмотки НН
в зиrзаr обходится дороже, чем со схемой соедииеиия
обмоткн НН в звезду (У /)'), так как соединеиие в
зиrзаr требует БОЛЬШЕ'rо (на 15 %) числа витков об-
моткн НН Это объясняется тем, что ЭДС обмоток,
расположеииых иа разиых стержиях, складываются
rеО\lетрически под уrлом 1200 и их суммарное зиаЧе-
ние на 15 % меньше, чем при алrебраическом сложе-
нии ЭДС двух обмоток, расположенных на одном
стержие маrнитопровода Чтобы получить ЭДС одноrо
и Toro же значения при соедииении в зиrзаr, нужно
иа 15 % больше витков, чем при соединении обмотки
ИН в звезду Из за большей сложности изrотовлеиия
и более высокой стоимости трансформаторы звезда
зиrзаr применяются редко
Напряжение KOpOTKOro замыкания_ Этот важней-
ший пара метр трансформатора иеобходим для расче-
тов токов 1(3 на выводах вторичиой обмотки НН
трансформатора н в питаемой сети НН Напряжение
Kop01Koro замыкаиия соответствует зиаченню между-
фазиоrо напряжеиия, которое надо приложить к вы
водам обмотки ВН трансформатора для тoro, чтобы
при трехфазном замыкании на выводах НН через
траисформатор прошел ток I(З, равный ero IlOминаль-
ному зиачению Напряже.ше KopoTKoro замыканИя
обозиачается и. и выражается в процентах номииаль-
иоrо значения напряжения обмотки ВН Если, иапри-
мер, и. == 5 %, это означает, ЧТО К обмотке ВН траис-
форматора 10 кВ при закорочеиной оБМОТI(е НН иадо
приложнть напряжеиие 0,5 кВ, чтобы ток трансфор-
матора был равен номинальному
По зиачению иапряжения KopoTKoro замыкаиия,
как следует и определеиия этоrо параметра, можио
вычислить максимальное значеиие тока при трехфаз-
ном I(З на стороие НН трансформатора, приче . как
без учета сопротивлеиня питающей энерrосистемы до
10
шии 10 иВ, rде вилючен трансформатор, таи и с уче.-
том этоrо сопротивления По зиачению u и вычисля
ется и ПОЛиое сопротивление трансформатора ZTP
( 3) 3иачения uи приводятся в стандартах, а также
в паспортах и на паспортных табличках каждоrо
трансформатора (по результатам заводских испыта-
ний) Средние значения ИИ для масляных трансфор
маторов 10 кВ равны примерно 4,5 % при мощности
до 400 кВ А 5,5 % при мощности 630 кВ А и
1 МВ А и 65% при мощности более 1 МВ/А У су-
хих трансформаторов мощностью от 160 кв А до
1,6 МВ А значения напряжения KopOTKoro замыкания
равны примерно 5,5 %
2. ВИДЫ ПОВРЕЖДЕНИЙ
И НЕНОРМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ
ТРАНСФОРМАТОРОВ
Трехфазные и двухфазиые К3 иа стороне ИН.
Короткие замыкания, называемые междуфазиыми.
JlOryT происходить между наружиыми выводами об-
s'\OТOK ВН или НН, расположенными иа крыщке бака
(корпуса) трансформатора или между обмотками
виутри бака, причем последние случаются сравии-
тельно редко, особенно трехфазные К3 внутри бака.
Наиболее опасными для caMoro траИСфОр\lатора и для
злектроприемииков прилеrающей электрической сети
ЯВЛяюrсЯ трехфазные К3 на выводах обмотки ВН,
поскольку они сопровождаются больщими токами К3
и MorYT вызывать rлубокие понижения напряжения
на зажимах друrих э,ектроприеМНIIКОВ При атом у
аСИIIХРОННЫХ электродвиrателей (двиrатели М иа
рвс 1, а) снижается чаСТОТа вращения и, еслИ КЗ не
будет быстро отключено, двиrаТeJIИ остановятся, что
вызовет нарущение работы предприятия
3начение тока при трехфазном К3 на выводах
траисформатора 10 кВ (траНСфОр\lатор Т. на рис 1),
если 011 установлен вблизи питающей подстанцип
110/10 кВ, равно значению том К3 на щинах 10 кВ
этой подстанции Если трансформатор 10 кВ питается
ПО воздушнои или кабельной линии 10 кВ, при расчете
тока трехфазноrо К3 необходимо учесть сопротивле.
ние ЭТОЙ линии При значительной МОЩIIОСТИ злектро.
двиrателей (двиrатели М на рис 1, а) слсдует учиты-
lL
А} (
i j
е}
if,t
'(2)
1..8
в) 6121
,мА :12J
1J1I. C иlt В
Рвс 1. Распределение 701...08 (а) и векторные диаrраммы ТОКОВ н
'напряжений при метаnлическо"tt трехфадНОМ (6) и двухфазном
(В. z) 1(3 на выnолах понижающеl"О трансформатора со стороны
Пlfтания
м
вать возможность существенноrо увелнчения тока в
Месте К3 эа счет кратковременной подпитки от элек-
тродвнrателей.
Прн трехфазном К3 токн в Месте К3 одинаковы
по значеНию во всех трех фазах, нх векторы СДВИНУТlII
относнтельно друr друrа на 1200 (рнс. l,а,б). На-
пряження всех трех фаз в месте трехфазноro К3
равны нулю
Прн двухфазном К3 токн проходят только В двух
замкнувшихся фазах (например, В и С). Их значення
paBlIbI между собой, а векторы сдвннуты на 180"
(рис 1, е). 3начення токов в месте двухфазноrо К3
в распределите.%ИIoIХ электросетях можно прнб"нжен-
но сЧИтатЬ иа 15 % меньшнмн, чем значення токов прн
трехфазном К3 в той же точке. ТОК в неповрежденной
фазе считается равным нулю. Напряжение непо-
вре>Кденной фазы (А при К3 между фазамн В и С)
сохраняется раВНЫ!4 номинальному фазному (на
рнс. 1, е U 'А UФ)' а фазные иапряжения замкнув-
шихся фаз уменьшаются в 2 раза по сравненню с по-
мннальным. МС>Кдуфазное напряженне U.ф повреж-
дениых фаз в месте К3 равно иулю (и.. в ---<: на
рис. 1,2), а два друrнх междуфазных напряжеllИЯ в
1,5 раза "ревышают фазпое, т. е. каждое из ннх Bcero
12
JlИШЬ примерио иа 15 % ииже иомииаJlьиоrо между
фазноrо напряження сети. При этом ЭJlектродвиrатепи
ПРОДОJlжают работать и можно было бы не спешить
с отключением двухфазноrо 1(3, но Из опыта хорошо
известно, что двухфазное 1(3 быстро переходнт в трех-
фазное н вызывает дополнительные разрушення. По
этому все междуфазиые 1(3 на выводах ВН н внутри
трансформатора должны отключаться MrHOBeHHO нли,
в крайнем случа с мнннмальным замедленнем (до
0,5 с), если это замедлеиие необходнмо н обоснованио.
Однофазиое замыкаиие на зеМлю (иа корпус) иа
стороне ВН. В сетях 10 кВ, так же как и 3, 6; 20
и 35 кВ, работающнх в нашей стране с нзолнрован-
ной или компенсироваИlЮЙ нейтралью, токн при одио-
фазном замыканни на землю не превышают несколь-
ких ампер: напрнмер, для сетей 10 кВ они составляют
20 А (2). Спецнальиая защита от этоrо вида повреж
дення на трансформаторах 10 кВ не предусматрива-
ется, но иа кабельной или кабельно воздушной линнн
10 кВ, ПО которой получают пнтанне однн и. н He'
сколько траисформаторов, устанавливается защнта
(снrнализацня) однофазных замыканни на ЗСМЛIj)
[3,4).
Витковые аамыкаиия. 3амыкання мещду витками
одиой фазы обмотки трансформатора, как правнло,
Не сопровождаются большими токами, как это проис-
ходнт при междуфаЗIIЫХ 1(3. Прн малой дo. e зам-
I<НУВШИХСЯ внтков (по отношению к общему чнслу
витков обмотки) ток этоrо вида повреждения может
быть зиачительно меньше номииальноrо тока траис
форматора и это повреждение трудно обнаружнть с
помощью максимальных токовых защит, реаrирующих
на увепичение тока сверх номинальноrо. Из сущест-
вующих тнповых защит трансформаторов только ra-
зовая защита масляиых трансформаторов pearHpyeт
На витковые замыкаиия, так как ОНИ сопровождаются
ropeHHeM электрической дуrи и местным HarpeBoM, что
вызывает разложение трансформаторноrо масла и
нзоляцнониых материалов и образованне летучих ra-
зов. [азы вытесняют масло из бака трансформатора
в расширитель н вызывают действие rазовоrо репе
( 10). В соответствии с [ОСТ 11677 85 все масля-
ные трансформаторы мощностью 1 МВ.А и более с
расшнрИтелем должны быть сиабжены rазовым реле.
Для внутрицеховых трансформаторов rазовая защита
13
а} 6) .) 8)
А В С А ВС
'/1) -щ 111 i1. 2 Jй )
ВН 11 IC.BH IB,BN
У/У:.-В 'H " 1 .BH 1в.вн
NEf у ') NE/ }
:'т" 121 -121 :тs .11) , -fI)
1с.вн IB.BH " lС,'8 lв."
НН (t)
Рис 2 Распределение 'tOKOB 11 eKTopHыe диаrраммы ПОЛНЫХ
ТОКОВ при двухфазном К3 88 трансформаторами 10/0.4 ЕВ со
схемами соеДииения обметок Y/'f-О (а, б, в) и l>/'f-II (в, д, в)
ДР" условно пропитом t<ОэффЯ1(иеите Тр3НСфОрМdЦИИ трансфер-
.... opa N 1
9бязательна при мощиости трансформатора 630 кВ. А
И более [IJ.
Междуфазные 1<.3 за траисформатором. Эти по-
вреждения мотут происходить иа выводах обмотки
НН трансформатора, иа сбориых шинах НН и на сп:!
ходящих элементах питаемой сети НН. Наибольшее
значеиие тока соответствует трехфазному К3, причем
во всех трех фазах токи равны между собой, как н:а;
стороне НН, так и иа стороне ВН (см рис 1,6).
При двухфазном К3 на стороне НН векторная
диаrрамма токов в месте К3 аиалоrична рис. 1, в.
А распределение токов в обмотке ВН при этом зави-
сит от схемы и rруппы соединеиия обмоток трансфор-
'Матора. У трансформатора со схемои соеДИнеиия об-
моток у/у-о или y/'f-O распределеиие токов и век-
ториые диаrраммы токов одииаковы для сторон нн
и вн (рис. 2, a в). Для удобства сравиення векториых
диаrрамм токов в обмотках НН и ВН коэффициент
трансформации трансформатора приият равным е,lЩ-
ниде: N 1, что соответствует трансформатору, Иа-
пример 10/10 кВ.
При таком же двухфазном К3, ио за трансформа-
тором со схемой соедииеиия обмоток Aj'f-ll, рас-
tIределеиие токов и векторная диаrраМ'>Iа токов на
стороне ВН имеют друroй вид (рис. 2,e e). XapaK
терно, что на стороне ВН токи проходит во всех трех
фазах и один из фазных токов в два раза 6ольше
14
в} 6)'"'"':-
I:'1A2 I t2 iB2in- iAY'
Ё
" Ё ву
lв, 1.2 13} 1 (3J
Н=' В) ti41 Ё" Ё В2 le I.; IA lB=21.
I IB= -;7 Ё A
ЁС1 161 i.." 1 1 Y3'I(3}
(2} C B T «
К
Рис. З. Распределение ТОКОВ (о) и векторные диаrраNМЫ (6 и В}
токов прямой и обраткоИ последоБ.атeJ]ЪНОСТЯ к Пo.1JНЫХ токов на
сторонах ВН и нн при двухфазиом К3 за -трансформатором со
схемой соединении У /t.-ll
двух друrих, причем этот больши!! из токов по зиаче-
нию равеи току трехфаЗl1020 1(3, если бы оио про-
изошло в rOM же месте, rne двухфазное 1<3 (рис. 2).
При таком же двухфазном 1(3, но за траисформа-
тором со схемой соединения обмоток у /"'-11 (рис. 3),
векторная диаrрамма токов на стороне ВН оказалась
повер нутой на уrол 1800 по сравнению с диаrраммой
на рис. 2, д На рис. 3, б, в показано с помощью из-
BecтHoro метода CUAlAleTpU'lНbIX соетавлqющих, каким
образом происходит трансформация симметричных
составляющих токов прямой и обратной последова-
тельности со стороиы НН ("') иа сторону ВН (У) и
каким образом Получеиы векторные nHarpaMMbI пол-
НЫх токов на сторонах ВН и НН трансформатора.
В соответствии с этим методом веКТОр'.ая диа-
срамма токов в месте двухфазноrо К3 (например,
между фазами В и С), состоящая из двух веюорав,
т. е несимметричная по сравнению с диаrраММОI1 трех
фазных токов, может быть представлеиа ДВУМя сим-
метричными векторными диаrраммами токов прямой
и обратиой последовательиости (рис. 3, в). Для про-
веркн правнльности этих диаrрамм произведем "ео.
:метрическое сложение векторов токов прямой н об-
ратной последовательностей каждой фазы:
i ! тt- j ":t == о (ток в Ф азе А отсутствует);
i1il + lji'! == IjfJ; i1!1 + i l == i J.
жа
в результате этоrо rеометрическоrо сЛоЖения по.
oIIучается исходная векторная диаrрамма полных то-
ков в месте двухфазноrо К3 между фазами В и С
(рис 3. в) Аналоrllчные диаrраммы токов соответ-
tтвуют двухфазным К3 между друrими фазами. на-
пример А и 8 (отсутствует ток в фазе С). В расnp -
делительиых сетях (без учета электродвиrателей к
тенераторов местных электростанций) значеиия векто-
ров токов прямой и обратной последовательиости
1\2) н I 21 равны между собой и составляют половину
фазноro тока при трехфазиом К3. т. е.
1\2) I 2) О,51 ЗJ.
3наченяя полных тоКов В поврежденных фаза»
(8 и С на рис. 3, в) в 1,73 раза больше, т. е.
I\1) I ) O,5 .I,73I:.зJ о,865I ).
Таким образом, ток при двухфазном К3 несколько
(примерно иа 15 %) меньше, чем при трехфазном
К3, о Чем уже упоминалось выше
Для построения векторной диаrраммы полных то-
ков на стороне ВН (у) траисформатора со схемой И
труппой tоеДИИеНИЯ обмоток у /6-11 при двухфазном
К3 иа стороне НН (6) иеобходимо ВЫПОЛИнть сле-
дующее:
ВекториуЮ диаrрамму токов прямой последова.
тельности на стороне НН повернуть иа уrол 30"
(по часовой стрелке);
Векториую диаrpамму токов обратиой последова-
тельиости на стороие НН повериуть иа уrол +30"
(против часовой стреЛI\И)
Повороты векторов тока объясияются наЛнчием фа.
зовоrо сдвиrа между токами иа стороиах ВН иНН)
равното зо. (сруппа соеДl\неиия обмото!< этоrо траис.
фОР\1атора потому и называется «одиннадцатой» или
«одиииадцатичасовой», что уrол фазовоrо сдвиrа
между векторами токов на стороиах ВН и НН равен
NrЛУ между часовой и минутиой стрелками часов,
J{оrда они показывают 11 часов) После построения
векторных диаrрамм токов прямой и обратной после-
довательности иа стороие ВН (рис 3, б) производится
rеометрическое сложение векторов токов прямой И
()братиой послеДовательиости каждой фазы В резуль-
16
lIaTe ЭТОrО сложения получается векторная диarрамма
полиых токов на стороне ВН Так же как и при двух-
фазном К3 за трансформатором М',Ч 1 (рис 2, e e).
на стороне ВН трансформатора У //:;, 11 токи К3 про-
)<ОДЯТ во всех трех фазах и один из фазных токов в
ДВа раза больше дВух друrих. причем этот больший
из токов по значению равен току трехфазноrо К3 (по-
скольку каждая из составляющих тока, прямой и
обратиой последовательности, равна половине фаз-
Horo тока при трехфазиом К3) Различиевовзаимном
расположении и наименоваиии фаз токов на сторонах
ВН (рис. 2, д и 3, б) объясняется тем, чТо при траис-
формации симметричных состав.'ЯЮЩИХ через траис-
форматор МУ-11 со стороны У На сторону /:;. век-
торная диаrрамма токов прямой последовательности
поворачивается иа уrол +300 (против часовой стрел-
ки), а векторная диаrрамма токов обратиой последо'
lJательности иа уrол зоо (по часовой стрелке).
Эту особеииость трансформаторов со схемами соеди-
нения обмоток У //:;,-11 и /:;./'1' -11 учитывают при вы-
полнеиии их максимальной токовой защиты иа сто-
роне ВН, устанавливая три токовых реле для тоro,
чтобы при любом виде двухфазноrо К3 за трансфор-
матором в одном из реле проходил больший из TOKOIJ.
равный току трехфазноrо К3 ( 8).
Однофазиые К3 за траисформатором. Эти по.
вреждения характерны для трансформаторов, у КО-
торых обмот!{а НН соединена в звезду с выведениой
нейтралью и ЭТа иейтраль имеет rлухое заземление
(рис 4 и 5) Есть осиования считать, что большинство
коротких замыканий в сетях 0,4 кВ с rлухо зазеМЛеН-
ной иейтралью начинается с однофазноrо и, есЛИ
быстро не отключить однофазное К3, оно переходит
в более тяжелое междуфазное К3, чаще Bcero в
'J'рехфазное, которое сопровождается большими тоКа-
ми и которое должно отключаться максимальнЫми
токовыми защитами от междуфазных К3, менее чув-
ствительными и менее быстродействующими, чем за-
щиты нулевой последовательиости от К3 иа землю на
стороне НН ( 9) Полезно знать и токораспределе-
ние, и Значения токов иа стороне ВН трансформатора
при К3 на землю на стороне НН Векторные дна-
rpaMMbl токов на стороне ВН зависят от схемы н
rpYnnbl соедниения траисформатора и различиы для
трансформаторов Y/'I'-O и м" ,l! {,рис 4 5\.
; БИБЛИ'JН\,{l\. i 17
6 :CX'f'IJ ' "'l J
I., IАУ-IJf
fC' i 2 J 8y i,y I'VI
6) lА' Jjl 82 1'2 io ш <1"
А А i'ОС!8о=lСд-lо
lв, 182 1'2
fj f"
i A2
Рис. 4 Распределение TQКOB (а) и векторные диarраммы (6 R в'
токов прямой. обратной и нулевоА последовательности и .полных
ТОКОВ на сторонах ВН и нн при однофазном 1\3 иа землю за
трансформатором со схемой соединеНиЯ обмО'То:к у j'f-fJ
8)
I) ..............
с /.4, t, . ! i AA
. I 1А2 ("
iJjt 182 I ....... 1.
,);'. ') '" "'>У 1 1Ы
6) lА' 1А2 10 i'A .У
I 1 ' А А. -i,, !ct-l0
\1" i6, 182 1С2
,
........ .,
Рве 5 Распределение токов (а) и векторные диаrраммы (б п в)
ТОКОВ прямой. обратной и иупеаой последQвательиости и полных
KOB Иd сторонах ВН и нн при однофазном 1<3 на земJIЮ s-з
трансформатором со схемой соединения обмоток Д('\f-ll
Векrорная диаrрамма тока Б месте однофазноrо
1(3 на стороне НН состоит нз одноrо вектора тока
sамкнувшейся фазы, иапример фазы А, вне зависи-
мостн от Toro, питается сеть НН через трансформа-
тор у /у. или /1f'f. Эта несимметричная векторная
диаrрамма может быть представлеиа тремя симмет-
18
ричиыми векторными диаrpаммами токов прямой,
обратной и нулевой последоваТeJIЬНОСТИ, которые по-
казаны иа рис. 4, в и 5, в. Для проверки следует про-
извести 2еомеrрическое сложение cHMMeтpWlHblX со-
ставляющих токов каждой из трех фаз:
r.:I + iя: + iЯ& i2'J
jШ+ijfl+ijfJ ОI
jШ+i l+l J о.
Все симметричные составляющие иМеют равные
8начеиия: 1 'HH/3. ТОК одиофаdноrо 1(3 часто обозиа-
Чают 310 и иазывают утроенным током иулевой посЛе-
Jl.овательности.
Токораспределенне и векторная диаrрамма токов
на стороне ВН трансформатора со схемой соедннення
'(/у..о показаны иа рис. 4,а,б. Фазовоrо сдвиrа
между токамн обмоток ВН н НН здесь нет, но со-
ставляющие нулевой последовательиостн не транс-
формируются на стороиу ВН, поскольку токи одноro
направлення не Moryт проходить по фазным обмоткам
ВН, соеднненным в звезду без выведенной и зазем-
ленной нейтралн (как на стороне НН). Поэтому на
сторону ВН трансформируются снмметрнчиые состав-
ляющие только прямой н обратной последователь-
ности. Поскольку в учебных целях прннято, что коэф-
фициент трансформацни трансформатора N 1, век-
торные днаrраммы токов !лих последовательиостей
одннаковы на сторонах ВН н НН. Складывая 2ео.
меrрuческu векторы токов этих последовательиостей
на стороне ВН, получаем векторную диаrpамму пол-
ных токов, ПО которой видно, что в одной из фаз
(поврежденной фазе А) проходит ток, в 2 раза боль-
ший, чем в двух друrнх, а значенне этоrо большоrо
тока равно 2/3 тока однофазноrо 1(3, проходящеrо на
стороне НН (при N 1). Еслн коэффицнент транс-
формацин траисформатора не равен 1, иапример
10/0,4 25, то значенне тока 1(3 на стороне ВН сле-
дует поделить еще на 25 ( 3). В двух дpyrHx фазах
ВН проходят токн, в 3 раза меньшне, чем ток одно-
фазноrо 1(3 на стороне НН (при N 1). Это явля.
ется одной нз причин иедостаточной, как правПJlО,
чувствнтельности максимальной токовой защиты на
li
стороне ВН трансформаторов У 'Y O прн однофазных
1(3 на землю на стороне НН. И это же указывает на
необходнмость выполнення на сторояе НН спецналь
ной токовой защнты нулевой последовательностн от
однофазных 1(3 иа землю ( 9).
На рнс. 5. б показано построение векторной диа-
rpaMMbl полных токов на стороне ВН траllсформатора
со схемой соеДНllення обмоток Ь/У Прll однофазном
1(3 на стороне НН. При трансформацин векторная
диаrрамма токов прямой последовательности повора-
чивается на уrол +300 (против часовой стрелки), а
векторная диаrрамма токов обратной последов а rель-
HOCTH Ha уrол зоо (по часовой стрелке) Токн
нулевой последовательностн /0 также трансформнру-
ются на сторону ВН. но замыкаются в оБМОТl<е ВН,
соединенной в треуrольннк, и поэтому отсутствуют в
IЮЛНЫХ лннейных токах на этой стороне трансформа-
тора. rеометрически складывая токи прямой н обрат-
ной последовательности каждой фазы, получаем ве/(-
торную диаrрамму полных токов, которая состоит пз
.двух векторов, направленных в протнвоположные сто-
роны Поскольку каждая нз снмметрнчных сосТавляю-
щих равна / ) нн/3. то значенне полных токов на сто-
роне ВН
r.2oн
-.!зr,.l)нн
3
/ )ннNз.
т аким образо". прн однофазном 1(3 на землю за
трансформатором ti/'f-11 на стороне ВН (А) токн
К3 проходят в двух фазах, нх векторы сдвинуты на
1800, а значение равно / IH.J(1,73NTP)'
Сверхтокн при переrpузках. Переrрузкой назы-
вается ненормальный режим работы трансформа
тора. при котором ток через трансформатор более чем
на 5 % превышает номинальное паспортиое значенне
Тока при соответствующем ответвлении обмотки ВН.
Различают переrрузки, вызванные неравномеРНОСThЮ
rрафика наrрузки н аварнйнымн ситуациями ABa
рийные переrрузки допускаются в исключительных
случаях. например n рн отключеинн одноrо из транс-
форматоров двухтрансформаториой подстанции, коrда
в результате срабатывания устройства АВР к рабо-
тающему трансформатору подключается дополнитель-
ная наrрузка. Допустимые переrрузки указываются
20
в соответствующих стаидартах и директивиых Мате-
риалах В rOCT 14209 85 для масляиых траисфор-
маторов (1'<1) кЛассов иаПРЯ}hеиия до 110 кВ ВI(лю-
чительио при температуре охлаждающеrо воздуха от
200C и ииже и до +30 ос допускаются следующие
аварийиые переrрузки (без учета предшествующеi!
l!аrРУЗI(И): от 2 до 1,9 иомииальиоrо TOI(a траисфор-
матора в течение 30 мин и от 2 дО 1,7 B течеиие
1 ч, прн +40 ос COOTBeTCTBeHHO 1,7 и 1,4 ПереrРУЗКII
длительностью 24 ч допускаются от l,б при 200C н
Ниже и до 1,2 при +30 0 С и 1,1 номинальноrо тока
трансформатора при +40 0 С Для конкретных масля-
ных трансформаторов серий ТМ и ТМВМ напряже-
нием б и 10 кВ мощностью до б30 I(В А, устаиовлеи-
ных в распределительных электричеСI(ИХ сетях R
пнтающнх коммунально бытовую наrРУЗI(У, производ-
еТвенные. смешанные (ПРОИ.3водственные и комму...
нально бытовые) и друrис виды наrрузOI(, допускают-
ся переrРУЗI<И, указанные в табл. 1 в долях номи-
нальной мощиости трансформатора [5] Такие же
переrрузки допускаютс" и по току Трансформаторы
Масл"ные rерметичной серии (Т1'<1П рассчитаиы на
систематические переrрузI<И до 1,5 номинальноrо тока.
Для сухих трансформаторов, устанавливаемых в
КТП, допускаются аварийные переrрузки на 30 %
сверх иоминальноrо тока не более чем на 3 ч в сутки.
УI(азанные возможные макснмальные переrРУЗI(И He
обходнмо учитывать при расчете параметров защнТЫ
ДЛЯ Toro , чтобы предотвратить излишние отключения
трансформатора плавкими предохраннтелями (!i 4)
нли максимальной токовой защитой от токов К3 (!i 8)
Таблиц.а 1. Допустимые переrрузки трансформаторов
серий ТМ н ТМВМ [5]
Характер п еrрузки
Вид
уст н()вки
трансфор'
матора
допустнмы1e переrрУЗКJI
трансформаТОРОII в далях
НОММ1i8льноR МОЩНОСТII
6 кВ до 10 кВ до
400 кВ А 630 кВ А
1,6 1,7
15 1,6
1,7 1.8
1,7 1,8
21
Систематическая
Открытая
Закрытая
'дварийвая на время до I Открытая
6 суток в rод Закрытая
во время ero работы с допустимыми превышеииями
Uомииальноro тока.
Для выявлеиия и предотвращення недопустимыJ!
переrрузок может выполияться специальиая макси-
мальиая токовая защита от переzрузки, действующая
на сиrиал, иа разrрузку (путем автоматическоrо от-
ключения части электроприемников) или на отключе-
ние трансформатора.
1( иенормальиыM режимам отиосят и сверхтокн,
вызваииые виешиими 1(3, т. е. повреждеии"ми в пи
Таемой сети НН, которые по какой-либо причине
своевремеиио ие отключаются защитными устройства-
ми повреждеиных элементов НН. Сверхтоки, значе-
ния которых мотут в 10 и даже в 20 раз превос-
,юдить иомннальиый ток траисформатора, должиы
отключаться защитиыии устройствами траисформа-
тора до TOro, как смотут оказать вредное термическое
и дииамическое воздействие иа обмотки траисформа-
тора. Для токовых защит траисформаторов 10 кВ
время срабатываиия, как правило, устаиавливается
ОТ 0,4 до 2 с, что ие превышает допустимых зиаче-
ний длительности 1(3 на зажимах траисформатора.
указаииых в стандарте. Правильио подобраииые па-
раметры плавких предохраиителей типа ПI(Т-10 за-
водскоrо исполнения также обеспечнвают достаточно
Бытроеe отключеиие траисформатора при виешиих
К3, обеспечивая ето сохраииость ( 4).
Для масляных трансформаторов опасиыM иенор-
:мальиыM режимом является и пони3ICение уровня
жасла в баке ииже допустимоrо, поскольку траисфор-
маториое масло обеспечивает и охлаждеиие, и элек-
трическую изоляцню обмоток траисформатора. Прн-
чииами поиижеиия уровия масла может Быьь резкое
снижение температуры окружающеro воздуха нли
течь в баке траисформатора. О понижеиии уровня
масла снrиализирует реле zазовой защиты ( 1 О).
Поиижение уровия масла можио обиаружить также
по указателю уровия масла (маслоуказат€ЛIO).
Для масляных трансформаторов reрметичиой се-
рни (TMr, ТМВП опасиым иеиормальным режимом
является повышеиие давлеиия масла в баке, причи-
ной KOToporo может быть длительная переrрузка
траисформатора токамн свыше 1,5 ero ИОМИl1альиоrо
значения. Для предотвращеиия разрушеиия бака у
этих трансформаторов предусмотрена установка элек-
l1li
'1pOKOHTaKTHoro маЖlвакуужжетра, дающеrо команду
На отключение трансформатора при повышении дав-
Jlения масла в баке сверх допустимоro.
З. РАСЧЕТЫ ТОКОВ
KOPOTKOrO ЗАМЫКАНИЯ
ЗА ТРАНСФОРМАТОРАМИ
Особенностн расчетов токов 1(3. Для выбора ти-
пов н параметров срабатывания устройств ЩИТЫ:
трансформаторов необходнмо определнть максималь.
ное и минимальное значение Токов при 1<3 па выво-
дах НН ПОlfижающеro траисформатора, МИ, как чаще
roворят, прн 1<3 за трансформатором.
М а к с и м а л ь н О е значеиие тока соответствует
трехфазному металлнческому 1\3 за траисформато-
ром. Ток трехфазноrо 1\3 рассчитывается при макси-
мальном режнме работы пктающей энерrосистемы:
(электросетн), при котором включеио максимально
возможиое число rеиераторов, питающих линий R
трансформаторов. Эквивалентное элеl{трнческое со-
противление эиерrосистемы (электросети) до места
подключения paccMaTpHBaeMoro трансформатора при
ЭТОМ режиме имеет минимальное значение, но обозна
чается Zmax НJ1и Х тах , ЧТО подразумевает мзкснмапь..
НЫЙ режим работы энерrоснстемы При таком режиме
ток трехфазноrо 1<3 на выводах ВН траисформатора
и мощиость 1\3 имеют максимальиые значення. При
значительиом числе электродвнrателеli в прилеrаю-
щей сетн ВН учитывается подпитка места 1\3 элек-
Тродвиrателямн в течеине времени действня заЩIfТ
трансформатора, не имеющнх специальноrо замедле.
ния. т. е. в течение до 0.1 с. Ма"симальиое зиачеиие
ТОКа 1(3 за трансформатором учитывается для выбора
тока срабатывания токовых отсечек, устанавливае-
мых на стороне ВН трансформатора ( 7), а также
для выбора аппаратуры и кабелей пнтаемых элемеН'
'РОВ стороны НИ [6,7).
М и н н м а 11 ь н Ы е зиачения токов при 1\3 на сто-
JloHe 0,4 кВ рассчитываЮтСЯ с учетом переходноrо
активноrо сопротивления (электрнческой дуrи) в ме-
сте 1\3 до 15 мОм [1]. Дл.я трансформаторов со Схе-
мой соедннеиия обмоток 6/У- практически раССЧIfТЫ-
вается минимальиое значеиие тока только при TpPXJ
фазном к.з (считая, что при однофазном к.з на зеМJIЮ
ток в поврежденной фазе имеет такое же значеиие).
Для трансформаторов со схемой соединеиия обмоток
у /'f рассчитываются токи как при трехфазном, так
н при однофазиом к.з, поскольку они значнтельно OT
лнчаются друr от друrа и для их отк"ючения должны
устанавливаться разные защиты
Для трансформаторов 10 кВ с иизшим напряже-
нием выше 1 кВ (3, 5, 10 кВ) со схемами соединения
обмоток у /1'1, у/у, 1'1/1'1 минимальное значение тока
рассчитывается при двухфазиом металлическом к.з за
трансформатором
Для всех типов понижающих трансформаторов ми-
нимальные значеиия токов к.з рассчитываются при
минимальном режнме работы питающей энерrоси-
стемы (электросети), при котором включено мини-
мальное реально возможное число rеиераторов, пи
тающих линнй и трансформаторов Прн этом эквива-
лентное электрическое сопротивление эиерrосистемы
(влектросетн) до места подключения рассматривае-
Moro трансформатора имеет максимальное значение.
Однако это сопротивление принято обозначать Zm1n
нли Xmln, имея в виду минимальный режим работы
питающей энерrосистемы (электросетн) По мини-
мальиым зиачениям токов 1(3 определяются так назы....
ваемые коэффициенты чувствительности для всех ти-
пов защит трансформатора от внутренних и внешиих
к.з (кроме rазовой) Необходимые значения зтнх
коэффициентов указаны в «Правил ах» [1) и в соответ-
ств)ющих разделах этой кНиrн
Расчеты токов при к.з за понижающими трансфор-
маторами небольшой мощности (практически до
1,6 МВ. А) производятся С учетом активной состав-
ляющей пол Horo сопротивления трансформатора.
Токи намаrничивания и токи наrрузки трансформато-
ров при расчете токов к.з не учитываются
При расчетах токов к.з за трансформаторами
10 (6) кВ считается, Что напряжение питающей энер-
rосистемы на стороне ВН трансформатора остается
неизменным в течение Bcero процесса к.з Это допу-
щение объясняется тем, что распределительные сети
10 (6) кВ, как правило, электрически удалены от re.
нерирующих источников энерrосистемы и 1\З в этих
сетях, н тем более за трансформаторамн 10 (6) кВ,
2.
мало сказываются иа работе электрических reHepaTo-
ров По этой же причине вычисляется только периоди-
ческая составляющая тока 1(3, а влияние апериодиче-
ской составляющей тока 1(3 учитывается при выборе
параметров некоторых типов защиты путем введения
повышающих коэффициентов
Вычисление тока трехфазноrо 1(3 по значению
напряжеиия 1(3 трансформатора. Наиболее просто
максимаЛЬНОе значение тока (в амперах) трехфазиоrо
К3 за траисформатором вычнсляется по значению
\lапряжения 1(3 трансформатора (и к ):
'(3) 100
lx === и к + Р lиом тр!
(4)
rде их иапряжеиие KopoTKoro заМЫl{ания из Пас-
порта (паспортной таблнчки) трансформатора, %;
1. 0м TP номннальиый ток трансформатора на сто-
роне ВН или НН из паспорта трансфор"атора, А;
р 1005"ом тр{5 к (5)
коэффнциент, % (5"ом тр иоминальная мощность
трансформатора из паспорта, МВ А, 5 к мощ-
ность трехфазноrо К3 питающей эиерrосистемы в той
точке, rде подключен трансформатор, т е на ero BЫ
водах ВН, задается энерrоснабжающей орrанизацней,
МВ А), если мощность энерrосистемы ОТНОСНТСЛЬНQ
велнка (<<бесконечна»), то р О
Например, трансформатор ТМ I напряженнем
10/0,4 кВ, мощностью 5. 0м тр 1 МВ А, с номиналь-
ными токами сторон ВН и НН, равными 58 и 1445 А
соответственио, с напряжением 1(3 ик 5,5 % под-
ключен к эиерrосистеме в точке, rде МОЩНОСТЬ К3
5 к 100 МВ.А Токи при трехфазно'>l 1(3 за траис-
форматором вычисляются по выражениям (5) и (4),
p 1.100/100 1 %,I )BH 100 58{{5,5+ 1) 892 А.
отнесенных к напряжению 10 кВ, 1 )HH 100 1445{
/(5,5+ I) 22230 А или 22,2кА,отнесениыхкнапря-
жению 0,4 кВ
Друrой пример для траисформатора мощностью
S.OM TP O,25 МВ. А (иK 4,5 %), подключенноrо 11
удаленной точке сети 10 кВ, rде 5 к 12,5 МВ. А, рас-
считываются токи при трехфазном 1(3 на стороне НН
по выражениям (5) н (4) р 0,25 100/12,5 2 %.;
1 )BH 100. 14,5{(4,5 + 2) 223 А и 1 )HH 5538 А
25
Илн 5,5 кА, отнесеннЫХ к напряжениям 10 и 0,4 кВ
соответствеино. Номинальные токп трансформатора
"ычислены по выражениям (2) н (3):
100М. вн 250/(1,73. 10) 14,5 А;
l.ov.HH 250/(1,73.0,4) 360 А.
При подключенин относительно маломощных транс-
форматоров (менее 1 МВ.А) вблизи мощных райои-
НЫХ подстанций и подстаиций тлубокоro ввода
110/10 кВ с трансформаторами мощностью более
10 МВ. А влияние сопротивления энертосистемы на
значеиие тоКов 1\3 за траисфор...аторами снижаеТСЯ
и им часто преиебреrают, считая мощность энерroси-
сте...ы «бескоиечиой», а значеине р в выражении (4)
равным нулю.
Вычислеиие тока трехфазното 1\3 по полному со-
протнвлению траисформатора ZTP' 3начения этото со-
противления и ero составляющих: активной ТТР и ИН"
ДУh.ТНВИОЙ ХТР. необходимо знать для составления так
называеМой СХеМЫ замещения, в которой СВОИМИ со.
противлениями представлеиы все элементы расчетной
схемы питасмой сети НН. Схема замещения дает воз-
можность вычислить значения токов 1\3 не только на
выводах НН траисформатора, но и в любой точке
сети НН 16, 7).
Полное сопротивление трансформатора ZTP (в омах)
определяется по выражению
ZTP UKU OV. ТР/ (1 008.",,,",р), (6)
тде uк иапряженне 1\3, %; 8.0..тр иомииаЛЬRая
мощность трансформатора, МВ.А; U.о..тр иомн-
нальное междуфазное иапряженне трансформатора па
той стороне ВН или НН, к которой при водится ето
сопротнвленне, кВ.
Аhтивная составляющая полноrо сопротивленuя
трансформатора (тр определяется по значению потерь
мощностн I!.р в ето обмотках при номинальиой на-
трузке. В праlПических расчетах потери мощностн
в обмотках трансформатора прииимают равными по-
терЯМ KopOTKoro замыкания при номинальном токе
трансформатора: I!.р Р к' Активиое сопротивлеине
,трансформатора (в омах) вычисляется по выражению
rтp P.U O..TJS O..T" (7)
8/J
rде р н потерн KopoTKoro замыкания прн номнналь....
НОМ Токе трансформатора, Вт; Uкои.тр И SHOJ>I 7P TO
же, что В выраженни (6), но здесь мощность S.OM ..
выражается в киловольт амперах (кВ. А). Значения
Р. прнведены В соответствующих стандартах и спра-
вочниках.
Индуктивное сопротивленне (реактивная состав-
'ilяющая полноrо сопротивления) трансформатора
{в омах) вычисляется по выражению
Х. р z;р r p . (73)
rде Zтp модуль полноrо сопротнвлення трансформа-
'lOpa, вычнсленный по выражеиню (6); r.p активная
составляющая полноrо сопротивлеиия траисформа-
'lOpa, вычнсленная по выраж'енню (7).
Значеиия сопротивлений стандартных трансфор-
маторов общеrо назиачения иапряжением 10/0,4 кВ
для вычнслення токов трехфазноrо (н двухфазноr )
I(З прнведены В табл. 2.
Как вндно нз таблнцы, сопротивлення, отнесенные
к стороне НН с и.о м 0,4 кВ и указаиные для удоб.
ства в .мuллuo.м.ах, меньше сопротивлений, отнесенных
Таблuца 2 Сопротивления трансформаторов 10/0.4 кВ
МОЩНОСТЬ СОПРОТН8леНltе. Ом. Сопротив.пение ",Ом,
'l'рансфор Напря- OTlteCellHoe к 10 кВ отнесенное к 0,4 кВ
"а7ора жение ка
8 JЮN ТР' и к , % актив- ..д, к I поп.ое акт..., ..дун I поп.ое
мнА КОН тинное IfO/!. r Tll Hoe %.
х Z
0,040 4,5 55,0 98,1 1112,Б 88,0 157,0 180,0
0,063 4,5 33,1 63,1 71,2 53,0 101,0 114,0
0,100 4,5 19,6 40,4 45,0 31,S 647 72,0
0,160 4,5 10,3 26,0 28,0 16.5 41,7 45
0,250 4,5 5,9 17,0 18,0 9,4 27,2 28,8
0,400 4,5 3,5 10,7 11,25 5,6 17,1 18,0
0,630 5,5 1,9 8,5 8,7 3,1 13,6 14,0
1,00 5,5 1,2 5,4 5,5 2,0 8,6 8,8
1,6 6,5 4,06 4,06 б,5 6,5
2,5 6,5 2,6 2,6 4,16 4,Q
Пр н М е q 8 Н Н е. Указанные значения сопротивлений е Ай"
Статочной степенью точности МОЖНО использовать прН расчетах
ТОКОВ трехфаз16ыlx К3 за трансформаторами 10 кВ со СХе.М8f4,И
t:оедннений обмоток звезда звезда у I"f-. треуrопьииК..... звеЗДа
А/У- и звезда знr"аr У/У.
Q,
J< стороне ВН с ином 10 кВ н указанных в омах,
в 625 раз, что соответствует выражению
Zни ZвнIN р, (8)
тде NTP коэффнцнент трансформацин трансформа-
,!,ора, равный для рассматриваемых трансформаторов
10/0,4 25.
Максимальное значение тока (в амперах) прн трех-
фазном металлическом КЗ за трансформатором, ко-
торый подключен к эиерrосистеме бескоиечной мощ-
ностн (Zc О), вычнсляется по выражению
I ) та. и ср{( 1, 73z'O), (9)
тде иcp cpeДHee значение междуфазноrо иапряже-
ния, приннмаемое для расчетов токов КЗ в сетях
10 кВ равным 10500 В; zтр полное сопротивленне
трансформатора, вычисленное по выражению (6); для
трансформаторов 10 кВ берется нз табд 2.
Напрнмер, прн трехфазном КЗ за трансформато-
ром мощностью 0,4 МВ.А максимальное значе-
иие тока на стороне ВН может быть вычислеио по
выраженню (9) без учета сопротивления питаюшeJi.
анертоснстемы:
t;Jm.. 10500{(1,73. ll,25) 540 А,
отнесенных к напряженню 10 кВ.
Для сравиеиня: примерно это же значенне тока
может быть получено по выражению (4) при условнн,
ЧТО р О (питание от системы бесконечной мощно-
CTH) {!:J 100.23,1{4,5 512 А, rде IНОм....ви
23,1 А. Значенне тока КЗ получилось несколько
меиьше из-за тoro, что в расчете по выражению (9)
прннято среднее напряжение 10,5 кВ, большее
в 1,05 раза, чем номинальное 10 кВ.
На стороне НН ток КЗ вычисляется также по вы-
ражению (9), но с учетом тото, что сопротивления, от-
несенные к стороне 0.4 кВ, в табл. 2 указаны в мил-
лиОАtaх, а фазное иапряжение этой сети UФ
=-= 400/1,73 231 В:
t:'J...x 231. 1(j118 12845 А нли 12,85 кА,
отнесенных к нзлряжению 0,4 кВ:
2&
Для сравнения по выраженню (4) Получаеы
такое же значенне тока 1<3: ' ' тох 100 о 578/4,5 -=:
12845 А или 12,85 кА, тде номннальный ток транс-
форматора на стороне НН равен 578 Ао
Токн на стороне ВН и НН трансформаторов раз-
личаются в N Tp раз, тде NTP коэффициент транс-
формации трансформатора, для траисформаторов
10/0,4 кВ значенне N TP 25. Для рассмотреиноro
в примере трансформатора мощностью 0.4 МВ.А от-
ношенне токов 1<3 будет 12 845/512 25.
Мнннмальное значенне TOl<a прн трехфазном 1<3
на выводах НН трансформатора через переходное
активное сопротнвление в месте 1<3 'пер рассчнты-
вается по выражению, аналоrичному (9):
t,ЗJ и ср
..mlп .l з .l ( ) . ( ) .'
'v "v tc.+'1'p+r oe p + ХС+Х'ТР
(10)
тде и ср междуфазное среднее напряжение сетн, В:
,. н ХС активная н индуктивная составляющие со-
протнвления питающей энерrосистемы (электросети)
до вводов ВН трансформатора; 'тр н Х ТР активная R
Нндуктнвная составляющне сопротивлення трансфор.
матора (табло 2); 'пер переходное активное сопро-
тнвленне в месте 1<3, наибольшее принимаемое в рас-
четах ето значение равно 15 мОм, отнесенным к сто-
роне 0,4 кВ.
Расчеты токов 1<3 на стороне НН 0,4 кВ
удобно выполнять в ИМенованных еднницах, от-
нося значеиия всех СОПРОТИВJ1ений к стороие
0,4 кВ и принимая фазное среднее напряженне
зтой сети равным 230 Во Сопротивлення выра-
жают в мнллномах, значення Токов 1<3 полу-
чают в килоамперахо
Напрнмер, для расчета тока трехфазноrо 1<3 через
переходное сопротивление 'пер 15 мОм на выводах
НН трансформатора мощностью 0,4 МВ.А заданы со-
против,тения питающей энерrоснстемы до места под-
ключення этоrо трансформатора к сети 10 кВ: 'с
O,8 Ом и xc O,62 Ом, отнесенных к напряженню
10 кВ. В первую очередь эти сопротивлення должны
быть прнведены к стороне 0,4 кВ по выраженню (8Н
,. O,8ol()3/625 1,3 мОм; ХС 0,62.103/625
I мОм. 3начения сопротнв,тений трансформатора
приннмаются по табл. 2.
2Q
Мииимальное значение тока рассчитывается по ВЫ'
ражеиию (10)'
r.зJm"'== 2З0/-V(I,з + 5,6 + 15)2+(1 + 17,1)"
230/28,4 8,I кА или 8100 А,
отиесенных к напряжению 0,4 кВ. За счет nepexonRoro
сопротивления 15 мОм расчетиое значение тока КЗ
СНизилось примерно в 1,5 раза по сравнению с макси-
мальным значеиием тока КЗ, рассчитаниым выше
(12,85 кА). Учет сопротивления питающей энерrоси-
стемы существениоrо влияния иа уменьшение Тока J(З
в данном сл}чае не оказал. Следует напомнить, что
с ростом мощности трансформатора ero сопротивле-
иие уменьшается (табл. 2) и переходное активное со-
противление в месте КЗ, принимаемое в расчетах
равным 15 мОм, вызывает тем более существенное
уменьшен не значения тока КЗ, чем больше мощность
:.rрансформатора: например, ДЛЯ стандартноrо транс-
форматора 0,63 МВ'А примерно в 1,6 раза,
1 МВ.А более чем в 2 раза, 1,6 МВ.А более чем
в 2,5 раза Поэтому при использованин ОТНОсительно
крупных трансформаторов 10 (6)/0,4 кВ со схемой
соединения обмоток 1'./ '1' некоторые орrанизации до-
пускают сниженные по сравнению с «Правилам н» (1)
аначения коэффнциентов чувствительности макси-
ма,lЬИЫХ токовых защнт для случаев КЗ через пере-
жодное сопротивление с максимальным значением
15 мОм, например 1,2 вместо 1,5
По выраженню (10) рассчитываются таКЖе зиаче-
ння токов прн Трехфазных КЗ на отходящнх элемен-
тах 0,4 кВ, т. е. на кабельных и воздушных линиях
Этоrо напряжения (7). Значения этнх токов исполь-
зуются для определення козффициентов чувствитель-
иости максимальной токовой защиты трансформатора
в так называемых зонах резервирования. При значе-
иии этих коэффициентов, превышаlOщем 1,2, СЧИТает-
СЯ, что максимаЛЬНаЯ токовая защита трансформатора
обеспечивает дальнее резервирование питаемой сети,
т. е резервирует возможные отказы защитных
!устройств и коммутационных аппаратов отходящих
эле",ентов 0,4 кВ, не допускает д,"ительноrо существо-
ваиия неотключеииоrо КЗ и тем самым спасает элек-
троустановку от больших повреждений.
30
Вычисление токов при двухфазных 1<3 за транс-
форматором. Спецнальиые расчеты этих ТОIЮВ не
пронзводятся, а нх зиачеИИЯ принимакпся примерно
на 15 % меньшнмн, чем ток трехфазноrо КЗ. Мини-
мальные значення ТOIюв прн двухфазных КЗ нсполь-
зуются для проверкн чувствнтельностн макснмальных
токовых защит на трансформаторах со схемой соеди-
нения обмоток у /'r', а также всех защнтных устройств
от междуфазных КЗ на элементах 0,4 I<В.
Вычислеиие токов при однофазиых 1<3 за транс-
форматорами 10/0,4 кВ, работающими с rлухо за-
землеииой Ifейтралью иа СТОрОlfе Н Н. ДЛЯ транс-
форматоров со схемой соедниення обмоток треуrоль-
ник звезда t>/'r' и звезда знrзаr у I У зиачение
тока в месте однофазноrо КЗ за трансформатором
считается практнчески равным току трехфаЗНО20 К3
за трансформатором в этой же точке и специальные
расчеты токов прн однофазных КЗ в этнх случаях ие
пронзводятся (хотя фактическн ток однофазноrо K
может быть прнмерно на 10 % меньше, чем ток трех-
фазноrо КЗ).
Вычнслеиие токов (в амперах) прн одиофазных К3
за трансформаторамн со схемой соедннення обмоток
звезда звезда У /'r' производнтся по выражеиию
l(l) и 1 ( 1.. z (l) ) ( ll )
к ф зтр.
тде Uф 230 В фазное напряжеиие для сети 0,4 кВ,
полиое сопротивление трансформатора с со-
единеинем обмоток у /'r' при однофазном КЗ на сто-
роне 0,4 кВ в миллиомах, отнесениое к этому напря-
женню, значения ero находятся в справочной лнте-
ратуре, выпущенной после 1968 r. (напрнмер, [7,9, 1О}).
Значения сопротнвления z J для стандартиых
трансформаторов, выпускаемых с 1967 r., прнведены
в табл. 3. rз таблнцы, rде для сравнения прнведены
значения э z, ие только для трансформаторов со
схемой соедииения обмоток Y/'r', ио Т.!Iкже со схе-
мами соединения обмоток t>j 'r' и У I У ,видно, что
для траисформаторов у /'r' эти значения прнмерно
в 3,5 раза выше, чем для трансформаторОВ M'r' R
31
1 11)
fабiШЦQ 8. SuаqенИR сопротивлеНИR З-%ТР трансформаторов
10/0,4 кВ ДЛЯ расчетов меrаллUflес"ux однофазных К3
Сопротив.пенне -i- z . мОм. првве.денное к напрRo
МОЩНОСТЬ женню 0.4 кВ. дпя трансформаторов со схемой
трансформатора. соединения обмоток
мв л I I
"{/'(- А/'(- ,"{/ "(
0,040 650 137
0,063 411 88
0,100 260 75 55
0,160 162 47 47
0,250 \04 30 30
0,400 65 \8,7
0,630 43 -)4
1,00 27 9
1,60 18 6,5
у / У. Соответственно значенне тока прн однофаз-
иых 1<3 за трансформатором "{ /'(- прнмерио в 3 3.5
раза меньше, чем за трансформатором A/'I' нли "{ I 'т:
акой же мощности и с таким же значеннем наПРR!IЩ-
нна 1<3 (ик). Из этоrо можно также сделать вЫВОД
о том, что ТОК прн однофазном 1<3 за трансформа-
тором "(/'I' прнмерно в 3 3,5 раза меньше, чем при
трехфазном 1<3 в этой же точке.
Напрнмер, для трансформатора со схемой соедн-
иения обмоток У/ '1' мощиостью 0,4 МВ. А ток прн
однофазном 1<3 на стороне НН, вычнслениый по вы-
ражению (11), будет / ') 230/65 3,55 кА, т. е. прн-
мерно в 3,5 рзза меньшнм. чем ток при трехфазном
К3 (12,85 кА). Для трзнсформаторов 0.63, 1 н
1,6 МВ.А значения тока при однофазных 1<3 при-
мерио в 3 раза меньшие, чем при трехфззных 1<3
Миинмальные значения тока имеют место при од-
нофазиом 1<3 через переходное активное сопротивле-
ние с нанбольшнм зиачеиием 15 мОм. 3иачеИНR
\
з4 пер с учетом токооrраничиваюшеrо действия
этоrо переходноrо сопротивления приведены в
табл. 4 [7], В этой таблнце учтеио также влияние
СОПротнвлеНИR питзющей энер' осистемы, значение ко-
82
Таблица 4 Значения СОПРОТЯВllения z трансформаторов
10/0.4 кВ с учетом сопротивления питающей Эllерrоеистемы
и nереходно:ю активноrо сопротивлеиия в месте К3.
paBHoro 15 мОм [7]
flапр,, Сопротявлепие + 2 J, мОм, при
Схема еоеДl1веВ1lSl Мощ tОПРОТН8лении знерroСRстемы
обмоток нЬ<ТЬ жение 1(3
МВ-А "К' .. 'с o"' TP I.c 'тР I 'с ""тр
Звезда звезда 0,40 4,3 72,4 81,4 91,7
У/У- 0.63 5.5 50,0 51,1 652
1,00 5,5 34.8 38,8 43,6
ТреyrоJIЪННК 0,40 4,5 27,7 35,2 41,8
Ввезда l1/Y- 0,63 5,3 23,4 ,1 36,5
1,00 5,5 19,3 22.2 263
Toporo задается в долях от индуктивноrо сопрО1 ивле-
иия трансформатора Например, в зависимости от
меньшей или большеЙ электрической удалениостн от
знерroсистемы трансформатора V /У- мощностью
0,4 МВ. А значения токов при одиофаJНОМ I<З иа сто-
роне НН через переходиое активиое сопротивление
15 мам в месте I<З, рассчитаииые по выражению (11)
и по даниым табл 4, равны 3,17; 2,8 и 2,5 кА; дЛя
трансформатора У/У- мощиостью I MB.A 8,5 кА
(без учста СОПРОТ,ш.1СНИИ питающсЙ эиерrосистемы и
персходноrо сопротивления в месте I<З), 6,6; 5,9 и
5,28 кА. Для тр"нсформатор" rакой же мощности, но
со схемой соедииеиия обмоток му-, значения токов
при одиофаЗНО\l КЗ на стороне НН также уменьшают-
ся эа счет вЛиЯниЯ сопротивления питающеЙ эи рrо-
системы и пере,<одноrо сопротивлепия в месте К3
(15 мам) и равны 26,1 кА (без учста этих сопротив-
J1ений), 11,9; 10,3 и 8,7 кА,
По минимальным значеииям токов при одиофаз-
ных КЗ на С10роие НН определяются коэффициенты
чувствительности специальиых токовых защиТ иуле-
вой ПОС. едовательностп от КЗ иа зсмлю на стороне
0.4 кВ ( 9), а также максимальных токовых защит,
установлеиных на стороие 10 кВ ( 8) В последнем
сЛучае необходимо вычислить значения фазных токов,
проходящих по стороне 10 кВ при однофа,иом КЗ на
стороне 0,4 кВ, пользуясь поясненияын к рис, 4 и 5.
2 А. Wабад
33
п) ' BHTBH
&, t::./Y-uлиУj'f'-
,1 10 хВ "
'А A
1000
800
БОО
OO
200
OO,
k
1:
" ,
/кбd ....
KH 'у./
..-'
к;;
r-- ы.
Klf) Y-'jO
пер
20
1« IiН I 1----
Khh ./
;"(
;с.-- хи l
....... КJ; у '1'-'
I
I\б 0.8 1.0 Н8 А 0.6 0,8 1,0 НВ А
Рис 6 Поясняющая cxe\l(a (а) 11 зависимости токов К3 113 СТО..
роне БН (6) и на CTopOlre нН (8) от МОЩНОСТИ "рансфор атора
10/0.4 кВ при К3 разных ВИДОВ за трансформаторами со схемами
соеДИlIеllИЯ об'\10ТОК b,J'f 11 и У jV О
10
5
Ом
Например, для трансфор\!атора мощностью 1 МВ. А
со схеvюй соединения обмоток У /У- наимеиьшее зна-
ченне тока на стороне 10 кВ прн однофазном 1(3
на стороне НН при }чете rлер 15 мОм н xc O,IXTP
(табл 4) равно 6600/(3.25) 88 А (150 % НО'l1иниль-
Horo TOI,a ТРdнеформатора, paBHoro 58 А) При этих
же УСЛОВИЯJ\. минимальное значение тока на стороне
10 кВ трансформатора такой же мощности, но со схе-
мой соединення обмотокl1/У- равно 11900/(1,73 25)
==275 А (474 % НО\lИнальноrо тока траиеформатора).
ПОДВОДЯ итоrи еще раз ОТМСТИМ. ЧТО наименьшие
аначения токов К3 имеют место при ОДНОФdЗПЫ'{ 1(3
на зе'l1"Ю на стороне 0,4 кВ через переходное актив-
ное сопротнвленне 15 мОм, причем прн 1(3 за транс-
форматоро\! со схемой соединения обмоток У/У он"
значительно меньше, чем пр" тех же УСЛОВИЯ'Х. НО за
трансформатором со схе\юй соединення обмоток l1/Y-.
Сказанное иллюстрируется rрафиками на рис 6, б для
стороны ВН трансформатора и рис 6 в для стороны
НН На рис 6, б значсния токов на стороне ВН при
однофазном К3 за трансфор\lаТОРО\l У /У- приведены
ДЛЯ тех QJаз, rде они имеют меньшее значение (см.
рнс 4) Приведенные pac<leTbI подтверждаЮf одно из
важных преимуществ трансформаторов со с,емой со-
единения Qб'l10Ток tJ./Y- перед трансформаторами со
схемой У /У-, а именно значительно большие значе-
ния токов при наиболее частых видах К3 в сетях
84
0,4 ...В однофазных К3 на землю и, как следствие.
возможностн выполнення более чувствнтельной за-
щнты от этн" видов К3 Это является одной из при-
чии, из за которой rлавrосэнерrоиадзор Минэнерro
СССР требует применять трансформаторы со схемой
соединения обмоток l>/ у..
Для оцеики чувствительиостн защит трансформа-
70ра прн К3 в пнтаемон сети 0,4 кВ, т е в зоне даль-
Hero резервнрования, расчеты токов при трехфазных
н одltофазны:\. К3 пронзводятся по выраженням, ана-
Jlоrичным (10) и (11), ио с добавлением сопротивле-
иий элементов 0,4 кВ [7] При расчетах токов одно-
фазных К3 иа землю в сетях 0,4 кВ особое винмание
следует обращать иа схему соединеиия пнтающеrо
7рансформатора 10 (6)/0,4 кВ, на коиструктивное вы-
полненне н сечение жил отходящнх линин 0,4 кВ, что
определяет их сопротивлеиие, а следовательно, н тоК
К3 В работе [7] прнведены расчетные кривые, позво-
ляющие rрафическим путем определять значеиия 70-
ков при К3 в сетях 0,4 кВ.
4. ЗАЩИТА тРАНСФОРМАТОРОВ
ПЛАВКИМИ ПРЕДОХРАНИТЕЛЯМИ
Траисформаторы 10/0.4 кВ в сельскнх и roродских
распределнтельных электрическнх сетЯх мощностью
до 0,63 МВ А включительно, как правнло, защищают-
ся плавкими предохранителями на стороне 10 кВ н
весьма часто такЖе плавкими предохранителями иа
стороне 0,4 кВ Возможно и такое сочетание, как пре-
дохранитеqи на стороне 10 кВ и автоматические вы-
ключатели на стороне 0,4 кВ ( 5) На стороне ВИ
трансформаторов закрытых подстанцин (3ТП) плав-
кие предохраиители прнменяются в сочетании с вы-
ключателями наrрузкн (ВНП) разъединнтелями е
автоматическим приводом, которые отключаются при
срабатывании плаВI,оrо предохраиителя хотя бы на
однон из фаз
Плавким предохранителем называется ком мута-
ЦИОННЫН аппарат, предназначенный для отключения
sащищаемои цепи посредством расплавления специ_
альных токоведущих частей (плавких вставок) под
воздействием тока, превыwающerо определениое зна-
2.
83
'1ение, с последующим rашснием возникающей злек-
трическоl! дуrи.
Принцип действия и виды п.,авких предохрани-
телей. Плавкий предохранитель как защитны!! аппа-
рат применяется в злектрических сетях уже более
100 лет. В осиове ero работы лежнт IIзвестныЙ закон
Джоуля JIевца (1841 Т.), соrласно которому про-
хождение электрическоrо Тока по проводнику сопро-
вождается выделсннем теплоты Q (в джоулях):
Q aJ2Rt, (12)
тде 1 ток, ПРОХОДЯЩIIЙ по проводнику, А, R сопро-
Т!lвленне проводника, Ом; t врем я прохождения
тока, с; а коэффициент пропорцнональности
Плавкая вставка предохраннтеля является участ-
ком ЗИЩИIцаемой электрической lIеПА, иыеющим мень..
шее сечеНие 11 большее СОПрОТНБ.lеНllе R. чем осталь-
tlble ЭЛементы этой цепи. Поэтому при прохождении
по цепи тока К3 плавкая вставиа наrревается сильнее
друrих элемеНТОВ защищаемой цепи, раиьше расплав-
ляется 11 тем самым спасает электрическую уст,,,ювку
от переrрева и ра.рушеНИЯ. Но для преl<ращения про-
хождення тока К3, т. е. отключеНия электрической
установки от питающей электросети, недостаточно
расплавления вставки, неоБХОДIIМО еще поrасить воз-
н,,"шую в этом месте электрическую дуту. Быстрое Та-
llJ('l-!ие дуrи является пажнейшей задачей плавкоrо
предохраИlIтеля. По способу rашсния электричссиоl!
Д} rи плавкие предохранители, применяемые ДЛЯ за.
ЩlJТы траНсформаторов, делятся на две основные
rv} ППЫ'
предохраиитеJIИ с трубками нз rазоrенеРIlРУlOщеrо
Ма1сриала (фllбры IIЛИ винипласrа), КОТОрL:Й обильно
БНJ.сляет rазы ПрИ высокой температуре rорения элек-
три ;сской дуrи; возникаlOщие в ЭТОТ момеНт высокое
Д:IП,еиие (в предохраиителях типа ПР напряженнем
Af.J 1000 В) или ПРОДО,lьное дутье (в предохранителях
ПСII напряжением выше 1000 В) обеспечнвают бы-
строс rашение электрнческой дут;
предохранители с tlапоЛнитеЛем (I<BaplteBblM пе-
сиом), в которых 9лектрическая дута rасится в ка-
налс малоrо диаметра, образованном телом испа-
р"вшейся плавкой вставки, между крупшщами (тра-
иулами) кварцевото песка; такие предохраиители
обычно иазывают кварцевыми.
36
На стороне 10 кВ трансформаторов устанавли-
ваются rлавным образом l<варцевые преДОхраннтели
типа ПК, На стороие 0,4 кВ таюке преимущсственно
кварцевые типа ПИ-2. Кварцевые преДlJхраllители
имеют несколько Ba}h.HЫX ПО.'10ЖIlТельнЫХ СВОЙСТВ: ОНИ
обладают ТОI<ооrрани'швающсЛ способностыо (б."аrо
даря очснь БЫС1РОМУ rашсишо Э.lектричеСl<ОЙ дуrи ток
К3 не успевает достичь свое. О \1аксима-чыюrо амппи-
TYAHoro значения): П..13В1<ИС ВСТаВКИ защишены ОТ воз..
действия виешие,i среды .<ваlЩСВЫМ песком и rcpMe.
тичQО закрытой фарфоровон тр)БI<ОЙ, блаrодаря чему
они ДЛнтельное время не стареют и ие требуют за.
_ меиы; I<ОНСТРУhТlIвиое исnолиеиие предохраlНпелеi\
ПК и ПН-2 прсдус\'атривает сиrиалнзацию срабаты-
вания, причем hOHTahTbI сиrнаJJЫlOrо устройства Moryт
давать кома иду toa ОТК.1ЮЧС:iие треJ>.фазиоrо вык-чюча
теля Hal рузки. ЧIО предотвращает ВU3'v10ЖilОСТЬ НСПOJI..
lIофазноrо режи.:а р боты тр31,сформатора. При ис-
ПОЛЬJоваНIIИ ,(варцевых предо\ранитеJJей заВОДСI(Оro
изrОТОВ,ICИIlЯ с правн.1ЫЮ выбраhНЫМИ l,араметраМII;
КаК правило, МО)s,\ио обеСПСЧIIТЬ се."('кrивность между
предохра"ителя,," иа сторона, НИ и НИ траllСфор
матора или, ПО крайней "ерс, мсжду прсдохраНlIте-
лими На стороие ви трансформатора и заЩI1ТIlЫМИ
аппаратами на отходящих лиииях НН, т. е. не допу-
скать отключс.IИЯ трансформатора от пнтающей сетн
при К3 на Шllиах ИН или иа любой из отходящих
лиИИй НИ. Выбор параметров предохранителей рас.
сматривастся далее.
Положительные свойства KBapl(eBbIX предохраик
телей иаряду С их небольшой стоимостью и простотой
обслуживаиня (при налични необходимоrо запаса пре-
дохраинтелей заВОДСl<оrо изrотовления) обеспечили
массовос применение этих электрнческих аппаратов
для защиты трансформаторов 10 кВ, иесмотря на Ta
кой важный нсдостаток плавкИХ прСДОJ\ранитепей, КаК
малая чувствите.%ность к токам при переrрУЗl<ах н
удалеииых К3, особснно од.юфазных К3 На землю
В сетн 0,4 I<B. В Пос.lедиие roAbl Д.,я устранения этОro
иедостаТI<а иа стороие 0,4 I<B ..ра'lсформаторных под-
станциЙ КТП 10/0,4 кВ прИМСI1ЯЮТ новую защиту
типа 3ТИ-О,4, котора.. С высокой чувствите-чьностью
реаrирует иа все виды К3 и быстро ОТКЛЮчает пр-
врежденную линию 0,4 кВ. Устройство защиты типа
31
о}
5
,
J
2
,) t
6IJ
40
iJ, \ лJ 2
I
2SrA
100 А \.\ 17400 А
j;:::
1
1
1!5
0,1
0,05
0,01
D,005
o,00 ,1 I!fI!f 1 2145 10 20 40 КА
РИС 7. Патрон ПЛ8ВКОТО предохранителя 0.4 кВ типа ПН 2 (а)
п защитные характерпстики 9Тоrо предохранителя (6)
3ТИ 0,4 выпускает ПО ",Эиерrоавтоматика» Мин-
знерrо СССР.
Нельзя использовать для защнты трансформаторов
самодельные плавкие вставки. неконднционный I{Bap'"
цевый песок (с повышенной влажностью, с недопу-
стимо крупнымн нлн очень мелкимн крупннкамн
rранулами), незакрытые фарфоровые трубкн н т. п,
поскольку это вызовет либо И3JIишнее , неселсктивное
ОТК.1lОчение трансформатора и поrашеиие всей под-
СТ8IЩlIН при 1<3 на одной из отходящих линий 0,4 кВ,
либо ОТКаз (несрабатываиие) предохранителей 10 кВ
при К3 на cTopoFe ВН траисформатора, что пр'шедет
к ОтключеlllllО питающей лииии 10 кВ и Поrашению
IIССКОЛЫ<ИХ подстанций. Следует помнить, что заменяе-
мым элемеНТО\1 предохранителя счнтается не плавкая
вставка, а патрон (один НЛИ несколько) с кварцевым
песком, ПЛаВI{ИМ элемеитом (вставкой), }казателем
срабатывания илн удариым устройством, собранный
в заводских условиях
Устройство и характеристик!! КDарцеВblХ предо-
храlштелей типа n "-2. На рнс. 7, а схематнчно по-
казаН патрон предохранителя тнпа ПН 2 (в разрезе).
Патро!! представляет собой квадратную снаружи н
круrлую внутри фарфоровую трубку 5, заполненную
с}хИм чнстым кварцевым песком 4. В трубке разме-
88
щены элементы ПЛаВКой вставкн 3, выполнеииые штам-
Повкой из медной ленты С напаями из ОЛОва (уско-
ряюши"'и расплавление меди при иебольших значе-
ииял тока КЗ). Плавкая встаВ"а ПРllваривается или
припапвается оловом J( шайбам КОНТ8.КfИЫХ ножей 1,
KOTorble "репятся виитамн 1< КРЫШI<аМ 2 Д. я [ерме-
тизации патроиа под КРЫШI<аМИ устанавливаются
Ijсбестовые прокладки. ПреДОАраиите. и ПН-2 IIмеют
высок} 10 меланическую прочность и ИСПО.:Jьзуются
В б.10ке рубильник предохраllитель в I<ачествс "ом-
мутационноrо н ззщнтноrо аппарата
ПОД ное обозиачсиие преДОАраИlIтеля состоит из де-
сяти знаков, иапримср ПН-2-100-12-У3 Буквы озна-
Чают, что предохраИlIте.% исразбориый, цифра 2
номер серии, 100 номина.%НЫЙ тОк предохранителя
(выпускаются преДОХ 8 аИIIтеЛII с ИОМИllа.%иыми то-
ками 100,250,400,60 А); следуюшие цифры иифор-
мируют О Вllде ПРllсоеДlIнения про водников (1 пе-
реднее, 2 заднее) и о наличин указателя срабаты-
Ваиия (О без указате. я, 1 c у,<азателем, 2 c ука-
зателем и замыкаюшим контактом, 3 с указателем
Н размыкающим коитактом) ; Затем указываются кл"-
Матическое исполиенне (У для умерениоrо климата,
ХЛ холодноrо, Т тропнческоrо) и катеrория раз-
мещения оборудования в соответствии с [ОСТ 15I50
69, ТaI< же кю< ддя траисформаторов ( 1). Номн-
налыше токи предохранителей ПН-2 н их плаВI<ИХ
вставок у,<аЗblваются в завОДСКИХ I<аталоrах. Время-
токовые (защитные) характсристики предохраиителей
типа ПН-2 показаны на рис. 7,6
Устройство и характеристики кварцевых предо-
хранителей типа n К. На рис. 8, а схематично пока-
зан патрон кварцевоrо предохранителя ТИПа ПК, ко-
торый состоит из фарфоровой или стеклянной трубки
5, армированиой с 1l0МОЩЬЮ цемеита 3 I<онтактными
колпачками 2. В трубl<е находится плавкая Вставка 4.
которая состоит из несКОЛЬКИХ посеребренных медиых
ПРОВОдов, выполнениых в виде растянутой спирали И
имеющих Hecl<O.%KO ступеией разноrо сечения (разде-
ление вставки Иа несколько ПРОБОДОВ облеrчает rзше..
вие элеl<трической дуrи, возиикающей одновременио
в нескольких каналах). Трубка заполиена чистым су-
хим кварцевы м песком и rерметически закрыта крыш-
ками 1. Внутри размещена также нихромовая прово:
.пока 6, соедииенная с указателем срабатывания 7.
39
"" 1i::'" "" ;g :;;: ..."
l
>о
I
'"
-
с>
40
S
З
rt:1--
IE
:<
I:t o
:1::;:11:)....
g",,;;;
; ,,
а)..... t:::
= u :
.....'"
t;!i:<;i
"'8
:;;
'"
co:!C>I 6
gCQ......
f-'C'I
S t:
Зt;:g
А о!:::: <=>
;:<;
E a
с. ""
II!;(
g-з !t::
:s:.......:&ri
'"
;:<
::::t:O
t::t::""
Q)I
"'""
ai:f-o
"'''о
ПРОВОЛОl<а crvp eT одновременно с плаВI<НМн встав-
I<ами н освобо кдает указа r ЛЬ 7 который выталки-
вается вниз СЛLцt- альнои ПnУЖlIНОЙ
ПО'Iное обоз (а Iение 1 13с..рцсвоrо ТОКООI раt1ччиваю.
щеrо предщранителя ДЛЯ заlЦИТЫ трансфор 'аторов
СОСТоит из ОДИhнадu.ати зиаков I'апрнмер ['КТ 102 IO
4031 5 У3 БУI<ВЫ обозначают ПО Прt.до раннтель
кварцевыи для защиты силовых трансФ"р"аторов
(и JiИНИИ) цифра 1 наличие ударноrо \ тrоиства
JIerKoro типа (О отсутствие TaKoro YCTPO"CTBd) сле-
дующие две цифры характеризую" констр} I'T'IВHыe
особенности и rабаритные размеры HanpHvep если
третья цифра 1 или 2 то преДО рЗllИте% состоит ИЗ
одното патрона (на каждои фазе) если 3 то с(}-
стоит НЗ дВух жестко связанных между собой пат-
ронов если 4 из четырех попарно >hеСТIШ связан-
ных патронов Через дефис далее указывается номи-
Нальное напряжение в киловольтах (10 кВ) затем
номинальиый ток предо'(ранителя равный номиналь
иому току п авкой вставки (40 А) и номинальный ток
отключения (lно. О 31 5 А ДЛЯ данноrо примера).
а также климатИЧес>.ое ИспоЛНение и катеrория разме
щения (та" же как для силовых трансформаторов.
буква У обозначает что аппарат предназначен для
YMepeHHoro КЛИмата а цифра 3 для Зdl<рЫТЫХ по-
мещений с естественнон вентиляциеи) Предохраии-
тели ПI\Т 101 нзrотавливаются для YMepeHHorO кли-
Мата таКЖе катсrории 1 т е для работы на открытом
воздухе остальнЫе то ыш для закрытых помеЩ6-
Иии с естеС7веНнои веН7иляциеи ОСНОВНЬ е техниче-
ские данные предохранителеи ПI\Т щшаедеНbl в ка-
талоrе «ЭлеКТРОТ ХI1]ша СССР» 02 50 02 82 (1983 У)
На рнс 8 б и в показаны вр "ято ,овые характери-
стики предохраните ,еи типа ПI\Т для "1асса HanplI'
ЖениЯ 10 кВ из этоrо кат. 10ra Ток соответстВУЮ,
щнн началу сп тОШНОИ ЧdСТИ Вре\lЯТOI очои "аракте-
рИС7ИКИ Называется МИНИ\IЭ ']ЬНЫМ ТО ОМ OTI\ 1Ю IСИНЯ
ЭТО означает что при тоуах 1\3 меl'ЬШИХ чем мини-
мальным ток отключения завод нзrОТОВИТС1Ь IIС та
раитирует rаШение эqсктричеСIШИ Д}' и ВОЗНАI(шей
ПоСте расплавлеиия плаВЮIХ вставок преДО РdНИТеля
Однако это не яв тяется большим недостаТI<ОМ если
иа питающей линиИ 10 кВ имеется }строиство АПВ
За время бестоковой паузы наступившеи после от-
КЛючения питающеи линии и до момеита ее повтор-
41
ното включения, элеl{трическая дута в предохрани-
телях потаснет, трансформатор отключится от питаю-
щей линии и ее АПВ будет успешным
Наряду с отечественнымн марцевыми предохра-
нителями типа ПI<Т Д1Я защиты трансформаторов
10 кВ MorYT использоваться предохранители зарубеж
БЫХ фирм, иапример тнпа НН юrОСJJаВСIЮТО предприя-
тия «Мехаиика» (изrотавливаются по лицензии ФРf),
типа HS серии 330 предприятня «Трансформаторен-
верк» имеии Карла Либкнехта в f ДР и др Характе-
ристики некоторых из них прнведеиы в работе [8]
Выбор плавкнх предохранителей для защиты
трансформаторов 10{O,4 кВ. Выбор номииальных иа-
ПРЯЖLНИЙ в этой кнпrе уже сделаи на стороие ВН
10 кВ, на стороие HH O,4 кВ Необходимо выбрать
.значения НОМИНЗJIьвоrо 'СоКа отключения /tlОМ о И но..
мииальноrо тока предохраиителя Для предохраиите-
лей типа ПI\Т иоминальный ток предохранителя равеи
1I0мииально\!у ТOI{y заменяемоrо элемента и в том
чис e плавкой встав"и При иеобходимости после вы-
бора этих номииальных токов производится проверка
селективиости работы заЩИТIIЫХ аппаратов, ПОСJJедо-
вательно ВключеНных в защищаемой электрической
сети
Выбор предохранителей по ИО'dннальному току QТ-
ключения произвОдится по выражеиию
J 1IObl о> 11{ max.
rде /1( max максимальное значение тока
месте установки предохранителя ( 2)
Предохранители ПКf 10 выпускаются с номиналь
IIЫМИ токами отк"ючения от 12,5 до 31,5 кА, что, как
правило, позволяет выполиить условие (13) Напри-
мер, траНСфОр'dатор 10/04 кВ, защищаемый предохра-
иителями типа ПКТ 103 1080 20У3, по этому условию
может быть практически всеrда включеН вблизи пн
тающей подстаиции с траисформатором 110/10 кВ
мощиостью ДО 40 МВ А включительно (/. та.
20 кА) ПредохраИllтеля типа ПН 2 рассчитаны иа
стклонение токов 1\3 не более 25 кА при напряженин
0,4 кВ Максимальное значение то"а при трехфазном
1(3 за наиболее мощным трансформаторо\! 10/0,4 кВ,
который еще, как праВИ,10, защнщается плавкими
предохранителя'dИ, т е мощиостью 0,63 МВ А, равно
16,5 кА (см табл 2), что меньше, чем 25 кА.
(13)
при 1(3 в
42
Рис 9 Рекомендуемые значения НОNП. ' ВН
Н8Льных ТОКОВ плавких предохраните.
.пей на сторонах ВН и НН понижающеro
трансформатора 1 О/О 4 кв орн ero ра
боте с поминальной наrрузкон Лр [НО,., пр J::..21 иD " тр
Номииальиый ток предохра 1
иителеи (плавких вставок) типа I.azp I"",rp
пкт и ПН 2 выбирается из усло-
БИЙ иесрабаТЫВdИИЯ при допу
стимых переrрузка,< траhсформа-
тора и при работе траисформа- НН
тора в режиме холостоrо хода
(отстройка от бросков тока иа-
маrиичиваиия, которые в тече
иие иебольшоrо промежутка времеии MOryT в ие-
сколько раз превосходить иомюraльиый ток траис-
форматора), а также из условии селективЧости
ПО отиошеиию к друrим защитиым аппаратам
И их между собой и из условия обеспечеиия ие-
обходимой чувствительиости к тока\! К3 в осиовиой
зоие и в зоиах дальиеrо резервироваиия На осиова-
иии миоrолетиеrо опыта обслуживания электроуста-
новок директивные материалы Минэнерrо СССР ре-
комеидуют выбнрать иом.уиальиые токн предохраии-
'reJIей (плавких вставок) следующими (рис 9)
l вом '" 21.0. тр вН (14)
иа стороие ВН,
\
иа стороие НН, при условии, что траисфор\!атор
работает без длительиых переrрузок В этих сл} чаях
предохраиители иа стороие НН защищают траисфор-
матор от персrрузок и резервируют защитиые аппа-
раты отходящих лииий НН при К3 в сети этоrо иа-
пряжерия Предохраиители иа стороие ВН защищают
траисформатор то%"О от К3 иа ero выводах ВН 11
частичио от виутрениих повреждений Реl,омеIlдуе-
мые зиачсиня номина %ных токов п.'авкн" предохра-
ннтелей (н их за\!шяемы" элементов) для защиты
трансформаторов 10;04 кВ прнведеиы в таб, 5 При
:выбранных по этой таблице номинальных токах обес-
печиваются все} словря выбора плавких предохрани-
телеЙ в том числе и селективность между предохра-
нителями пк.т 10 и ПН-2 при К3 иа шинах 0,4 кВ.
е
[нам 1=1'$ [ком тр нн
(15)
ТаБЛUlJа 5 Pef(nM('II.дYf'M e '1lачеНIIЯ f10МИI13ЛЬНЫХ ТОКОВ
плавких преДОАраНJf"елей (11 их 3d1МLняеМLlХ sлсментов)
для защиты трехфс\3НЫХ силовых трансформаторов 10/04 кВ
НОМ I Ib"blll 1'ОК А
МоЩНОСТЬ
S8щищае трансформатора пре.дохра.RRтеJlИ иа СТОРОНе
"00'0 иа с.. TOpOllC
трансфор
N&ropd I ... квl 10 кВ
МВ А 04 к8 IОКИ
I I 2 I .
0063 91 364 100 10 10 6
010 145 580 160 16 16 1!J
016 231 925 250 20 20 16
025 360 14,40 400 40 (31,5) 30 !!О
040 580 23,10 630 50 60 зо
063 910 3640 1000 30 75 40
Пр н м е ч а н и е 1 предо>"ран.итель тнпа ПКТ (СССР),
2 'Типа НН (СФРЮ преДПрИЯТИе «Механика:. nQ .лицензии
ФРI) 3 'Типа HS (rдр. предприятие «ТраНСФОРМ8торенверк»
JlмеJIИ I(арла ЛkбкВехта по реkомендацням предприятий Н31'0.
'lовителен)
ОБССfК'швастся селективиость и при установке BMe
сто 111 еD.о'ранителей ПН 2 аВТО\1атических выключа
тел j\ работ.ющих без зч\,сд 1СПИя При друrих соче-
таю я, защитных аппаратов трсбуется специальная
npo',cpl. сеlеl\ТИВIIOСТИ (С\1 д.qее)
До!' тр..1СфОР\1аторов, А lIIrельно работающихсдо-
ПУСТП\1ЫМН переrруз"а\1И (до I 8 IlOминалыюrо тока
трансформатора соrласно табл 1), НО\lинальиые токи
П,ЫВ1,Н" предохраиите..1СЙ (и пqав их вставок) иа сто-
роие 0,4 кВ должны выбираться по рекомсндациям
табл 6 в зависимости от действитс,lьиыx персrрузок
защищаемоrо траИСфОР\lатора Прн этом ". стороне
10 кВ этих траисформаторов не след) ет увсличивать
IЮ\1ииаЛЫIЫЙ то... предохраиителя ПКТ, поскольку это
у") дшает защиту траисформаторов при внутренних
повреждеииях и У1яжеляет условия обеспечения се-
JIеhТИВНОСТИ \lежду защитой питающей линии 10 кВ
11 предохраНlIте. Я\lИ на стороне 10 кВ отиосительно
мощных трансформаторов [8, 9] При выборе номи-
lIа 1ЬНЫХ токов для предохранителей 10 кВ по табл 5,
а для предохра.lИтелей 0,4 кВ ПО 1 абл 6 их селек
тивиая работа при 1<3 иа шинdх 0,4 кВ не обеспечи-
вается С ЭТИ\1 приходится мириться, но обязательно
след) ет проверить и обеспечить селективиость дей.
44
Таблица 6 Рекомендуемые 1начення номинальных ТОКОВ
п.павкнх 8С1 d80K предохрани rе.пей типа n н 2 для защиты
на стороне 0,4 кВ трансформаторов 10/0,4 кВ. для которых
допускается д.лительная переrрузка 11.0 180 % НОМИНd.1lЬНОi'i
МОЩности в соответствин с "абq 1 [БJ
'1.0ЩUОСТЬ а(ЦИща
woro трансформатора
МВ А
HOMI11 'I1bHblJl: ток А на стороне О 4- кВ
1'рансфорWатора
Dn.:Jiol(O t. flСТЗI!КИ
предо'Сра Illтепя ПН 2
0,063
010
О lб
025
040
063
91
145
231
зьо
580
910
115 (lБО)
100 (250)
d15 (400)
500 (БОО)
800
ствия предохранителей 10 B траисформатора и пре-
дохраиителе;, или автоматических выключателеil lIа
нан более мощных отходящнх лиииях 0,4 кВ
Проверка селективности. Селективность между
предо'\.ранителями иа сторонах 1 О и 0,4 кВ траисфОР-
матора (или на отходящих линиях 0,4 кВ) обеспечи-
вается, если время плавления предо раиителя 10 кВ
In..o при всех реальио возможиых токах 1(3 оказы-
вается больщс времеии плавлеиия предохраиителя
0,4 кВ In. О,"
t пл нJt пп О,.. k!jап
(16)
rде
k... k. /;.1.. 10 !;,I M О,,
(11
коэффициеит запаса, учиrывающий разбросы по
времеии времятоковых характеристик различных ти-
пов предохранителей, k" 1 5 ко dJфчциеl1Т падеж-
НостИ, Mn"O и l!.1"ло. разбросы по временн время-
токовых Аарвктернстик предохраl1нте,е1, установлен-
ных иа сторонах 10 н 0,4 кВ Д я отечествеииых
плавких IIредохранителей стандарт реrламеюирует
разброс по току не б"лре 20 % Разброс по вре"еин
прн токах 1(3, соответствующих времени плав пения
вставки более 1 с, достиrает 40 %, 110 при увеличеиии
тока 1(3 разброс по времеии умеиьшается Таки" об-
разом, для зтих предохраиителей значение КOJффи
цнеита запаса по выраже,НlЮ (11) COOтBerCTBYeт
k.. n 1,5.1,4.1,4 3 Если соrласоваине времятоко-
ВЫХ характеристик производнтся при значительных
45
нраТIIOСТЯХ TOI(a 1(3 по отношению н IlOмнналыlOМУ
TOI(Y предохранителя, дОпускается принимать kзаn
2,5, так как I'.t n . 1O прн I(ратностн TOI(a, например,
равиой 10, составляет не 40, а 25 "10. Прн ycTaHOBhe
на стороне 10 кВ плавких предохранителей типа HS
(rдр) следует учнтывать, что разброс по времени
у ЭТIIХ предохраннтелей составляет 50 "10 (по данным
преДПРIIЯТИЯ.llзrОТОВlIтеля) .
Время плавлеНllЯ tn.,O 11 t n . О.' В выражеНИII (16)
определяется по тнповым времятоковым характери-
СТИI(ам (рнс. 7,б н 8,б,в).
Если условие (16) не выполняется, то прн 1(3 на
шинах 0,4 кВ предохраннтелн 10 кВ MorYT сработать
раньше, чем предохраНlIтелн 0,4 кВ этоrо же траис-
форматора, но прн этом ДОПОЛlштельных отключеНIIЙ
потребнтелей не произойдет. Тоrда обязательно долж-
На быть обеспечена селективность предохр анителей
10 I(В трансформатора И защнтиых аппаратов, уста-
новленных на отходящих лнниях 0,4 кВ, для Toro что-
бы прн 1(3 на любой нз ЛllНий она отключалась быст-
рее, чем CMOryT сработать предохраНllтеЛII на стороне
10 I(В трансформатора и преl(ратить питание всех по-
требнтелей этой подстанцнн.
Проверка селективностн между предохранителями
на стороне 10 кВ и селективными автоматнческими
выключателями на стороне 0,4 кВ производитсн пу-
тем сравнення времятоковых защитных характернстик
Этнх аппаратов ( 5)
Селективность работы предохраннтелей на сто-
роне 10 кВ трансформатора н защнты питающей
.пинин. Это условие желательно обеспечить во всем
возможном диадазоие токов 1(3, в том числе и при
малЫх токах 1(3 внутри трансформатора. Однако это
праhТИЧескн невозможно, так как прн малых крат-
НОС1яХ TOI(a 1(3 по отношеНlIЮ к номинальному току
предохранителя ero плаВI(ая вставка расплавляется
медленно Например, прн кратности 4 время плавле-
ния ПI(Т составляет не меиее 2 с, а при кратностн
3 более 10 с Разумеется, невозможно устаиовить
таl(Не большне уставкн по времеин на защнтах ЛННlIЙ
10 I(В. Поэтому допускается обеспечивать селектив-
ность между защнтоЙ пнтающей лннин 10 I(В и п.пав-
ними предохраннтелямн 10 кв на подключеииых к
этой линин трансформаторах только прн TOllax, соот-
ветствующих двухфазному 1(3 на выводах 10 кВ каж,
46
6)
, t
'1
, I
II
, ,
\ \
\\
Л\< I
".....t... I [fC
ZJ:X2 l р ", А
Рис 10. Соrласованне uремятоковых харзктерИСТllК максимальной
ТОКОВОЙ .аs.ЩИТЫ (2) н ПЛЗВr\ИХ предохраНИТЕ1Jей ВН (1) при
1<3 Ка выводах ВИ трансформатора (точка 1(1) 1'IJH плавких
предохранителей НН (3 и 4) при 1(3 за траисформатором
(ТОЧКИ K:l К l( ): а поясняющая схема сети. 6 карта селек..
ТИВНОСТII
Aoro нз трансформаторов [9]. Ток дву"фазноrо 1<3
на выводах 10 кВ трансформатора (в первую оче-
peдь ""нболее мощноrо нз всех, подключенных к
защищаемой . инии) определяется в минимальном ре-
жиме питающей знерrоснстемы (точка 1(, на рис 10, а).
3а расчетное принимается значенне зтоrо тока, умень-
шеююе на 20 %, поскольку стандарт допускает
20 % ный разброс по току времятоковых характери-
стик отечествениыХ предохранителей выше 1000 В.
Такнм образом, расчетный ток определяется по вы-
ражению
Iр.сч 0.861 :)m.пкJI,2. (18)
rде J )mlnKI минимальное значение тока в защИ"
щаемой лннии 10 кВ (ВЛ 10 кВ на рнс. 10,a) при
трехфазном 1<3 в месте установки предохранителя
10 кВ (l на рис. 10, а), т. е. в точке 1(,.
Времятоковые характеристики предохранителя 1 и
релейной защиты П1lтающей лннии 2 (рис. 10, б)
должны быть подобраиы таким образом, чтобы при
токе lрасч, выбраниом по выражению (18), время t.ткя
срабатывания предохранителя 1 было бы меньше вре-
.мени срабатывания защиты линин 2:
t""",+M.;;;;t c ...
(19)
4fl
rде tоткл t nл + tr-op сумма вре'1ени nлаВ..'1еIiИЯ
плавкой вставки вредохраннтеля (определяется по
времятоковы'li характеристикам, например, на
рис 8,6,в) и времени rореиня :Jле"трическон дуrи до
момеита ее rашеиия в патроие предохраиитсля Пк..
3ависи,юсть времеllИ rореиия дyrи от кратности тока
для прсдохраните.си ПК приведена в работе [9].
Однако на ,1Ннипх 10 кВ, оборудованных, ка" правн-
ло, устройство_! АПВ, разрешается ие УЧllТывать
время rорения Эlектрической дуrи в патроне предо-
храиителя, поскольку дуrа noraCHeT Во время бесто-
Ковой паузы пос.lе отключсиия ,инии Ступснь селек-
ТИВности М в выражснни (19) прИннмается равиой
примерио 0,5 с
При токах 1(3, меllЬШ'IХ, чем lpae. По выраженню
(18), селективность между защиrой линии 2 и пре-
дохраиителе" I у'удшается и ,"ожет ВОвСе отсутство-
вать Например, при 1(3 за трансформаторо\! (точка
К. иа рис 10, а) вре\JЯ срабаТЫВdИИЯ защиты 2 11
предохранителя I примерно одинаково (рис 10,6),
а при еще меиьших зиачениях то'{а защнта линин 2
MO}J,eT иметь меньшее Время срабатывания, че" предо-
храиитель 1, и работать иеселекТIlВНО Для умеиьше-
инн числ(\ иеселек-rивных действиЙ з(\щиты ПИТ(\ЮЩей
лииии 10 кВ при повреждениях за траисформатором
рекомендуется соrласовать времято"овую характе-
ристику ее защиты 2 с вре\JЯТОКОВой характери-
СТНкой 3 плавкнх предохраllнтелей на стороие 0,4 кВ
3Toro же трансформатора или, по крайней мере, о
времятоковой характеристикой 4 предохранителей
нанболее мощной отходящей ЛИНии 0,4 кВ (штрихо-
вые характеристики 3 н 4 иа рис 10,6).
5. ЗАЩИТА ТРАНСФОРМАТОРОВ
НА СТОРОНЕ 0,4 кВ
АВТОМАТИЧЕСКИМИ ВОЗДУШНЫМИ
ВbJКЛЮЧА ТЕЛЯМИ
Назначение и осиовиые элементы автомаmческих
воздушных выключателей (автоматов). АВтомати-
ческне воздушные выключатели предl/азиачеиы для
автом(\тическоrо отключеиия э ']ектрических цепей до
1000 В при токах 1\3 и переrрузках, а также для от-
48
КЛЮчения и ВключениЯ токов иаrрузки оперативиым
персоналом I(po\le Toro, этн аппара1 ы широко ис-
ПОЛЬЗУЮ1СЯ Д.1Я выпОлнениЯ устроиства автомат",че-
cKoro ик ночения резерва ABP на двухтрансформа-
торных по ('танцняь. 11 иа р.асilредслителыlхx ЩН'I8Х с
дВумя ВВОlJ.а'ш, rде схсма ЛВР дает команду на от-
КЛючение рабочеrо и вк lючеlше ееkЦИОllllOrо или дру-
roro резервпоro автомаТlIческоrо выключателя) нор..
мапьнО нзходящеrОСЯ в отключенном положении
В каждом автомаrичсско" выключатеJ[е преду-
сматривается од ш иди HeCl(OJТЬKO так называемых
р а с цеп и т е л е й устро"ств, воздеиствующнх на
ero отключение или ВКJlючение По принципу дейст-
вия, способу ВblяБ.,1ениЯ аварийноЙ ситуации и назна..
Че/ШЮ раЗличают расцепители электромаrнитиые, теп-
повые, ПОЛУПрОВодниковые, минимальиоro напряже-
ния, I езаВИСИ\1ые и др
ЭлеhТРОАla2Нllтные расцеnuтелu используются дли
ОТК.lючеlШЯ автомата при I(З и представляют собой
МЗКСНh"а..1Ыlые токовые эпектромаrннтнь-е первичиы:е
реле ПрЯ'\tоrо действия. которые ВК'IючаюТСЯ в каж..
дую нз трех фаз защищаемоro элемента Электроыаr-
нитные расцепители MorYT осуществлять \1rнOBeI1HOe
отключение аВТО"I8ТЗ (е!о тоrда назыВаюТ иеселек"
ТИВНbl'l<) или деllствовать l1а встроениый opraH вы-
держки времен"" IЮТОрЫЙ создает за\!едлеl1ие в от-
ключел:ии 8BTO\1ara па 0,25, или 0,4, или 0,6 с, такие
аВТО\lзrы назыВаются селективны\ш и ИСПОlЬ3УЮТСЯ
В элеКТРОустановках до 1000 В, rде после J.овательио
может быть вк..']ючеио иеСI{ОДЬкО учаСТhОВ, защищае
мых аВТОl\JаПJtIССКИ\Ш Выl(дючателя'\il.И Таким обрз..
зом, время ср батывания самосо электрО\1аПlИТНОro
рзсцспителя не зависит от ТОКа и по Зllз..l0rии с MrH(}oo
ВеИIIО деЙствующей ре ейиой защнтой лектро"аrнит,
ный расцеШIТС% иазывают также отсе'IКОЙ OCIIOBHbl"
назначение'l отсечки является ОТкЛЮЧСНllе \1еждуфаз-
ных 1(1, но в ответственных э.1еК1 рО) С1 ановка" стре-
мятся обеспечить быстрое отк.пючеllие также и одно-
фазных I(З иа землю, что может дОСТllrатъся путе..
увепн'!еЮIЯ токов при этом виде I(З (1lапримср, уста-
новкой траисформаторов сО схемой соединения об-
моток l1/v или у/у, см. 3), а таКЖе ИСrIOЛь30-
ванием специальных расцепителей или реле в нулевом
Проводе, К010рые ..orYT быть иастроеиЫ На знаqи-
49
тельно меиьшие токи срабатываиия, чем электромаr-
Нитные расцеl1Ители.
На трансформаторах с выключателями на стороне
10 кВ, тде все устройства ре.1еиной защиты МOI ут
воздеЙствовать на отключеНlIе также и авто.матиче.
cKoro ВЫКЛЮЧателя 0,4 кВ ( 8, рис. 19), электромаr-
НЯТные расцепителн не ИСПОJlhЗУlOТСЯ. а аВТоМаТ oт
КЛЮчается с ПОМОЩЬЮ незаВИсИмоrо расцепl1.теля
(электромаrннта отклю'.е"ня)
Незавuсuмыu расцепuтель предиазначается rлав-
НЫМ образом ДЛЯ ДистаНЦИОIIноrо отключения aBTO
Мата. Катушка этоrо расцеПН1еJIЯ рассчитана иа Н<>-
минальное напряжение перемеНllоrо и.пи ПОСТОЯННОЮ
oncpaTHBHoro тока, ПрННЯтоrо на защищаемой по.д...
станции. Незавнсимый расцепите,,'Ih ИСl1о..1ьзуеlСЯ на
подстанциях, rде со сrороиЫ 10 кВ траИСфОР\lатор
ааЩИщается пЛавкнмп предохраиителями (рис. 11, а),
для ОТI\ЛючеI1НЯ автоматическоrо вЫКлЮЧателя 0.4 кВ
от дополннте '1ЬНЫХ устройств редейной защиты: ra
аовои rз (ее.1И нмеетея rазовое ре,те, 10) и спе-
цна..'lЬИОЙ ТОКОВОЙ защиты НУollевой последовательно...
сти СТЗНП на стороне 0,4 кВ ( 9).
Независнмые раецепнтелн используются И при ВЫ-
Полнеиии на двухтрансформаторной подстанЦlШ
устройстВа ЛВР (рис. 11, б), которое при длнтельном
исчезновенин напряжения на источнике А (нлн Б) от-
КЛЮчает аВТQматический выклЮчатель АВ. (нли АВ.)
И затем включает секциоННЫЙ aBTQMaT АВС.
) t A Б
71 ь. 72 6
ABI ABr) -
АВС
Рис. 11. Схемы 'I'рансформзторных подстанций ]0/0,4 КР, lIа
которых используются аВТОМ.2Тllческие воздушные ВЫКJIюt.Цiте.rIи
(автом31ы) АВ с неэаВИСИМЫ\1: расцепителем ИР. а......однотранс..
Форматорная, б двухтрзнсформаrорная ПDдстанцн.я с устрой.
СТВОм аВТQМ8тическоrо В:: оЧ::;: l;ёрва АБР йа секцнонном
.
Б автоматнческнх выключателях мотут устанавля-
ваться также тепловые нл,) полупроводннковые рас-
цепнтелн, нмеющие обратио зависимую от тока ха-
рактеристику выдержки времени и предназначениые
для защиты электрооборудоваиия от токов переrруз-
ки н удалениых кз.
Тепловой расчеnитель представляет собой бнме-
таллнческую nластнну, т. е. пластину нз двух метал-
пов с разнымн температурными коэффнцнентами рас-
ширеиия. При наrреваиии такая пластииа нзтибаетсll
н своим свободным (иезакреплеиным) КОицом воз-
действует иа мехаиизм свободното расцепления авто-
матическоrо выключателя, вызывая ero отключение,
Зависнмость времен н срабатывания теnловото расце-
пителя от проходящето через защищаемую цепь
электрическото тока имеет примерио такой же вид, что
н времятоковые характеристики плавких предохрани-
телей (рис. 7,б н 8,б,в). Тепловой расцепительрассчи-
тан иа прохождение тока, равното ero иомннальиому
току [НОМ.. в теченне сколько yrодио большото време-
ии. Расцепитель срабатывает, если ток в защищаемой
цепи превышает ero номннальное значение на 20
35 %, ио при этом время срабатываиия очеиь велико
(минуты), что н является первым прииципиальным
недостатком тепловото р асцепнтеля. Друrим недостат-
ком является большое влияние измеиеиия темпера-
туры окружающей среды на ТОЧllОСТЬ работы теnло-
Boro расцепителя по току н по времени. Из за этнх
недостатков тепловые расuепители, как правило, HC
пользуются совместно с электромаrиитиыми. Такие
расцепители наЗЫваются комбинированными. Б со-
времениых выключателях (серии А.3700, БА) уста-
навливаются реryлируемые полупроводниковые ком-
бииированные расцепнтели, которые имеют обратно
завнсимую от тока времятоковую характернстику
для защиты от переrрузки и быстродействующую за-
щиту (отсечку) от токов КЗ, причем для быстрото И
наде>киоrо отключеиия однофазиых КЗ в выключа-
теле серни БА ИМеется специальный блок, реаrирую.
щнй на тоК в нулевом проводе и настранваемый на
иомниальный ток расцепителя, т. е. значительно бо-
пее чувствительный, чем фазные расцепители.
Условные обозиачения автоматических выКлюча+
телей начииаются с букв А (автомат) илн БА (вы-
IO.1ючатель автоматический). Далее ряд букв и цнфр
61
сообщают о ero КОНСТРУI(ТИВНОМ IJсполненнн Напри-
мер, оуква С IIOKa..iblBdeT, что ВЬШЛЮЧd rель сеJIектив.
ньш (имеется pery lируемая выдер1КК" времен н)
Выбор автомаТИ'lеских выключателей 1\ак ком-
МУТаЦНОННЫЙ dппарат, предназначенныи для отклю-
чеиия токов 1\3 автоматический выключатель выби-
рается по маl(СИМd н ному знаЧLНИЮ тока 1\3 в месте
ero установки, т е при метаЛЛИческом трехфазном
К3 В связи с малои веРОЯIIIОСТЬЮ метаЛ,lических
К3 ( 8) при выборе автоматов ОТХОДЯЩIlХ лнний
0,4 кВ в ряде случаев учитывается меньшее значеНИе
тока 1\3 ЧLрез переходное сопротивление до 15 мОм
Но для вводных и сеlЩИОНИыХ автомаrических вы-
К,lючателей трансформаториых подстаllЦllЙ (рис 11)
такое допущеиие ие прииимается, и их коммутацион
нан способиость, электродина,шческая И тер""ческая
СТОИКОСТЬ должны соответствовать максима lblIOMY
току 1\3 1\ак защитныи аппарат аВтомаТИчески и вы
КЛlOчатсль не должен сраба1ывать при номина lbHbIX
токах и допусrимых переrрузках, должен селективно
н с достаточнои ЧУВСТEsитеJIЬНОСТЬЮ отключать Все
ВИДЫ 1\3, прнчем с минимальным времеием При ие
допустимых переrрvзках защищаемоrо элемеита аВто-
мат должен ОТК1]ючаться раньше, чем произоидет по..
вреждение ващищаемоrо элемента
Условия и при"еры выбора автоматическн'! вы-
ключателей до 1000 В рассмотрены в работе (7) На
стандарсных подстанциях 10/04 кВ с трансформато-
рами мощностью О 25, 04 IJ О 63 МВ А rде автомати-
ческие выключаТС..IИ используЮТСЯ K8I{ коммутацион
иыe н защитные аппараты llРИМСНЛЮТСЯ следующие
Q'ипы аВТОМаТОВ На одиоrрансформаторных под
сrанциях на вводе 0,4 I(В MorYT устаНdвлнваться авто
маты серии А 3100 или А 3700 (aB10\raTbI сеРИIJ А 3100
сейчас не выпускаются) L комбинированны""и расцепи
теля"и ЭлеКТрОМ2I нитные расцепители срабатывают
с временем около 0,1 с На двухтраhсформаторных
подстанциях (рис 11,6) на вводах трансфор'Иато-
ров н на сеlЩИОИНОМ выключателе АВС УСlанавли-
ваются селективные автоматы серии АВМ, «Э"сктрои»
Или ВА
но\1иналыtйй ТОК аВТQ\1атическоrо выключателя
выбирается по номинальному току ващищаемоrо
трансформатора с учетом ero допустимой длительной
переrрузки при отключении одиоrо из двух трансфор-
52
В) пкт 10 пкт 10 }c t
80А 80А
Т/63 МВ А Т 2
ABI О 4 t АВ , АВ" 1-,16 кА
......\ . .... 'O.A
Ц21 с A ;J : с AB . .1 1
I"rllшr.J ICA
/(2 l«,тaz
Рис 12 Схема дu}хтрансфорМ3ТОРНQН подетанцни 10/04 кВ (aJ
1'1 карта селективности (6) с времятоковыми характернстнками
плавких предохраНIПС'lей ВН типа ПКТ 10 и автоматических вы
RЛJочателей 04 уВ (АВ, АВ,)
Ав,(АВ2}
маторов и ВI<лючеlllШ сеl<циоиноrо автомата Напри
мер, иа типовон ПО;J.Lтанции с ДВ} "Я траисформато
рами мощиосrью 025 \IВ А I<аждыи (2Х250 I<В А)
Moryr быть усrЗIIОЕ IOllbJ автонатичесhие выключатели
типd АВ \1 10C с 1I0\НlHd 1blIbl\l ТОIЮ I 600 А (при но-
Мииа %110" TOhe трансфор\ldтора 360 \) На по;ктан
ции мощностыо 2 Х 400 I<В А ,\ВII1 10С с IIоминаль
ным 10КОМ 800 А (прн IlOмниа I IIO\I TOl<e трансфор-
матора 580 А) На ПО'l.СТdНЦИИ "ощ остью 2 Х
Х6ЗО кВ А АВЧ15С t ио\шна1ЬнЫМ током 1200
или 1500 А (при ИО\lииа 1ЬНО" токе трансфор...атора
910 А) Номинальные TOl<" тепловоrо расцепнтеля
(защита от переrРУЗl<И) И"еIOТ ЗllачеllНЯ, ПРН\lерно
равные номниа 1ЬНОМУ TOl<Y aBTO\laTa К:ратиость TOl<a
сраба rыва,, я незавнснм"rо расцепнте 1Я (эоео<тро-
маrннтиоrо), осущеСТВ ЯlOщеrо защиту траисформа
тора от К:З выбирается IIЗ условия нссрабатывания
автомата пр" тоl<ах самозапуска иаrрузкн не мень-
Ши чем 7 10 от 1I0\шиаЛьИоrо Т01<а тепловоrо pac
цепптеlЯ
Э'Сl<тромаrиитиыи иои ему подобиый П01УПРОВОД
ИИКОЕЫИ lIеззвисимыи рас целитель должеи надежно,
с достаточиои чувствитеоыlOСТЬЮ реаrировать Ila все
ВИД,I К:З иа ш шах осиовноrо щнта О 4 кВ подстаи
цнн (точка /(, на рнс 12, а), а также на вторнчных
сборках с целью дальнеrо резервирования К:З (то1fКИ
53
К. и К.у. Кратность тока К3 (илн коэффнцнент чув-
ствительностн) должна быть обеспечена примерно
равной 1,5 при междуфаэных К3 в основной зоне,
не менее 1,3 при однофазных К3 на землю в основ-
ной зоие н около 1,2 в зоне резсрвпрования при
всех видах К3.
При наличии в автомаТе дополнительно к электро
маrнитиому расцепителю встроешюй защиты от пере-
rрузки (тепловой расцепитель) ее необходимая чув-
ствительность к однофазным К3 на землю опреде
JIЯется краТНОСТЬЮ J превышающеЙ 3 по отношению
К току срабатывання [1]. Но прн таких кратпостях
тока время действия защнты от переrруэки состав-
ляет несколько секунд н даже десятков секунд, что
Может привести к опасным последствиям. Именно
поэтому защИТа от переrруэки не может считаться
эффективной защитой от К3.
ЭлектромаrнитиыЙ расцепитель (отсечка) в авто-
матических выключателях серий АВМ, «Электрон»,
БА и им подобных воздеЙствует на встроеииый эле-
мент выдерЖКН времеии. СелекТlIВИОСТЬ действия
автоматических выключателей при больших значениях
токов К3 достиrается выбором разных выдержек
времеии (уставок) у отсечек последовательно вклю-
ченных автоматов. Например, у автоматических БЫ
ключателей АВ. и АВ., установ."енпых иа вводах
трансформаторов Т. и Т. (рис. 12, а), выдержка вре.
мени (уставка) принята равной 0,4 с, у секциониоrо
автомата АВз 0,25 с, у автоматов АВ, и AB5 0,1 с.
'Однако при мЭ!{снмальном значении тока металличе..
CKoro трехфазноrо К3 на шинах rлавноrо щпта (точ-
Ка К" 16 кА) предохранители ПКТ-I0 с НОМИна.1ЬНЫМ
током 80 А (табл. 5) MorYT сработать иеселективио
с временем около 0,2 с, т. е. быстрее, чем отсечки у
вводноrо и сеКЦИОНI-Iоrо автоматических ВЫКЛЮЧаТе
ЛеЙ. Но, как уже отмечалось, металлические К3 в
электроустановках напряжением 0,4 кВ происходят
крайие редко, так каК даже при оставлениых ошибочно
перемычках (закоротках) между фазами электро-
дИнамнческие силы, пропорцнональные квадрату зиа-
чения ТОКа К3, раздвиrают, разрывают этн "еталли-
чеСкие перемычки (эакоротки) и К3 пер сходит в ду-
rOBoe, при котором значение тока К3 оrраничивается
сопротивлеинем электрнческой дуrи (!i 3). При токе
I<З, рассчитаином для той же точки Kl С учетом со.
М
противления электрической дуrи 15 м{J,! и с учетом
сопротивления Пllтающей 9HeprOCHCTeMbl (хс =::= О,lхтр
по табл. 4) н равном 10 кА, время срабатывания тех
же предохраните.чей ПКТ-IО состав.чяет около 1 с, что
обеспечивает се.!'JеКТИВIlОСТЬ между всеми защитными
аппаратами (рис. 12,6).
6. РЕЛЕI1НАЯ ЗАЩИfА fРАНСФОРМАТОРОВ
Типы устройств релейной защиты трансформато'
ров. Для защИТЫ понижающих трансформаторов
мощностью 1 МВ. А и более от поврежденнй Иве-
нормальиых режимов (!! 2) предусматриваются сле-
дующие основные типы релейной защиты [1, 3, 10).
1. Продо.чьная днфференциальная защита от 1<3
всех видов в обмотках и на ИХ выводах; примеияется
на трансформаторах иачиная с мощностн 6,3 МВ.А,
ио может устанавливаться и на трансформаторах
меньшей мощности (но не менее I МВ-А).
2. Токовая отсечка без выдержки времени от.
1(3 всех видов на выводах трансформатора со сто-
роны пнтання; применяется на трансформаторах, НВ
оборудованных продольной дифференциальной за-
Щнтой.
3. rазовая защита от всех видов повреждений
виутри бака (кожуха) трансформатора, сопровождаю-
щихся выделением таза из трансформаторноrо масла,
а также от понижения уровия масла в баке; в соот-
ветствни с rOCT 11677 85 rазовое реле устанавли-
Вается на всех МасЛяных трансформаторах с расшн-
рителем наЧИli8Я с мощИОСТИ I МВ.А, в связи с чем
для таких трансформаторов должны быть выполнены
и электрическне цепи rазовоЙ защиты. Для сухих
трансформаторов выполняется манометрическая за-
щита (!! 2).
4. МаКС>Iмальная токовая защита со стороны пи-
тания от I<З всех видов на выводах н виутри транс-
форматора, а также от внешних 1(3, т. е. поврежденнй
на шинах щита НН и на отходящнх линиях НН (на
случай откаЗа Их собственных защиТНЫХ и коммута-
цнонных аппаратов).
5. Специа.чьная токовая защита нулевой последо-
Вательности от I(З на землю в сеТИ НН, работаю-
щей с тлухозаземлеинои иейтралью.
65
6 Спеuиальная резервная максимальиая токовая
защита от междуфазных КЗ в сети НН (при недо-
статочной Ч} ВLтвительностн к 1(3 в зонах дальнеrо
резеовнроваЮIЯ маКСИМdJlЬИОЙ токовой защиrы по
п 4)
7 МаКСИМdЛЬНdЯ ТОКОВdЯ защита в одной фазе
от cBepXloKoB обусломенных переrрузкой. устанав
.1НВdется I[а трансформаторах начНнаЯ с мощностн
О 4 мв А, у "оторых вОЗМОЖнО возчикновеllие пере-
rРУЗКII после ОТКЛЮ'lеиня паралле,1ЬНО работающеrо
траllСфОР\lатора ИJIII подключения дополннтельной
наrрузки в результате действия сетевссо или меСllIОСО
устронства АВР
8 Защнта (сиrнализация) от однофазпых замыка-
ннЙ на землю в обмотке или на выводах rpансформа-
тора, а также на питающей лииии 10 кВ
Основные защиты диффереициальная rазовая,
токовые максимаJIьные заЩИfЫ и в тОМ числе отсечка.
деисrвуют на отключение трансформатора как со сто
роны высшеrо lIапряжения (ВЫКЛЮ'lателем), так и со
стороны IIнзшеrо напряжения (автоматом) Зdщнта
от переrрузки может действовать на сиrнал, на раз-
rpузку, а в некоторых случаю, на иеобслуживаемых
подстапциях на откqючеlIllе трансформатора На
рис 13 показаны об\1ОТКИ токовых реос всех перечис-
леllИоIХ защит, кроме дифференциальной, а также
ус !ОВнО rазовая защита 3 и цепи сиrнализации
однофазиых замыканий иа землю в сети 10 кВ Днф-
ференци мьная защита рассматривается в 11 Как
видно из рис 13, на ПОllижающнх траНСфОр'VIаторах
устанавливается пеСI\О lbKO типов защит, дополняю
щих и резервиру.оЩIIХ дpyr друса Такое резеVВНDова-
ние наЗЫВdеrся 6 lU'УСНШI Наряду с ним защита по-
инжающнх траllСфОр\lаторов до.ожна ОСУЩCLтвqять
дальнее р('зеРВИРОВ lIие, т е с достаточной Ч}ВСТБИ
тельностью дейст З0ва 1 ь при всех вндах КЗ на эле-
ментаХ сеIlI НН нр" ОТКdзе их собствепиых защит
и ои КО\1\1утацнонпых dппаратов Несмотря lIа то, что
«Правила» (1) а иекоторых случаях разрешают не
резервнровать уда qениые КЗ, в пас 1едние соды мио
rие проектиые и экспл} атацнонные орrаlIизации стре-
МЯТСЯ к досrнжеии..о ПО'llюцениоrо дальнеrо реаерви"
рования Еще более СЛОАШЫМ окаЗЫВается выполне-
ние дальиеrо резервнрования защитами питающих
лииий 1 О кВ иеотключившихся I(З за траИСфОР>.lато-
56
тш
r "
I Т I
" .>
3ТТ
6
_"' '"
I
I I
I
L.........
ДВ\
.......L O ,4 кВ
Рис ]3 Типы и реле защит траllсформаторов 10/04 кВ (обозна..
чения "рnведены в тексте)
рами 10 кВ, особенио небольшой мощности, а следо
вателъно, с большим сопротивленнем Очень миоrие
трансформаторы 10 кВ не обеспечены дальним резер
вирование" и поэтому особеино важио обеспечить
надежное функционирование их собствениых защит-
liЫХ н коммутационных аппаратов и и" взаимное ре-
зервирова"и
Функциональные схемы релейной защиты траис-
форматоров 10 кВ Релейная защита трансформато-
ров Может БЫIlО",IIIЯТЬСЯ с помощью БТОРИЧИЬТХ реле
пря"оrо или косвеНlюrо действия Вторичными назы-
ваются реле, включенные через измерителыiеe транс-
'Рорматоры тока и иапряжеиия
Ре e Ilрямоrо действия ВЫПОлиЯют фУ"КЦИИ изме-
рительноrо opraHa тока (наприжения) и одновремен-
HO электромаrнита отключеиия выключателя (ЭО).
В иашей стране выпускаюrся вторичиые токовые реле
57
б)
30
Рис 14. Функциональные cxe\:lbl релейной защиrы понижающеrо
'lрансформатора с. реле ПрЯмоrо (а) н KOC8eHHoro (6) дейсn3ия
прямоrо действия MrHOBeHHbIe (РТМ) и с выдержкой
времени (РТВ). Они используются для защиты поии-
жающих трансформаторов С высшим напряжением 6
н 10 кВ, имеющнх на стороне ВН выключатель В не-
которых случаях с помощью реле прямоrо деиствия
осуществляется защита траисформаторов 35 кВ, так-
же при иаличии выключателя иа стороне ВН.
Токовые реле прямоrо действия используЮтся для
выполнения ТОКОВОй отсеч.Ки и максимальной ТОКОВОЙ
защнты (без пусковоrо орrаиа напряжения) на траис-
форматорах мощностью, как правнло, не более
1,6 МВ.А. Это объясияется тем, что реле прямоrо
действия Менее точ.ные, чем реле KOCBelllIoro действия,
ИМеют меньший коэффициеит возврата н, следова-
тельно, защнта с реле прямоrо действия получается
менее чувствительной ( 8). Функциональная схема
защиты с реле прямоrо действия очень проста
(рис 14,а).
Для защнты более мощиых трансформаторов
10/0,4 кВ, 10/6 кВ, 10/10 кВ ( 1) используются реле
косвеююzо действия. Релейиая защита на этих реле
Имеет значительно более сложную функциональную
схему (рис. 14, б). Измерительная часть защнты со-
стоит из измерительных opraHoB (реле), которые не"
58
п}
xoд
=tf=rB
6) r N
Вх08 ............./ &IX'.
В)
л
Вхоа &ixqg
Вх08 BI<XO<1
т
т
Рис. 15. Примеры выполнено,," лоrllческих операциЙ с помощью
КOJIтакrlШX схем u YCJIOBHble обозначении операциА
npepblBHO получают информацию о состоянии защи.
щае\lоrо объекта от трансформаторов тока ТТ и
трансформаторов напряжения ТН. Korдa измеряемая
величина (ток, напряжение) ДОстнrнет заранее за-
данноrо значення, называемоrо параметром срабаты-
вания или устав кой, ИЗ\lерительный opraH сра6аты-
ыет и подает сиrнал на лоrическую часть защиты.
ЛОrическая часть релейной защиты предназначена
для ВЫПОШlения лоrическнх операцнй С,10жения,
умножения, отрнцания и задержки
Лоrическая операция сложения осуществ"яется
элементом «ИЛИ» н соответствует пара.",е.1ЬНОМУ
соединению за'liыкающих Iюнтактов дву>, и"и трех
реле (рис 15,а). Эта операция осущеСтВ,lяется, на-
пример, в схемах максимальных и дифференцнальных
токовых защит трансформаторов, в которы" для от.
ключения трансформатора достаточно срабатываиия
.nишь одноrо из токовых реле: А, и.чи В, и.... С
ЛоrичеСI{ая опер ация УАtножения осуществ.чястCII
.nоrическим Э.lе'JСНТО'li «Н» и соответствует последо.
вательпому соедииеl1ИЮ замыкающих контактоВ
(рис 15, б) Такая операцня используется, наПРИ\lер,
В схеме 'liаксима lbHOIl токовоЙ защиты Т С пусковыII
opraHoM иапряжеШIЯ Н Для отключения трансфор-
матора необходи\1O одновремеНllOе срабатывапие и
TOKoBoro opraHa Т, н opraHa напряжения Н.
Лоrическая операция отрицания «НЕ» выполня-
ется в тех случаях, коrда иеобходимо запретить дейст-
69
вие какоrо либо одноrо устройства при срабатыва
нии upyroro. Например, запретить автоматическое
повторное включение (АПВ) трансформатора при
срабатывании защит от внутренних повреждепий
rазовой и дифференциальноЙ. Эта операция осущест
вляется с помощью промежуточиоrо реле П, размы
J<ающий коитаит KOToporo ВКЛЮЧается в БЫХОд.иую
цепь запрещаемоrо устройства защиты lIJIи aBТOMa
тики (рис. 15, в).
Лоrические операции задержки выполняются в ос-
новном с помощью различных opraHoB (реле) вре-
мени, а при небольших задержках с помощью спе-
циальных промеЛ\УТОЧИbJХ реле.
Лоrичсская чаС1Ь действует иа ОТКJlючение выклю.
чателей через исполнительный орrаи защ.иты в за
дачу Koroporo входит уси. е,!ие и раЗ'1ножение команд-
IfЫХ смrна:юв. ИСПО 1ните lЫIЫЙ opraH состоит из про
l\1Iежуточных ре.пе, КОНТЮ{ТЫ которых рассчитаны па
относите..1ыIo большие тоии, потреб.:JЯемые ЭО BЫ
КЛlочаrе.iJеJt. ИСПО.IIIите..I)ЬНЫЙ орrаи действует таким
образом, чтобы ОТК.1ЮЧИТЬ повреждениыЙ траllсформа-
'fOp сО всех сторон (рис. 14, б).
Сиrllальныи opraH защиты предназначен Д.1Я фик
сирования и СИf.tJализаЦI1И срабатывания отдельных
9'1e'\leHTOB н всей защиты в целом. По сиrналам этоrо
юрrана дежур'.ыи персонал узнает О повреждениях и
неНорма.%IIЫХ режимах на подстанции, а персоиал
службы ре. еиноЙ защиты а'l3лизирует действия за
щитных устрОйств.
Лоrическая часть, испо.1нпте.пыIlfII и Сllrнадьный
opraHbl защиты, а также Э.,1Сhrромаrниты управ.пения
КОмМутационных annapaToR ДО 1ЖНЫ ИМеть источник
питаиия, который бы обеспечивал их oпepaTUВHЫM TO
lWlIl. Ддя измерительной чаСПl 7 ВЫПО..'lнеIlНОЙ На полу.
ПРОВОДНИКОВЫХ элемеитах, также требуется ИСТОчиИк
питания (штриховая ЛИ,IИЯ на рис. 14, б).
Оперативиый ток. Оперативным Называется ток,
обеспечивающий работу ЛОrIIчеClЮЙ (иноrда и изме
рительиой) части ре 'lеI1JJОЙ защиты, ее ИСПОЛНИТeJIь
Iforo и сиrнальноrо opralloB, а таиже ЭJlектромаrнитов
управлеиия коммутациониых аппаратОВ (рнс. 14, б).
Очевпдно, Что надежное функционирование устрой-
ства релейной защиты в целом во MHoroM определя-
ется надежностью нсточников ПИтанИЯ и схемы опера..
тивноrо тока.
60
ИСТОЧНИКИ оперативноrо токи должТ1'" Rсеrла, в
JIюбых аВdрНИНЫХ режимах обеСlIt"Jина1Ь fdкие 3Ha
чении наllрижения и мощности, которые rарантируют
надежное деЙствне релейиой защиты и электромаrни-
тов упраВ.1СНIlЯ коммутационных аппаратов.
На ПО.1стаициях распределительных сетеи Moryт
примеииться следующие виды оператнвиоrо тока н нх
НСТО'IИИКН:
ПОСТОИlfныii аккумулиторные батарси;
перемrниый измерительные трансформаторы то-
ка ТТ и трансформаrоры иапряжении ТН, а также
трансформаторы собственных нужд ТС! 1;
выпри\!леlfНЫЙ блоки питания (токовые назы-
ваются БПТ, напряжения БПН, БПНС) и друтне
выпрямнтельные устройства;
ток разрида коиденсаторов предварнтельно аа-
ряжеиные коиденсаторы, собранные в блоки (БI<), w-
торые устанавливаются совместно с блоками для
заряда кондснсаторов (УЗ, БПЗ).
ИЗ всех пере'lИсленных ИСТОЧНикОВ оперативиоrо
тока самым надежным является аккумуЛЯТОрИаЯ ба-
тарея. Это аВтономный нсточник, обеспечивающнй ра-
боту устройств защиты, автоматики и управлеиия
даже при полном отключенни подстанцин от питаю-
щей электрической сети. I< сожалению, промышлен-
ность не выпускает достаточно надежиых, дешевых и
простых в обслуживании аккумуляторных батарей
для подстанций распределительных сетеЙ. Аккуму.1Я-
торные батареи устанавливаются только на электро-
стаициях и на крупиых раЙонных подстанциях, тде.
защиты всех элементов, и в том числе трансформа.
торов 10 и 6 ((В, выполняются иа постояииом опера.
тивном токе.
Источники nepeMeHHoro оперативноrо тока изме-
рительные трансформаторы тока и напря",ения ТТ и
ТН, а также rрансформаторы соБСТВСНlIЫХ нужд ТСН
мerYT обеснечить надежиое питанне устроЙств редей.
ной заЩИтbI толы\о прН их COBMeCTHO/j,t использовании.
Напрнмер, при б.1ИЗКИХ трехфазиых I<З не cMoryт
обеспечить заШ111У оперативиым током ТН н тсн,
так как в этих случаях происходит rлубокое, вплоть
до нуля, сиижение иапряжения на подстанции. Но
зато ТТ, через первичиую обмотку которых проходит
tльшой ТОк 1<3, мотут обеспечить работу и устройств
релейиой защнты, и электромаrиитов управления. Схе-
61
мы, в которых измерите.тьиые траИСфОр\lаторы тока
ИСПОЛЪЗУЮТСЯ также как ИСТОЧНИКИ оперативноrо тоиа,
называются схемамн с дешунтированием электро..аr-
витов управления (см далее) Еслн же повреждение
трансформатора не сопровождаеТсЯ БОЛЬШН 1I\ токами
к.з, как, например, прн витковом замьшанни в ОДНОЙ
ИЗ фаз ero обмотоJ{, или вообще не ПрОНС>'ОДИТ уве-
личения тока сверх нормзльноrо. например. при Уhоде
масла из бака трансформатора, то в качестве источ-
ииков оперативиоrо тока д_ я работы соотвеТСТВУЮЩl1Х
устройств защиты Moryт ИСПОЛЬЗОВаТЬСЯ ТН или ТСН.
По этому же принципу строится схема пнтаниЯ
устройств защиты выпрямленным оперативным током
Для защиты трансформаторов 10 кВ выпрямлеиный
ТОК прнменяется редко. Также редко используется на
подстанциях 10 кВ эиерrия предварительно заряжен-
ных конденсаторов, которая мо",ет обеспечнть ра-
боту устройств защиты и автоматики при полиоМ По-
rашеиии подстанции, например при отключении части
элеКТРОдВиrателей перед повторной подачей напря-
жеиия иа подстанцию, чтобы облеrчить пуск (само-
запуск) более ответственных электродвиrателей. При
необходимости отключения электродвиrателей 0,4 кВ
при поrашениях подстаицИЙ 10/0,4 кВ, как правило,
нспользуют механическую энерrию, запасенную в
предварительно сжатых пружинах привода маrниТНЫХ
пускателей или автоматических вьп<лючателей. ДЛя
освобождения пружины используются тю< иазывае-
мые нулевые расцепнтели, срабатывающие при исчез-
Иовении напряжения
Схемы с дешунтироваиием электромаrнитов от-
КлЮчеиНя (ЭО). Для выполнения защиты трансфор-
маторов JO (6) кВ, как и друrих элементов этоrо
[<ласса напряжеиия, широко используется прннцип
дешунтирования эа контактами специальных реле с
целью подключения эа к трансформаторам тока.
Принцип работы схемы с дешунтированием эа по-
[<азан на рис. 16 (условно только для одной фазы).
На рис. 16,а положение контактов дешунтирующеro
специальноrо реле Р показано при нормальном рабо-
чем режиме, [юrда по защищаемому элементу прохо-
днт рабочий ток l.аб. Электромаrнит эа шунтирован
размыкающим Контактом I специа.%ноrо реле Р. До-
полиительно цепь эа разомкнута замыкающим кон-
Та!<Том 2 этоrо же реле для TOro, чтобы на эа не
62
а)
[раб I
ЗО
4 .
! 1121(
"' ? .' .
Рис. 16 Прннцнп работы схемы с д.ешунтированнем злев:тромаr
HQTa отключения ЗА (ДЛЯ одной фазы) а положение контак.
Тое реле Р в Rор\tаЛЫI()j\1 режиме. б после сра6З"iЫВЗНИЯ реле
р при коротком замыкании
было подано наПРЯ1Кение и не создавалась возvож-
1IoCTb нзлншнеrо срабатывання ЭО прн нарушенни
цепи шунтнрующеrо коитакта 1. В ЭТО\! режнме вто--
ричиый ток 1 2Раб проходит только через реле Р
При возникиовении 1(3 иа защищае'IOМ э eMeHTe
(трансформаторе, ЛНlIНи) реле Р сраб<lтывает и пе-
реКJIючает СВОИ контакты 1 и 2 в поло.л\.ение, покэ.зан'"
ное на рнс. 16, б. Прн переключеlIНН снача. а за\1Ы-
каеТся контакт 2, а затем размыкается KoHTal<T 1 для
тoro, чтобы не создавался даже кратковременно
опасный режим работы трансформатора тока ТТ
с разомкнутой вторнчной оБМОТl<ОИ Прн замыкании
контакта 2 и размыкании контакта 1 электромаrни'l)
ЭО дешунтируется и по нему проходит тот же вто-
ричный ток 1(3 12', что и по катушке реле Р При-
меняемые схемы рассчитаны таким образом, что
мощиость, отдаваемая трансформатором тока ТТ.
достаточна для срабатывания стандартноrо ЭО вы-
ключателя 6 З5 кВ
В качестве ЭО выключате. ей используется либо
специальный электромаrнит для схем С дешунтиро-
Ваиием (ЭОтт, ТЭО) , либо токовое мrиовенное реле
прямоrо действия РТМ Наименьший ток срабатыва-
ння РТМ равен 5 А, ЭОтт и ТЭО 3 А
Для схем с дешунтированием ЭО применяют два
!rиnа CTaHдapТlIЫx электромеханических реле [11]:
6з
РТ 85, РТ 95 ИНДУКЦJIOШlые реле Iюсвеииоrо
действия, позволяющие ос}ществить простую двух-
С1упенчаrую защиту траИСфОР\lатора 10 кВ (ЛИrlИИ,
блока линия траисформ атор) , состоящую из теко-
вой отсечки MrHoBeHHoro действия и максимальной
токовой защиты с обратнозавнсимой от тока ВЫдерж-
кой времени (!i 7, 8),
РП 341 специальные промежуточные реле сО
встроеиным маломощным выпрямительным устрой-
ством, которые выполняют роль исполиительиоrо ор-
rаиа более с,тожиых защит, например максимальиой
токовой защиты траисформатора с иезависимой от
тока выдержкой времеии или днффереИЦIIа,тьной за-
щиты (!i 8)
Эп' реле имеют специальиые усиленные переклю-
чающие коитакты, способные переключиrь ток 1<3,
вторичное значеиие Koтeporo ие превышает 150 А при
условии, что полиое сопротивление дешуитируемых
ЭО ие превышает 4,5 Ом при теке 3,5 А и 1,50\1 при
:соке 50 А [11] Вторичиое значение тока 1<3 опреде.
пяется по выражеljИЮ {без учета поrрешиости траис-
форматоров тока}
12x I,.kf[lJnr "
(20)
[де 11. первичное максимальиое зиачеиие тока че-
рез защиту при 1<3 в месте ее устаиовкн, А, k 3,!
козффициент схемы, показывающий, во сколько раз
ток в реле превышает вторнчиый ток траисформа-
тора тока при трехфазиом 1<3 иа защищасмом эле-
},'сите (!i 7), n, т козффициеит траисформацин
траисформаторов тока
Для защиты траисформаторов 10 кВ, подключен-
ных вблизи крупных райоииых подстаиций 110/10 кВ.
условие 12& 150 А ие всеrда может быть выпол-
неио Действительио, при мощности трансформатора
110 кВ более 10 МВ А первичиые токи 1<3 иа шииах
10 кВ превышают 5 кА При использоваиии иа траис-
форматоре 10 кВ мощиостью 1 МВ А трансформато-
ров тока с n т т 100/5 н при k "1 1 (стандартиая
САема иеполиой звезды) вторичиое зиачеНИе тока 1<3
J 2к , вычислеииое по выражеиию (20), иамиоrо пре-
выСит допустимое 150 А Для умеиьшения значе-
ння тока 1.. МОЖИО было бы увеличить коэффициеИ"D
li4
трансформации nт Т, но прн этом следует предвари-
тельно убедиться в достаточно!! чувствительности
ие тоЛько реле защнты, ио н дешунтируемоrо
электромаrинта отключения ЭО при К3 в конце
защищаемой линии И в ЗОнах дальнеrо резервиро-
вания
На действующих трансформаторных подстанциях
10 кВ, тде в результате реконструкцни питающей
электрической сети мотут возрасти ТОкн К3 (нзпри-
мер, при замене на ближайшей питающей подстанцин
110 кВ трансформаторов мощностью 10 МВ А на
трансформаторы мощиостью 16 или 25 МВ А), сле-
дует оценить новое значение J' K с учетом токовой по-
rрешности трансформаторов тока [9, 12] Эта реко
мендация обосновывается тем, что уже при токе
1, к 150 А кратность тока К3 по отношеиию к стан
дартному вторичному номинальному току трансфор-
маторов ТОКа (5 А) составляет зо, а при такой боль-
шой кратности большннство трансформаторов тока
этоrо класса напряжения работает с повышенным на-
сыщением маrнитопровода и токовыми поrрешностя
ми более 10 % Решить вопрос о возможности остав-
лення в рзботе схемы с дешунтнрованием ЭО можио
путем вычисления уточненноrо значення вторичноrо
тока К3 J;K с учетом действнтельноrо значення токО-
вой поrрешности ТТ ( 8)
Возможность применения схем с дешунтированием
ЭО определяется не только условием 1. к ';;; 150 А, но
еще двумя следующимн требованнямн
после дешунтирования ЭО, несмотря на возмож-
ное снижение вторичноrо тока ТТ из за увеличени!t
нх токовой поrрешности, не должен произойтн воз
врат сработавшнх токоВых (промежуточных) реле.
дешунтнрующнх ЭО (рис 16,6),
должна быть обеспечеиа достаточная чувствитель-
ность ЭО после их дешунтирования, опять таки
С учетом TOro, что после дешунтироваНИ!t вторнчный
ток ТТ может значительно сннзитьс!t по сравненню
с режимом до дешунтировання ЭО
ДЛЯ оценки возможиостей выполнени!t этнХ требо
Ваний необходимо вычислить зна чеиие токовой по
rрешности трансформаторов тока ТТ после дешунти-
роваИИ!t ЭО ( 8)
3 м А Шабад
65
7. ТОКОВАЯ ОТСЕЧКА НА ТРАНСФОРМАТОРАХ
Приицип действия и область применения отсечки.
Токовой отсечкой называется быстродействующая
максимальная токовая защита с оrраииченной зоной
действия. В зону действня отсечКи иа понижающих
трансформаторах входит часть обмотки и выводы СО
стороиы ВН, rде включены реле отсечки ТО (рис. 17).
При 1(3 за траисформатором (точка К,) отсечка не
действует блаrодаря отстройке ее тока срабатывания
от максимвльноrо зиачеИИя тока при К3 в ЭТОй
точке Поэтому отсеЧКа не чувствует К3 таКЖе на
()тходящих лиииях НН (точка К2) и может выпол-
няться без выдержкИ временн.
Быстродействие является rлавным достоииствQ.М
()Тсечки. так как быстрое отключенИе умеиьшает раз
меры повреждения траисформатора, обеспечивает
продолжеиие иормальной работы электродвиrателeJ\
и друrой наrpузки. подключениых к тому же пита -
щему источнику (Т 2 , Ма, М 2 ). и, кроме тoro, позво-
ляет иметь небольшую выдержку времени на после-
<&"8
lM6
Рнс. 17, Схема ПОДстанции 10 кВ. поясняющая ЗОНЫ uесрабаты"
ваниа (ТОЧКИ KI И /(j) И срабатывания (/(j) ТОКОВОЙ отсечIOl то
на трансформаторе Т(
66
дующей максимальиой токовой защите питающеrо
траисформатора 110/10 кВ или питающей лииии
10 кВ (МТ3 иа рис. 17) При ИСПОЛЬЗоваИИИ COBpe
меииых электроиных реле времеии допускается YCTa
lIавливать выдержку времени иа последующей MaK
СИМаЛьиой токовой защите от 0,3 до 0,4 с. HeдocтaT
f{OM ТОКОВОЙ отсеЧКИ является оrраиичеиная ЗОНа
лействия, в связи с чем отсеЧка устанавливается как
дополиеиие к максимальиой токовой защите тpaHC
.срорматора (!i 8). При выполнении дифференциальиой
защиты траисформатора (!i 11) отсеЧКа не YCTaHaB
пИвается.
Схемы выполиения, типы реле и расчет тока cpa
обатывания. Правильиая (селективная) работа токо-
f\ОЙ отсечки обеспечивается выбором тока срабатыва
ния по условию
1 с. о kHI ) max ан'
(21)
f'де l ) т.ах 11М максимальное значение тока трехфаз-
'IOro К3 за траИсформатором, т е. вие зоны дем-
ствня отсечки, прнведенноrо к стороне ВН, [де YCTa
flовлена отсечка, А; k. коэффициеит надежности..
значения KOToporo зависят от типа применяемых то...
t(OBblX реле: 1,3 1,4 для реле типа PT 40 и при
мерно 1,6 для реле PT 80 (ИТ 80) и РТМ.
Ток [ )т.x.. определяется в точке К, (рис. 17)
npll макснмальном режиме питающей эиерrосистемы,
f{оrда ее сопротивлеине имеет мииимально возможиое
Значеине (!i 3). Прн выборе тока срабатывания от-
сечки по выражению (21) обеспечивается также ее
несрабатываиие (отстройка) при бросках тока Ha
маrиичиваиия, возиикающих при включеииях TpaHC
4j>opMaTopa под иапряжеиием со стороиы 10 кВ.
Ток срабатывания токовых реле отсечки (уставка)
()пределяется по выражению, общему для всех вто-
ричных токовых реле, т. е. реле, включенных через
трансформаторы тока:
[с p [c oM /n,.T' (22)
1'де [с о первичный ток срабатывания отсечкн, BЫ
бранный по условию (21); nт т коэффицнеит транс-
формации трансформаторов тока ТТ на стороне ВИ
транСформатора, k коэффнциент схемы при C!lM
метричном режиме, показЫвающий, во сколько раз
о)
')
I}
Рис [8. Схемы :ВК.J1Ю1Jения максимальных репе ТОКа ТОКОВОЙ or
сечки трансформаторов
ТОК В реле защиты (отсечки) больше, чем вторичиый
ток траисформаторов тока.
Для схемы соедииеЮIЯ трансформаторов тока в
неполную звезду kc. I для всех видов К3
(рис. 18, а). Для схемы соедииеиия траисформаторов
тока на разность токов двух фаз (рис. 18, б) пр"
симметричиом иаrрузочном режиме и при трехфазном
К3 k -./3, но для двухфазных К3 A B и B C
значеНlfе kcx 1 Из сравиения этих схем видно, что
при одинаковых значеииях [с о и п 7 . т ток срабатыва
иия (уставка) токовых реле в схеме рис. 18, б по ус-
./Iовию (22) получится в 1,73 раза больши'>!, чем для
с;:хемы рис 18, а. Это имеет большое значение при
ещенке чувствительности, которая осуществляется
е помощью так называемоrо коэффициента чувстви
теЛЬИосТJt:
k ч === 1 р. mтfJ с. р'
(23)
rде [Р. mfn минимальиое зиачение тока в реле пр"
металлическом двухфазном К3 на выводах ВН защи-
щаемоrо трансформатора (точка К на рис. 18), A
[с p TOK срабатывания реле (уставка), вычислеи-
Ifый по условию (22).
. 3начение k. по "Правилам» [1] должно быть
равио примерно 2.
Для схемы на рис. 18, а при всех вариантах
двухфазиоrо К3 и для схемы на рис. 18, б при К3
68
межДу фазами А и В, В и С kcx I и, следоваТeJ!ЬИО,
1 lf.J т'n ...rэ l ) т'.
p,т'. N,., 2n".' (24)
..де [(3)m минимальное значение первичното тока
при р фазиом 1(3 иа выводах ВН защищаемото
траисформатора, вычислеииое при иаибольшем co
противлении питающей системы
Но несмотря на то, что значения токов в реле от-
сечки при этих видах 1(3 для схем на рис. IВ, а и б
одинаковы, коэффициент чувствительиости суще-
ственно, в 1,73 раза, выше для схемы 18, а, так как
при ПРОЩIХ равиых условиях ток срабатываиия реле
этой схемы в 1,73 меиьше, чем у реле схемы 18,б.
Например, [с. о 1000 А; [ ) т'. 2500 А: n. t
100/5 20. По выражению (24) ток в реле при
двухфазных 1(3
...;з . 2500 10 ' А
Ip,ml. 8 .
Ток срабатываиия реле (уставки) для
рис. 18, а Iс р 1000.1/20 50 А, а для
рис 18, б [с р 1000.1,73/20 86,5 А,
1,73 раза ВЫШе.
1(0ЭФФИЦlfеит чувствительности, ВЫЩfсленный по
выражению (23), дли схемы на рис. 18, а k.
108/50 2.l6, а дли схемы на рис. 18,б kч
108/86,5 1,25, т. е в 1,73 раза меньше и, кроме
тото, значительно ниже, чем требуют «Правила»
{I]. Поэтому схема включеиия реле на разность TO
ков двух фаз (рис. 18,б) для защиты трансформато-
ров не прнмеииетси
Для стаидартной схемы соединеиия трансформа-
торов тока (неполная звезда рис. 18, а) с учетом
тото, что значения коэффициента схемы при всех ВИ
дах 1(3 равны 1, можио вычислить коэффицнент чув
ствительности по первичным токам
k. l ) mlJ J с. О.
схемы на
схемы на
т. е. в
(25)
Одн3IЮ это выражение справедливо лншь в тех
случаях, котда расчетнаи проверка трансформаторов
тока показывает, что их полная (и токовая) потреш
ность при токе 1(3. несколько превышающем первич
ный ток срабатывания отсечки, ие более 10 %. Если
же токовая поrрешиость оказывается более 10 %, что
выиужденио допускается, иапример, при использова
иии реле прямоrо действия (РТМ, РТВ), тО проверку
чувствительиости отсечки следует пронзводить по
выражению (23), для которото вторичиый ток /р mlD
должен ВЫЧИСЛЯТЬСЯ по выражению, анапоrичиом)'
(24), ио с учетом действительиоrо расчетиоrо зиач.,..
иия тоКовой поrрешиости В рассмотреииом выше
примере, при токовой поrрешиости траисформаторов
тока, иапример, равиой 30 %, коэффициент чувстви
тельиости уменьшнтся до 1,5, а прн 50 %-иой по-
rрешностн токовая отсечка может н не сработать
(см 8)
Для защнты трансформаторов 6 кВ со схемой со-
едннения обмоток 6./'f, устаиовлеиных для питання
электродвиrателей собственных нужд электростанцни.
предлаrалась схема защиты с тремя траисформато
рами тока, соедниениыми в треуroльник (рис 18, в).
В сельских н rОрОДСI<ИХ злектросетях, да и на элеК
тростанциях такая СХема Не нашла применеиия ИЗ за
иеобходимости установки третьеro траисформатора
тока и третьето реле, что делает ее дороже, чем сх.,..
ма на рис 18, а Однако в учебных целях разберем
особениости этой схемы (рис 18,в)
l(аждое нз трех реле I 3 включено иа разнос1ih
токов двух соответствующих трансформаторов тока.
Следовательно, при симметричиом режиме ток в каж-
дом реле в 1,73 раза больше вторичиоrо тока траис-
форматоров тока Поэтому для схемы соединення
трансформаторов тока в треуrольник коэффициент
схемы k 1,73 и, следовательно, ток срабатываиия
реле (уставка), вычисленный по выражению (22).
будет в 1,73 раза больше, чем при прочих равных
условиях для реле схемы иа рис 18, а Однако при
устаиовке трех токовых реле при любом из вариан-
тов двухфазноro 1(3 в одном из реле пройдет YДBoeH
ный ток двухфазиоrо 1(3 2/ ) И коэффициент чув-
ствительности окажется даже больше, чем для СХеМЫ
на рис 18, а, в 2/1,73 1,15 раза Но если устаио
вить только два реле, исключив, например, реле 2 на
рис 18, в, коэффициент чувствительиости снизится в.
2 раза нз-за тоro, что при одном из вариантов двух-
фазноrо 1(3 (В н С в да ином случае) удвоенный тщ{
пройдет по той цепн, в которой нет реле, а в ДBY
10
друrих реле проi!дет лишь однократный ток двухфаз
иоrо 1<3 Такнм образом, двухрелейная схема в этом
случае окажется значительно менее чувствительной"
Чем схема на рис 18, а, которая н приията за cтaH
дартиую
8. МАКСИМАЛЬНАЯ ТОКОВАЯ ЗАЩИТ А
Приицип действия и область применения. Макси
мальиая токовая защита срабатывает прн увеличеини
тока защнщаемоrо элемеита сверх установлеииоrо
тока срабатываиия (уставки) ПРII'/нИОЙ увелllче
иия тока траисформатора мшьет быrь н поврежде
иие самото траисформатора, и 1<3 иа шинах или на
ОТХОДЯЩИХ элементах НН, а такЖе С8мозаnуск nH
таемых электродвиrателей после кратковремеиною
перерыва питания или подключеиия к работающему
траисформатору дополиительной иаrрузки при сраба
тываиии устройства АВР Для предотвращения излнщ
иих срабатываний при токах переrрузки, вызванных
самозапуском электродвиrателей или подключением
дополнительной иаrрузки. мв ксимальная токовая
защита должиа иметь ток срабатываиия (уставку),
больший. чем максимально возможНый ток nepe
трузки А для предотвращения излишних (неселектив
иых) срабатываиий прн К3 иа отходящих элементах
НН максимальиая токовая защита трансформатора
должиа иметь ортан выдержки времени, замедляю
щий ее действие на время, необходимое для сраба
ТЫВ8иИЯ защиты nовреж.деииоrо отходящеrо эле...
мента Функциональная схема максимальной ТОКОВОЙ
защиты прнведеиа иа рис 19
Измерительная часть максимальной токовой за...
щиты трансформаторов 10 кВ состоит ИЗ двух или И3
трех максимальных реле тока Т (три реле YCTaHaB
ливаются для защиты трансформаторов со схемой co
едииеиия обмоток I'!.j'(- или У/М Реле тока включе
ны иа токи фаз А и С н на ток фазы В, проходищий
в обратном проводе схемы соединения траисформато
ров тока ТТ в иеполиую звезду (рис 19) Выходиое
действие реле тока осуществляется по схеме «ИЛИ ,
т е защита может действовать прн срабатыва
нин одиоrо, двух или трех реле В лоrической
частн должеи быть орrаи выдержки времеии В, поз
71
11
ОтКЛЮllение л,.
AB\
.....J......... O . 4KB
Рис. 19 Функциональнаи схема максиlЩЛЬНОИ токовой защ0:Ты.
трансформатора 10/0,4 кВ
воляющий установить время срабатываиия защиты
в пределах от 0,1 до 1,3 с Предусматриваются TaK
же сиrнальный ортан СО и исполнительный ортан
НО, распространяющий действие защиты на отклю-
чение трансформатора с двух сторои, Т е действую-
щий на отключение выключателя В на стороне 10 кВ
н автомата АВ на стороне 0,4 кВ На трансформато-
рах 10/6 кВ действие защиты распространяется на
отключение двух выключателей
Максимальная токовая защита обязательно уста-
навливается на всех трансформаторах, и в том числе
на всех трансформаторах 10 кВ, независимо от уста-
новки друrих защит (rазовой, дифференциальной или
отсечкн) Это объясняется тем, что максимальная
токовая защита защнщает не тоЛЬКо трансформатор,
но и шиНы НН, а также может резервировать 8а
щиты н выключатели на отходящих элементах НН,
т е осуществлять дальнее резервирование
При проектировании и обслуживании устройств
релейной защиты трансформаторов 10 кВ осуществ-
.пение полноценноrо дальнеrо резервирования встре-
чает большие трудности В сетях 0,4 кВ зто связано
дополнительно с тем, ЧТО не Всеrда учитывается боль
шая вероятность К3 через переходное сопротнвление
72
до 15 мам и существенное снижение при этом значе
ннй токов К3 Использование трансформаторов со
схемой соедииения обмоток '( /у. также сиимает зна-
чения токов К3 (при однофазных К3 на зеМЛЮ по
сравнению с трансформаторами со схемой !;.fy.)-
Иноrда длииа н сечеНИе отходящнх лнний 0,4 кВ вы
бираются без учета возможностей дальнеrо резерви
ровання при удаленных К3 Полноценное дальнее
резервнрование можно обеспечить только комплексом
мероприятий, в который входит выбор наиболее чув-
ствительной схемы максимальной токовой защиты,
правильный расчет ее тока срабатывания с учетом
реально возможных переrрузок, но без увеличения
тока срабатывания защиты, установка дополнитель
IIЫХ защнт спецнально для целей дальнеrо резервн-
рования прн наиболее частых вндах К3 В этот же
комплекс мероприятий должио входить рациональ;
ное размещение защнтных аппаратов в сети 0,4 кВ,
увелнченне сеченнй н уменьшение длины ЛИННЙ 0,4 кВ
F целью увеличения токов К3 до TaKoro уровия, при
котором сможет сработать резервирующая защнта
трансформатора 10/0,4 кВ
Схемы выпо.лнения макснма,льной ТОКОВОЙ защиты
траисформаторов 10 кВ. Схемы включения токовых
.реле максимальных ТОКОВЫХ защит выбираются Ta
ким образом, чтобы обеспечить наибольшую чувстви
. тельность защиты при всех вндах К3 на стороне НН
трансформатора Для трансформаторов 10 кВ тнпо-
вой схемой является двухфазная трехрелейная схема
(реле 1 3 на рис 20), предназначеиная для защитЫ
трансформаторов со схемами соединения обмоток
А/ у. 10/0.4 кВ и '( /'" 10/6 кВ Из рнс 2, д н z видно,
что прн двухфазном К3 за траисформатором "'/'r',
т е на стороне НН, на питающей стороне ВН в oд
НОЙ из фаз проходит ток К3, в два раза большнi\,
чем в друrих фазах По значению этот больший ток
равен току трехфазноrо К3 Установка трех реле та-
раитирует одинаковую чувствительность защиты при
Бсех видах междуфазных К3 Исключение одното из
реле, например реле 3, понизило бы чувствнтельность
.защиты к двухфазным К3 в 2 раза, что, конечио, He
целесообразио и иедопустимо
На трансформаторах '( /у. можно было бы приме-
нять двухрелейную схему (только реле 1 и 2 H'<I
рнс. 20), так как третье реле не повышает чувствн
7Э
AB N
......L..... Q . f . B .B
Рис. 20. Схемы включения трех токовых реле максимальной
'lОКОВОЙ заЩИТЫ T M J)p0( ) t С(бrемами соединения
q)
77
6)
11
тельности защиты к двухфазным 1<3 (см. рис. 2. q
и б). Но для повышення в 2 раза чувствительности
защиты к однофазным 1<3 на землю на стороне
0,4 кВ (рнс. 4, б) ЦЕлесообразно использовать трех-
релейиую схему, хотя Из-за низкоrо уровия токов при
однофазных 1<3 за трансформатором у 1'1' добавле-
ние третьето реле часто Все равно не обеспечивае'r
необходнмую чувствительность максимальной TOкu.
воlI защиты к однофазиым 1<3 иа землю на стороне
0,4 кВ. Не следует забывать про устаиовку TpeTbero
реле в схеме максимальной токовой защиты при за-
Меие трансформатора со схемой соединения у 1'1' иа
новый траисформатор !!.f'f.
В схемах защиты с дешунтированием ЭО (рис. 16)
также должны быть установлены три токовых реле
с дешунтирующими усилениыми контактами, но элек-
тромаrинтов отключения в приводе выключателя мо-
жет оказаТься только два. Это необходимо учиты-
вать при расчете чувствительности защиты в целом
(см. далее).
Типы макснмальных реле тока. Макснмальиые
защитЫ трансформаторов 10 кВ в настоящее время
ВЫПОЛНЯЮТСЯ в ОСНОВИОМ на электромеханических
реле (типов РТВ, РТ-80, РТ.40), т. е. на реле с по"
движиыми элементами н контактным ВЫХОДОМ. На..
ряду с нимн уже находят прнмеиеиие современиые
электрониые защиты, выпускаемые Чебоксарским
74
Рис. 21. Оrраничеиио заВИа
(':имые характеристики раз.-
иых ТИПоВ максимальных
реле тока
твf твfб репе TBf .!
PTBVI; ' peпe PT..sO
. t ,
I .
I L.
электроаппаратным за.
водом (типа Я:РЭ-
2201), по «Эиерrо- О I,.р
автоматика» (ТЗВР),
а также иекоторыми
эиерrосистемами (например, в Леиэиерrо выпускает
ся электронная защита с эависимой характернстикой.
типа УМТЗ с дешуитироваиием ЭО с помощью си-
ловых тИ ристоров ).
Максимальные токовые защиты иа траисформа-
торах 10 кВ мосут выполияться с обратнозависимой
от тока выдержкой времени (сокращенио с зави-
симой характеристнкой) лнбо с иеэависимой от тока
выдержкой времеии (с иезависимой характеристи
кой).
Реле тока с зависнмой характеристикой (рис. 21)'
автоматически умеиьшает время срабатываиия при
увеличеиии тока через реле. Но, иачиная с какой-то.
определенной кратности тока по отношению к току
срабатывания реле f2K/fc. р, реле действует с одиой
и той же установлениОЙ выдержкой времени. Такая
характеристика иазывается оrраниченно зависнмой.
Максимальная ТОКОвая защита с оrраниченио за
висимой характеристикой может выполняться с по-
мощью односо из двух тнпов электромеханических
реле: электромаrиитиоrо реле прямоrо действня типа
РТВ или индукциоииоrо реле косвеииоrо действия.
типа РТ-80.
Реле прямоrо действия РТВ выполняет одновре-
меиио фуикции токовосо И8мерительноrо орсана (реле
тока) н орсана выдержки времеии (реле времени).
Замедлеиие действия реле РТВ достиrается с помо-
щью часовоrо механизма. Реле РТВ встраивается в
пр ужинный привод выключателя 10 кВ. Реле РТВ
нМеют 6 исполнений от I до VI, отличающнхся дрУ'
ОТ друса значенияМИ токов срабатывания (уставок).
Реле РТВI РТВIII имеют характернстику (кривая 2
иа рис. 21), у которой иезависимая (установившаяся)
1,..
r".
А
75.
часть наступает прн токе, равном примерно 1,6/ с v
Реле PTBIV РТВУI имеют более поло"ую ха-
рактеристику (кривая 3 на рис. 21), У которой иеза-
.,внеимая часть наступает при токе, равном пр.и.
мерно 31с р
Индукциоиное реле РТ-80 (прежиее иаимеиоваиие
ИТ-80) при меняется в релейной защите уже более
50 лет, причем конструкция е"о практически не ме-
нялась [11] Столь длительное и широкое лрнменение
зтоrо типа реле объясняется МНОrИМИ ero ДОСТОИН"
..ствами'
реле ИМеет характеристнку (кривая 4 на рис. 21),
1tорошо соrласующуюся с времятоковыми характерн-
-стиками плавкнх предохранителей, установленных на
.()тходящих элементах, причем ЭТа характеристика
\ создается без чаСОВОrо Механизма или отдеЛьноrо
реле времени, как ЭТО осуществляется в друrих реле
и защитах;
реле ИМеет достаточно мощные контакты, способ..
.ные действовать иепосредственно на электромаrнит
.оТКЛючения выключателя в схемах на оперативно-М
ПОСТОЯННОМ тоКе и дешунтировать электромаrнит от.
ключения в схемах на переменнuм оперативном токе,
"в последнем случае прнменяются реле РТ-85 илн
РТ-95 (см далее),
в дополнение к ИНДУКЦИОННОМу элементу в реле
'РТ .80 имеется электромаrнитный элеМент отсечка,
rC помощЬЮ которой МоЖно обеспечить MfHOBeHHoe
действие реле при вторичном токе 1(3, в 2 8 раз пре-
вышающем ток срабатывания ИНДУКЦИQнноrо эле.
'Мента 1с р (на рис 21 характеристика отсечки пока-
зана штриховой линией, начиная с тоКа 4/ с р);
реле имеет встроенный сНrнальный элемент
Такнм образом, в одном реле РТ-80 объединены
измерительный opraH двухступенчатой максимальной
'"ТоКоВой защиты ЛоrИЧеская часть, сиrнальный и ис.
-полнительный opraHbI, что делает защиту с реле РТ-80
простой и дешевой Однако по сравнению с современ-
-ными статическими (электронным н) реле у PT 80
ймеются существенные недостатки налнчие ПОДВИЖ.
ных частей, в том числе практически неПрерывно вра.
щающеrося диска, низкий коэффициент возврата,
большие rабариты и масса, возможность ложноrо
.срабатывання цри воздействии ударных наrрузок
(например. при включенин выключателя, установлен-
:76
Horo в той же ячейке к:ру, rде размещается реле
PT 80, илн в соседней ячейке).
Электромаrннтное реле KocBeHHoro действня типа
РТ-40 выпускается с начала 1960 x rодов. Ero пред
шественником ЯВляется ЭJ1еКТрО'dаrнитное реле типа
ЭТ-520 В 1969 r. реле РТ-40 было модерннзнровано
путем уменьщення сечения маrнитопровода н увели-
чення COBMeCTHoro хода контактов для снижения БИ.
брации и повышения надежности замыкания KOHTaK
тов при больших кратностях тока К:З по отношению
к номниальному току тран форматоров тока. Описа
нне реле PT 40 н ero техиическне характернстнкн при
ведены в работах [3, 11]. Для реле PT 40 характерны
все недостатки, прнсущие электромеханическнм реле:
сравнительно низкий коэффициент возврата (0,8, в
то время как у электронных максимальных реле он
составляет 0,95), наличие подвижных частей, возмож
ность вибрации контактов н откаэ функцнонирования
при токовой поrрешности трансформаторов тока более
50 % и др.
С помощью реле РТ 40 выполняется макснмальная
токовая защита траисформаторов с ИСПОJlьзованием
реле времени постояниоrо тока (на оперативном по
стоянном или выпрямленном токе) или реле времени
перемениоrо тока и специальных промежуroчных реле-
для дешунтирования 03 выключатеJlей 10 кВ (см.
далее)
Выполнение выдержки временн. OpraH ВЫдержки
времени необходим в тех случаях, коrда в максималь
Ной токовой защите используются максимальные реле
тока MrHoBeHHoro типа (типа РТ -40 или аналоrичиые
элеюронные рсле типа РСТ или им подобные). Для
максинальпых токовых защит с реле РТВ (со встроен-
иой выдержкои времени) и с реле РТ-80 (время cpa
батываНIIЯ Koropblx определяется зиачением тока К:З)
отдельные opraHbl в'>!держки времеии не нужны.
При БЫПО.ШlеНии М8ксимальноi'I ТОКОВОЙ защиты
на посrоянНОМ ИЛН выпрямленном оперативном токе
используются электромаrнитиые реле времени с ча
совым механизмом серий ЭВ-100 и PB 100, а в по-
следнее время электрониые реле типа PB OI и дру-
rих типов, которые создают выдержку времеии после
подачи команды от измерительиых орrаиов реле
тока РТА, РТе или РТе, или всех вместе (рис. 22,а).
При выполиении ааЩИТi>l На переменном Оlleратив-
п-
т.. РВ
РТл
РТе
РВ
H.aтJ/.IIIftIIfIZ
} шУ. РВ шу
PТI
PB
........./ .
Н. откдю"ние l
r 1'ВН1
I nРТ, I
I
I nнт,
I
I
I
Рис 22 Схемы выполнения Быдержки времени \'IdксимаЛЬНОЙ
токовой защиты с помощью реле времени ПОСТQЯIlНОro тока се-
рии PB IOO или PB OI (а). реле времени nepeMeHHoro папряжеиия
PB 200 ил" PB 03 (6), токовосо реле времеии m"B PBM 12 (в)
ном TOK используются два вида реле времени и co
-ответственно две различные схемы лоrическои части
максимальной токовой защиты (рнс. 22, б и в).
На рис 22, б показана схема защиты с реле Bpe
мени, которое создает выдержку времени после сия
тия оператнвноrо тока (напряження), как иноrда ro-
ворят, на возврате. У электромеханических реле
времени типов эв и РВ-215, РВ-225, PB 235 дейст-
вительно при сиятии напряжения с катушки пронсхо-
дИт возврат (отпаданне) подтянутоrо якоря и запуск
часовоrо механизма, создающеrо выдержку времеии
па замыкание контакта реле РВ в цепн команды на
отключение выключателя. Электронное реле типа
РВ-О3 начинает отсчет времеии также после снятия
переменноrо оперативноrо тока, которое осуществля-
ется размыкающими контактами максимальных реле
тока РТ. Их последовательное включение обеспечи-
вает лоrнческую операцню «ИЛИ». 3амыкаюшиiiся
с заданноii выдержкоii времени контакт реле РВ деА-
ствует на отключение выключателя, используя в ка.
Честве оперативноrо тока либо трансформаторы тока
(схема с дешунтированием ЭО), либо трансформато
ры напряжения или собственных нужд друrих секций.
.78
либо эиерrию предварительно заряжениых кондеиса
торов.
Схема на рнс. 22, б Имеет существенный HeДOCTa
ток: при исчезновении напряжения иа шииках управ
ления ШJ' реле времеии замыкает свои контакты и
максимальная токовая защита превращается в Hece
лективную отсечку, которая сработает при внешием
К3 раньше, чем собственная защита поврежденноrо
элемента. Возможно MrHOBeHHoe излишнее срабаты
вание этой защнты и при включеИИИ защищаемоro
трансформатора под иапряжение из за броска тока
Н8М8rиичивания.
Более широкое примененяе получила схема макси-
'Ывпьной ТОКОВОЙ защиты с независнмой харак1'ери
стикой на переменном оперативном токе с ТОКОВЫМИ
реле времени типа PBM 12 и PBM 13.
Реле временн РВМ выполнены с синхрониым одно-
фазиым микродвиrателем М (рис 22, в), который
включается через промежуточные насыщающие траис
форматоры тока ПНТ на вторичные токи трансформа
, торов тока ТТ любых двух фаз защищаемоrо элемеи-
та. Первичные обмотки П НТ, включены последова
тельно с измерительными ТОКОВЫМИ реле защиты РТА
н РТе соответСТЕенно, а также с промежуточиыми
реле РП и дешунтируемыми электромаrнитами от-
ключения ЭО Приицип работы схемы с дешунтирова.
нием ЭО показан на рис 16.
При поврежденни в траисформаторе или при внеш-
нем К3 срабатывают измерительные токовые реле РТ
н замыкают свои KOHTaкrы в цели луска микродвиrа
теля М. Схема выполиена таким образом, что при
любом виде К3 микродвиrатель подключается только
к одной из вторичных обмоток ПНТ. (для этоrо по
следовательно с замыкающим контактом РТе ВКЛЮ
чеи размыкающий коитакт РТА) Поскольку в это
время по первичной обмотке ПНТ, идет ток К3, ои
трансформируется во вторичную обмотку ПНТ. и
приводит во вращеиие микродвиrатель М. С помощью
редуктора частота вращения двиrателя снижается до
такото значеиия, чтобы выходной рычаr механизма с
подвижными контактами ДВИrапся в течение 4 c
для реле PBM 12 и 10 с для PBM 13 В пределах
этих значеиий устанавливается выбраииая выдержка
времени для импульсноro и замыкающето контактов
реле. Таким образом, реле РВМ начннает отсчнтывать
79
время только после возниКновения К3 и срабатыва-
I(ня токовых реле защиты.
Замыканне контакта РВМ вызывает срабатыва-
ние промежуточных реле типа РП-341, дешунтирую-
щнх ЭО выключателя
Расчет параметров срабатывання (уставок) мак-
симальноЙ токовой защиты трансформатора. Задачей
расчета является выбор значеннй тока срабатывания
защиты (первичното), тока срабатывання реле по вы-
ражению, аналоrичному (22), времени срабатывания
защиты с независимой характеристикой нли характе-
рИСТИКИ срабатывания токовых репе для защИтЫ С
зависимой характеристикой (рис 21). Кроме тото,
пронзводиrся расчетная про верка трансформаТОРОI!
тока.
Выбор тока срабатывання. Уставки по току макси-
мальной токовой защиты должны обеспечивать:
несрабатывание защиты на отключение прн после-
аварийных перетрузках;
соrлаСQвание действия по току и по времени с за-
щитами питающих (<<последующих») И ОТХОДЯЩИХ
(<<предыдущих») элемеитов,
иеобходимую чувствительиость при всех вндах КЗ
в основной зоне и в зоне резервирования.
Кроме тото, для схем с дешунтированнем ЭО
(рис. 16) необходнмо обеспечить надежное действие
ЭО после дешунтирования
Для отстройки (обеспечения несрабатывания) за-
щиты при послеаварийных перетрузках иеобходимо
выбрать ее ток срабатывания большим, чем возмож-
ный ток самозапуска эnеКТрОДБиrатеnей, питаемых ОТ
траисформатора, а также большим, чем возмоЖный
ток перетрузки при действии АВР, в результате КотО-
рото к работающему с натрузкой трансформатору
подключается дополиительная натрузка Напомним,
Что самозапуском называется процесс одновременното
пуска И3 З2ТОрМQжеиноrо состояния эnектродвиrате--
лей натрузки после кратковременното перерыва, а за-
тем восстановления электросиабжения. Кратковре-
менный перерыв может быть вызван отключением
питающеrо элемента, а затем включением ето устрой-
ством АПВ или подачей напряження от резервиото
источника питания с помощью устройства АВР Тор-
можение и последующий самозапуск электродвиrате-
лей мотут произойти также в результате близкото
80
трехфазноrо К3, которое отключается защнтой с BЫ
держкой временн (например, К3 в точке К. на
рнс i7).
Д qя отстройки от самозапуска электродвиrателей
наrрузкн ток срабатывания защиты выбирается по
выраженню
1 :;;;. k.k<ап 1
c.8 раб,mаХ1
(26)
сде k. коэффициент надежностн (отстройки), учи-
Тывающий поrрешиость реле и необ одимый запвс, В
зависимости от типа реле может ПрИlIиматьс.я равным
1,1 I,2 (для реле KocBeHHoro действия типов РТ-40,
РТ-80, РТ-90, а также новых электронных реле РСТ)
или 1,2 1,4 (реле прямоrо действия типа РТВ); k.
коэффициент возврата реле, представляющнй собой
Отношение ТОI{З В03ВрЗ1 а маКсимзльноrо реле к ero
току срабатывания, равный примерно 0,9 0,95 для
электронных реле тнпа РСТ, О,8 для Э,lектромеха-
ничесЮIХ pe.le РТ -40, РТ-80 (для индукционноrо эле-
мента) и 0,6 0,7 для реле РТВ; k сзп коэффн
циент са'lOзапуска, представляlOЩИЙ собой отношение
тока при самозапуске электродвнrателей [{ предава
рийному рабочему току; значение ero в основном за-
висит от вида наrрузки, т. е. долн асинхронных элек-
тродвиrателей, участвующих в самозапуске, и может
Колебаться в очеиь широких пределах, примерио от
1 при отсутствин электродвиrателей или невозмож-
ности их самозапуска до примерно 4 при участии в
самозапуске максималыю ДОПУСТН\lоrо числа элек-
тродвиrателей. J pao тах максимадьное значение ра..
бочеro тока (тока наrрузки) защищаемоrо траисфор-
матора, на дву'{трансформатОрных подстанцнях, rде
оба трансфор...атора находятся в резерведр}rкдрyrу
(в неявиом резерве), их собственная рабочая Ha
rрузка не должна превышать O,6 0,7 номинальной
Крис 23) При работе оди"очноrо траИСфОр\lатора ero
наrрузка может превышать номинальную на 20
40%.
Для отстройки от тока переrрузки после действия
устройства АВР на двухтрансформаторной подстан
цин (рис 23) ток срабатывания максимальной TOKO
вой защиты каждоrо из двух трансфор"аторов, нахо-
дящихся в неявном резерве, выбирается по выраже-
4 М. А. Ша6ад
81
пию (задисанному для защиты трансформатора T 1 )
1. з;;;. k k" (k.зп/р.б, тах Т, + k /Раб тахТ,). (27)
в
rде k коэффициент, учитывающий увеличение тока
через траilсформатор Т, из за понижения напряжения
На шннах IIH при ПОДКJlючении к нему после АВР
заТОР\1ОЛ"СННЬ J Х двиrате'Iей дрyrои сеl<ЦИИ, ранее пн.
тавшсiiся через трарсформатор Т 2 , знаЧение этоrо ко-
эффициента доя НdrРУЗhll, в основно'1 состоящей из
влеКТРО.J:виrателей, может иаходиться в пределах
1,5 2, значения остальных величин такие же, как В
выражении (26) Такнм образом, ток срабатываиия
максимальной токовои защиты трансформаторов, па-
:ходящихся в неявном резер-
Ве (рис 23), в зависимости
от типа используемых реле
и от состава наrруз ки, мо
Жет получиться равным
(2 7) кратному по ОТНОше- 01
Нию к номнналыlOМУ току
трансформатора Напрнмер,
при смешанной наrрузке, в
которой доля асинхронных
:
----Тн;AВc
Рис 23 С>.ема подстаli
ции 10 кВ с ДВ}МЯ транс
ФОРМ1.тора".III 1I3ХОд.ящи-
МИСЯ В Hf.18h.OII резt.рве
(к выбор) TOI а сраба
тываННЯ макс 1'\18 '1ьноА
TOKOBOII .sЗЩИl ы TpdHC-
формзторu':l ПО усивиtQ
несрабаТЫВdllllЯ после
Действия устройства
АВР}
82
н
Рис 24 ТОkораспределе..
ине при УДЗJIешiO'1 К3 в
сети НИ (к выбор) то",а
rрабаТЫIJ31ШЯ M3I\CII\f3 'lЬ.
ИОI[ тоt(ОВОЙ J lЩ II'Ы
ТрЗНСфОр'-!З1орОВ 1 по
условюо СОТ"IdСОВ;Ш iЯ
чувствите'IЫltJСТИ с защ..х..
тами предыдущих :JЛе..
ментов 2}
электродвиrателей, участвующих в самозапуске, ие
превышает 50 %, а друrая часть наrрузки не имеет
пусковых токов (освещение, наrревательные элемен-
ты), приняв k.,п 2, моЖно определить, ЧТО ток сра-
батывания максимальной токовой защиты трансфор-
маторов будет равен примерно 6,5/ иом TP при ис.
ПО.%Jовании реле типа РТВ, примерно 4,51 но", тр при
испо IьзоваIIИИ реле РТ 40 или РТ 80, примерно
3,5/"ом тр при использовании полупроводию,овых
(электроннЬ!х) максимальных реле тока При мень-
щей доле асиихроииых влектродвиrателей в составе
наrрузки ток срабатывания максимальной токовой
защиты трансформатора может быть меньще, чем в
этом пр имере, а при наrрузке, в основном состоящей
из асинхронных двиrателей, может оказаться равным
6/ иом тр даже при использовании самых современных
электронных реле, обладающих ВЫСOI,им коэффициен-
том возврата и большой точностью Необходимость
истроики максимальной токовой защиты трансформа-
торов от больших токов переrpузочнЬ!х режимов яв-
ляется принципиальным недостатком этоrо типа за-
щиты, который снижает возможность осуществления
дальнеrо резервирования Способы повышения чув'
ствительности максимальнЬ!х токовых защит рассмат-
риваются в конце этоrо параrрафа
При расчете токов срабатывания защит с относи-
телЬНОЙ селективностью, к которым относится макси
мальная токовая защита, «Правила» [1] требуют
производить соrласование чувствительности Д"я со'
rласовання чувствительности максимальных токовых
защит смежных элементов существует известное пра-
вило, соrласно которому защита, расположенная
ближе к источнику питания (последующая), должиа
быть меиее чувствительна, т е иметь больший ток
срабатывания, чем защита, расположенная дальше от
нсточиика питания (предыдущая) На рис 24 после-
дующей защитой является защита 1 трансформатора,
а предыдущей защита 2 одной ИЗ отходящих лютй
пизшеrо иапряжения Соrласование 9ТИХ защнт иеоб-
ходимо для случаев удаленных К3. коrда через пре-
дыдущую защиту проходит ток К3, близкий по зиа-
чению к ее току срабатывания (/Н 1. '2) В это же
время через последующую защиту 1 проходит ток 1..
и дополнительно рабочий ток I ра ., потребляемый Ija-
rрузкой Н неповрежденных линий НН. Для Toro что-
М
бы обеспечить несрабатывание последующей защиты
1 в условиях, коrда отказывает из за недостаточной
чувствительtlОСТН предыдущая защита 2, необходимо
соrласовать их чувствительность. Т. е. выбрать /с. з 1
большим, чсм сумма токоВ 1. .2 + /Р80' Выбор /... ПО
условию соrласования чувствнтельностн производится
по ВЫражению
/'.31 поед;;;;' k... (J.. ,'пред + /р..), (28)
Тде k. с коэффицнент надежности соrласования,
прииимается в пределах 1,1 1,3; дрyrие обозначе
ния ПО рис. 24. Арифметическое суммирование зна-
ченнй токов в выражении (28) создает некоторый
расчетный запас. Меньшие значения коэффициеита
надежности соrласования принимаются для более
точных реле KocBeHHoro действия, а б6льшие для
реле прямоrо действия типа РТВ.
Чувствительность максимальной ТОКОВОЙ защиты,
так же как и токовой отсечки, оценивается коэффи-
циентом чувствительности по выражению (23). Наи
меньшее значение тока в ре.не I р . mln определяется по
минимальиому зиачению первичиоrо тока 1\3 за траис-
форматором ( 3) с учетом схемы Включенкя токовых
реле защиты, Вида 1\3 и коэффициента трансформа
цни nт.т. Ток срабатывания реле I.. p определяется по
выражению (22), в которое подставляется наиболь
шее значеlrне /..., полученное нз УСЛОВий (26) и (27)
отстройки от токов самозаПУСI{а и псреrрузки, а такЖе
из условия (28) соrласования чувствительности с пре"
дыдущими защитами.
3начеllИЯ коэффициентов чувствительностн для
всех максимальных тОкОВЫХ защит. и в ТОМ числе
понижающих трансформаторов, должны быть при-
мерно 1,5 прн метаЛЛИЧССl<ОМ 1\3 в конце основ'
ной зоны действия, т. е. на шинах НН трансфор
матора, и примерно 1,2 при 1\3 в зонах дальнеrО
резервирования [1]. При 1\3 через переходиое со-
противление до 15 мОм на шинах 0,4 !{В коэффи-
циент чувствительности в основной зоне должен быть
ОКОЛО 1,2.
Выбор времеии срабатывания (уставки по вре-
менн) н характернстнкн максимальной токовой за-
щнты. Время срабатывания защиты t.. 8 выбирается
из следующнх условий:
84
обеспечения термической стойкости трансформато
ра, для чеrо /е.. не должно превышать допустнмых
значений, указаниых в 2;
обеспечения селективности ПО отношению f{ защи.
там предыдуших и последующих элементов.
По условию селективности для защит с незавнси
мыми хара!<теристнками время срабатывания после
дую шей защиты (1 иа рис. 24)
/е. ., пое' /е. . 2пред + tJ.t, (29)
rде /е.. 2 пред время срабатывання предыдущей за
щиты 2 (рис. 24); t./ ступень селективности, значе
ние которой находится в пределах O,4 O,6 с для со.
временных э.,ектромеханических реле времени и O.3
0,4 с для электронных реле.
Для защит с завнсимой характеристикой время
срабатывання зависит от тока. Поэтому ступень се.
.пеКТИВlюсти должна выбираться при оиределениом
значении тока:
ири соrласовании последующей 1 и предыдущей 2
защит с зависимымн характеристиками при макси
мальном значеини тока 1<3 в начале предыдущеrо
участка (на отходящей лннии НН на рис. 25);
при Соrласовзнии последующей защиты 1 с неза.
J!ИСИМОЙ характеристикой и предыдущей защиты 2 с
ззвнсимой характеристикой при токе срабатываиия
последующей защиты le S/пое. (рис. 25, в). Из
рис. 25, в видно, что У\lеиьшение времени срабатыва.
ния последующей защиты 1 может быть достиrнуто
путем уве."ичения ее тока срабатывания (штриховая
характеристнка 1'), ес.ТИ это допустнмо по условию
обеспечеНIIЯ ЧУВС1 вительности защиты.
Выбор и соrласованне времени срабатывания и ха.
рактеристик завнсимых зашит ПРOlIЗВОДИТСЯ путе
построения карты селективности (рнс. 25, б и в). По
оси абсцисс на rрафике откладыаютсяя первичные
фазные токи, а по оси ордннат выдержки времеин.
Токи срабатывания защнт, установлениых на разных
ступенях напряжения (напрнмер, ВН иНН). должны
быть приве,т:ены к одной ступенн напряжения с nOM!r
щью коэффицие'па трансформацни трансформarора
( 3). Для учета влияния токов иаrрузки неповрещ
денных предыдущих элементов характеристпка защи-
ты 2 повреЖденноrо предыдущеrо элемента ДОЛЖНIl
быть сдвинута вправо на отрезок, равиый значеиию
85
1
I Т/В Н лн 6
или
Ш 8Л.D
6)
& t lP;fj
2'
:!I I
О 1. д
о)
& t
Рис 25 Соrл.э.сование хар.актеРИСТИI{ максимальных ТОКОВЫХ за.
ЩИТ после,цующеrо 1 и предыдущеrо 2 элементов а расчетная
схема б и в карты селективности
[С3'
CYMMapHoro тока наrрузкн [рао (характернстнка 2' ца
рис 25 б и е). после чеrо ступень селектнвности tJ.I
выбирается между характеристиками 1 и 2' Это тре-
бование важно ВЫПОJlНЯТЬ при соrласовании защит в
зависимой части характеристин Карта селективности
наrJIЯДИО показывает, наскочько удачно ВЫПО.;lиеИо
соrласование предыдущих и последующих заЩIJТ по
току и вре'\1еии срабатывания
Ступень селективиости tJ.t выбирается в зависи,
мости от типа реле и области соrласования При со.
rласовании характеристик в ИХ зависимои LJасти l:1t
1 c 1Я ре1е РТЕ и око "о О 7 с для реле РТ 80,
Е иезаВИСIlМОИ части СООfвеТственио О 7 и О 6 с Для
элеКТрOlПIDIХ pel€ с зависимоя характеристикои сту-
пени се1СКТИВПОСТИ Moryт быть значительно Меньше
ориеитнровочно tJ.t "" О 4 с
Примеры расчета максимаЛЬНЫХ токовых и друrих
ващит трансформаторов прнведены в работе [9]
Расчетная проверка трансформаторов тока ТТ.
I< траисформаторам тока, испо%зуемым для релей.
86
Рис 26 Требоваnия и трансформаторам тока. используемым
ДЛЯ релеино}! защиты
ной защиты предъявляются следующие требования
по обеспечению ее надежноrо функционирования [1]!
1) работа с поrрешностью (полной) не более 10 %
при расчетных значениЯХ тока. выбираемых в зависи-
мости от типа защиты в 10 % при /1 расч,
2) работа с поrрешностью (токовой) не более мак-
симально допускаемой для выбранноrо типа реле при
максимальных значениях тока 1\3 через защиту.
fшах f доп при /1 к тах,
3) предотвращение опасиых пере напряжений во
вторичных цепях ТТ и защиты при максимальных
значениях тока К3 и 2 тах и 2 ДОП при 11 к max
Сказанное иллюстрируется диаrраммой на рис 26.
Применительно н мансимальиым тО!{овым защитам 11
rroKoBbIM отсечнам. в том числе и установленным иа
понижающих трансформаторах 10 кВ, расчетпая про-
верка ТТ производится в следующей последователь-
ности и с едующими практически ми способами
Проверка на 10 % ную полную поrpешность по
кривым предельнои кратности производится rлавным
образо\! при проектировании, Korдa используются спе-
циальные ТИПОВые кривые предельной кратности klO ==
f(ZH) , rде ZH сопротивление вторичной наrрузки
трансформаторов тока (реле проводов прнборов),
при котором полная поrрешность ТТ ,, 10 %
(рис 27, а) Надо oTMeTНfЬ, что для правнльной, точ-
ной работы мансимальных токовых защит достаточно
обеспечнть значение токовой поrрешности ''';;;; 10 %
(иапомннм, что f < ,,) Однако ради едннообразия
расчетной проверкн ТТ для всех тнпов защнт принято
выполнять условие ",,;;;; 1 О %, для чеrо и построены
еднные кривые предельных кратиостей klO f(ZH).
Это создает расчетный запас для маКСНМальНЫХ то-
ковых защит.
87
I "
D)ktO
5
IN I
kf() !JfJ
"т.. l' 1
.1
2 "
;
t;
.:
.Т
2
1,5
10,8
5 2
J Он
Рис. 27. Расчетная проверка 1рансформаторов тока на 10 %.ную
noлхую поrрешность е. 1 О % ПО крнвым предельной кратности
k 10 == '(2м) а н по фаКТlfческим вопьr аыперным характеристн
кам ВАХ. и, f(l....} б
1 обмотtа класса Р; 2,.. кЛа а 0,5
klO == 1. расч/l t НОМ. Т. '1"
Зllачение предельной кратности k.O Qпределяется
по выраженню
(30)
тде ['НОМ.Т.т первичный ном.шалыlЫЙ ток ТТ;
[, рас. расчетный ток, прн котором ТТ должны pa
ботать с потрешностью ".;:;; 10 %; для Максимальных
токовых защит с неза8UСU"'ОЙ характеристикой н то-
ковых отсечек приннмается иа 10 % большим первич
нота тока срабатывання, т. е. 1,l1с.. или 1,I1с о; для
макснмалыlЫХ токовых защит с за8UСkМОй характери-
стикой прииимается равным тому значенню первнч-
нота тока, при котором пронзводится выбор ступени
селектнвности М, или, нначе товоря, сотласоваине за-
щитных характеристик (рнс. 25,6 и 8), т. е. в одном
случае 11 рас"l== 1,III<.maxl а в друrом llР2('Чc;;r.
== [с '1 поел-
Подбирается нужная крнвая предмьных кратно-
стей, соответствующая типу, классу точиости н коэф-
фициенту траисформацин ТТ [9, 12), н по Значению
k lo , полученному по выражеиию (30) , определяетс
ЗИачение ZH (рис. 27, а, штрн"овые JlШ!I!И). Прн проек-
тировании по значению Z" выбирается сечение и, сле-
довательно, сопротивление соединительиых проводов
между ТТ н реле (12). При наладке н обслужнвании
ре."ейиой защиты фактическое зиачение сопротивле.
83
ния иаrрузки (проводов, реле) измеряется в соответ,
ствии с «Ииструкцией ПО проверке трансформаторов
тока» [13] с целью получения значений Z".ф для каж-
ДОI1 фазы, сде установлеиы ТТ, и для обратноrо или
иулевоrо провода схемы соединепия ТТ. ДЛЯ типовой
схемы «неполиая звезда», применяемой для защиты
элементов 10 кВ (иапример, на рис. 20), опреДс"Iяется
Z. фА, Z. Ф с и ZH. Ф о. Далее необходимо определить
расчетом иаибольшее значение z. Ф р дЛЯ ТТ макси-
мальной ТОКОВОI1 защиты, которое соответствует двух-
фазиому 1<3 за трансформатором со схемой соедиие-
ния обмоток !!./у. 19]: Z".ф.р 3rпр+3zр+rпер
3z H . ФА. Если Zн.ф.р 2"1 то полная поrреШl-lОСТЬ
тт будет е 10 %, ЧТО и требуется Д,1Я правильиоro
функциоиирования всех типов защиты. ИсключеНII&
делается лишь для иекоторых схем защиты на пере"
меином оперативном токе, т. е. допускается токовая
поrрешность f> 10 % дЛЯ ТТ, иа которые включеиы
реле прямоrо действия, а также Д.1Я ТТ в схемах с
дешуитированием ЭО, ио только в режиме после их
дешунтироваиия. Особенности этих схем рассмотрены
далее.
Проверка иа 10 %-ную поrрешность по вольт-
ампериым характеристикам тт U. f(fHaN). После
снятия вольт-амперных характеристик ТТ (в соответ-
ствии с требованнями «Инструкции» [13) произво-
дится еще ОдНа проверка ТТ на выполнение первоro
условия е 10 % (рис. 26). Для этоro определя-
ется расчетное напряжение (в вольтах) на зажнмах
вторичной обмотки ТТ по выраженню
U'рае. /,рае,(Zн.ф.р +22...), (31)
rде 1. рас. == /1 рае./n... ВТОРИЧlюе значение расчет-
носо тока, при котором ТТ ДОЛЖI{Ы работать с по-
rрешностью е 10 % (см. выше), А; n... коэффи-
циент траисформацнн трансформаторов тока; ZM Ф p
фактнческая расчетиая наrрузка ТТ (см. выше), Ом;
2.... полное сопротнв.1ение вторичной оБМОТКИ ТТ,
Ом, определяется по справочны ' даииым индуктив-
ной и акт нl)Й. составляющнх этоrо сопротив.1ения
[9,12): .
2... . "I/ x .. + ( .... (3 )
По вольт-амперной характеристике ВАХ трансфор-
матора тока одной из фаз А или С (той, котораа
89"
идет ниже, рис. 27,6), определяется зиаченне тока на-
:маrничивания. [нам, соответствующеrо зиаченню и 2 раСЧ:f
полученному по выражению (31).
Полная поrрешность ТТ (в процеитах) определя-
ется по выражению
B /.8.' 100/1208""
(33)
Проверка С ПОМОЩI,Ю ВАХ позволяет установить
не только выполнение требования Е';;; 10 %, но и
определить расчетный запас на будущее, коrда может
потребоваться увеличение сопротивления наrрузки
z. Ф о (включение дополнителыIхx реле) или увели-
чение значения тока /1 рас.. Н, следовательно, уве.
личение И Н8еЧ ПО выражению (31). Если расчет-
ная точка располаrастся на восходящей прямоли-
нейной части ВАХ (рис. 27, б), то расчетный запас
обеспечен.
Лроверка надежной работы реле при максималь-
ном значенни тока К3. Выполнение BToporo требова-
ния к ТТ (рис. 26) fmax .;;; fДои обеспечивает надеж-
ное замыкание контактов электромеханических макси-
Ma.lbHblX реле тока при искаженной форме кривой
:вторичиоrо тока ТТ (форме, отличной от синусоиды).
Искажение формы вторичиоrо тока прямо связано с
токовой поrрешиостью ТТ: чем больше токовая по-
rрешность, тем БОльше искажается форма вторичноrо
тока. Для снятых С производства Максимальных реле
тока ЭТ-520 значение fдои 13%. для реле типа
РТ.40, выпущенных до 1969 r., fдол 40%, а для мо-
дернизированных реле РТ -40, выпущенных после
1969 т. (см. выше), fдол 50 %. Для сравнения ука-
жем, что у современных электронных реле типа
PCT-II PCT-13 значеиие fдои rораздо выше при-
мерно 80 % [14). Для нндукционных реле ТИПа РТ-80
(и ранее выпускавшихся ИТ-80) значение fдол 50 %
(нз условия точной работы иидукционноrо элемента)
[12).
l\\аксимальное значение токовой поrрешности [т..
определяется при макСИМальном значенни тока при
К3 в Месте установки защиты 118, тах. По этому току
определяется максимальная hpaTHocTb для принятоrо
'1'1 с первичным номинальным тоКОМ 1 1ноЧJ . Т. т:
k max ==== 11 к. maJ 1. кок. Т. т.
(34)
90
о)
%
f '""""
I
I
А
БJk,о
6
5
4
70
60
50
40
JO
20
10
О, 2 3 4 5 6 7 8 9
J
" 1"-
"- "
"- "-
i'.. ,/- J "'"
2/ ""
'\
'" "\
'\
'.
2
1,5
, 0.8
1,5 2
J 4- 50н
Рис 28 1\ paCqeтHoi1 проверке н-адежности работы \lЗКСИ'\f3ЛЪНЫХ
реле ТоКа. а зависимость А с::::::> 'Ф(f) [12]. б построение су.м,.
марной кривой предельных краТНQстей (3) и определение 3I-Iаче
ния допустимой предельной кратности klO ДО" 1t}'1I при последова..
тельном вклюqении двух вторичных обмоток трансформатора
тока
Для определения [та. используется зависимость
А 1J>(f), приведенная на рис. 28,0 [12). Коэффи
циент А определяется по выражению
А k,п.Jkl0АОП' (35)
rде kmа. ИЗ выражения (34); klОАоп предельная
кратность, соответствующая значеиию фактической
расчетной наrрузки ТТ z. ф р (см. выше), определяе,...
ся по кривой предельных кратиостей ТТ данноro типа.
класса и коэффициента трансформации (рис. 27,а.
штрихпуиктирные линии).
Определяется по зависимости А 1J> (f) на рис. 28, о
значение fmax, соответствующее значению А, получен.
Ному по выражению (35). Еели fma.";;;;; [ДОП, то второе
требование 1( ТТ выполнено.
В связи с непрерывным ростом энерrетическнх
мощностей (ввод в работу мощных электростанций.
линиЙ Бысокоrо и CBepXBblCOKoro напряжения, уста.
Новка мощиых автотрансформ.!торов, замена менее
J&ОЦШЫх трансформаторов иа более мощные, ВI{ЛlOче-
ние ВЫСОI{ОВОЛЬТИЫХ элеК1родвиrатслей) в электри-
ческих установках всех классов напряжения происхо...
дит увеличение уровией ТОКОВ К3, а следовательно.
увеличение зиачеиий k ma . для траисформаторов тока.
I!i
Поэтому в директивных материа .ах \инэиерrо СССР
[5] обращается внимание иа необходимосrь периоди-
ческих проверок выполиеиия расо отрениоrо BToporo
требования к ТТ [тах';;;; 'доп I::с..и TO требование ие
J>ыполняет<-я, иеобходимо либо произвести замену
реле (на такие, у которых выше значеиие 'доп), лнбо
t'"меньшить зиачение 'тах
Уменьшение значения токовой поrрешности (тах
может быть достиrнуто уменьшение1\! зиачения ZH ф Р
(например, путем увеличеиия сечения соединитель-
ных проводов между ТТ и реле), увеличеиием значе-
ния 1, ,юм т т (иапример, заменой ТТ с nт т 100/5
на ТТ с nт т 200/5, что уменьшит зиачения крат-
ности k ma . и коэффициеита А в два раза и суще
ственно сиизит значение ТОКОВОЙ поrрешности),
последовательиым включением двух вторичных об-
Моток ТТ
В электроустановках 10 кВ, rде в основиом приме
няются ТТ с двумя вторичными обмотками классов
0,5 и Р, nоследовательиое включение этих обмоток
применяется достаточно часто Это допускается «Пра-
вилами» [1], если обеспечивается иадежная работа
ре.е защиты и точная работа измерительиых прибо-
ров Для оцеики целесообразности TaKoro вмючеиия
необходнмо построить так иазываемуЮ суммариую
крив\ю предельиых кратностей (кривая 3 иа рис 28, б)
Эта кривая строится путем арифметическоrо сумми-
рования наченнй ZH, найденных по кривым предель-
ных кратиостеи 1 и 2 для иескольких nроизвольных
знаЧений hратиости k 10 По суммарной кривой nре-
де%ных кратиостей 3 определяется значеиие
klO доп c)''\fl соответствующее зиаченИЮ сопротнвлеиия
211 ф Р Значение klO ДОП с.у'\!: Bcerдoa б}дет больше, чем
k ,O доп (при использовании только одной вторичной об-
мотки ТТ) С,сдовательио, зиачение А по выражению
(35) будет меиьше, что приведет к сиижеиию токовой
Dоrрешности J (рис 28, а)
Предотвращенне опасных nереиапряженнй 80 вто-
рИЧНЫХ цепях ТТ и защиты при максимальНЫХ значе-
Itиях тока К3. Третье требованне к ТТ И. m ...;;;; И.доn
дЛЯ ТТ с вторичны" номииальным током 1. ном 5 А,
как правило, выполняется Значение И mах (в воль-
'lax) определяется по выражеиию
И. тах .у2 kykmax/.. O"Z. Ф Р' (36)
112
а)
5)
c: J,
тт 5
f р
Линия (трачсформстар
б/'r'илц Y/A IIJ
Рис 29 Схемы 81(Jlючення Максимальных реле тока прямоrо де1..
СТВИЯ типа РТМ (отсечка) и РТВ (зашита) на одну и ту же
Of5MOTKY трансформаторов тока класса Р (а) и классов Р R
05 (6)
rде k y ударный коэффнцнент, учитывающий влия-
ние апериодической составляющей тока КЗ (с 1978 r.
не применяется в связи с малой вероятностью ее воз-
никновения), kmax максимальная кратность тока КЗ,
определяется по выражеНию (34), Z" Ф р фактиче-
ское расчетное сопротивленне наrРУЗhИ ТТ (см выше).
Ом, 12"ом номииальный вторнчный ток ТТ, равеи
5 А д я ТТ, применяемых в электроустановках напря-
жением 10 кВ и 0,4 кВ. -У2" увеличивает действующее
аначеl\Ие тока КЗ дО амплнтудноro
Значение и 2 хоп:::=:;: -v"2 и 2 .поп пр' rде и 2 доп I:IP до..
пусти мое по «Правилам» (1) значение напряжения во
вторичных цепях ТТ и защиты, принято равиым
1000 В -У'2 то же, что в выражении (36)
Схема максимальной ТОКОВОЙ защиты I1 токовОй
отсечки иа реле прямоrо действия типа РТВ и РТМ.
Типовая схема ВК,lючения реле Д 1Я защнты транс-
фОрМИТОрd 10 кВ сО с"емой соединения обмото!(
l!.j'f (или yjl!.) и блока ЛИННЯ 1раисqюрматор CTa
кой же схемой соединеиия оБМОТОh привсдсна на
рис 29 а Реле 1 и 2 типа РТМ мrновенчоrо дсйствия
осушествляют токовую отсечку, реле 3 5 максн-
мальную токовую защиту С зависимой характеристи-
Кой (рис 20, 21)
Выбор параметров срабатывания проюводится ПО
выражениям (21 ) (29), проверка трансформаторов
Тока по (30) (36) ДЛЯ ТТ, на которые включены
реле прямоrо дейСТВИЯ. допускаются поrрешиости бо-
лее 10 %. еСЛИ неЛьзя обеспечить f 10%.
93
При токовых поrрешностях ТТ '> 10 % провеРК8
чувствительности защиты и отсечки должиа произво-
диться с учетом действительиоrо расчетноrо значения
tоковой поrрешиости по общему выражению (по вто-
ричным значениям токов)
(2) l ) mln (1 f/lОО) ( 37 )
k'l. p /с р
8 для схемы соединения ТТ в неполную звезду
(рнс 29) для трехрелейной максимальиой токовой за-
щины по выраженню (по nервичным значениям то-
ков)
k(2) k(З) lJ;')m(n(l fllOO)
ч зС:::: ч.е [са
(37а)
I'де I З} mю Минимальное зНачение тоь.з через защи-
щаемый трансформа'fОР при 'fрехфазном 1<3 на сто-
роие НН, Ic . 'fOK сраба'fываиия максимальной то-
КОВОЙ защн'fЫ, f фактическое расче'fное значение
'Токовой поrрешнос'fИ ТТ при 'fOKe срабатывания 'fOKO-
Вой отсечки при совместном включении реле РТМ и
РТВ (рис 29, а), %
Для проверки чувствиreльности 'fоковой оТсечки
траисформатора, выполненной по рис 29, выражепне
(37) нмеет иесколько иной вид
(2) О BЫ ) т.. (1 f/lОО)
k.. 0=== lc о
(37б)
rде Ic о ток сраба'fываиия токовой отсечки.
При совместиом включении реле РТМ и РТВ на
одну и ту же обмотку ТТ (обычно класса Р,
рис 29, а) поrрешиость 1 Т определяется при расче'f-
иом токе 1, расч, равном току срабатывания токовой
отсечки 1 с о, который обычио намиоrо больше, чеМ ток
срабатывания максимальиой токовой защиты В ре-
зультате значение предельной кра'fИОСТИ k,o по выра
жению (30) ОК8зьmается весьма большим, а зиачение
Zи, определяемое по кривой предельиых кратиостей
(рис 27, а), иебольшим А фактическое расчerиое
сопротивлеиие наrрузки Zи Ф р За счет сопротнвления
реле РТВ (около 1 Ом) оказывается весьма значи-
тельным и, как правило, больше допустимоrо значе-
ння Zи В результате и полная, и токовая поrрешности
s4
PIIC 30 К пр '\lepy определе.
НI-IЯ Ч}ВСТВIIтеЛ"'IIОСТИ релеиноi\
защиты траНСфОр\fзтора с реле
прямоrо дсиствия РТ\1 (ТОКО"
вая отсе!Ка ТО) и РТВ (мак..
сима Iьная тш(ова я защита
МТЗ) с }че,-о\t денствнтепЫIОЙ
ТОКОВО" лоrреWНОСТli тт (31Iа..
чеН1tя ТОКОВ ПрIInСПС'IIЫ К на-
пряжеfIИЮ 10 ({'3)
ТТ MOrYT быт" Зllачитель-
ио больше 10 % Рас-
смотрим на npll\'epe за-
Щиты трансформатора
мощностью 1 МВ А поря-
док определении чувсrви-
тельности ero релейной
ааЩIIТЫ с учетом дсйстви-
тельиых значении ТОКОВОЙ
поrрешности ТТ на сторо-
не 10 кВ Вначале принимается типовая схема с совме..-
стным включением реле РТМ и РТВ на одну об\lОТКУ
класса Р трансформаторов тока 10 кВ типа ТПЛ
(рис 29, а) 3начения токов К3 приведены иа расчет-
иой схеме (рис 30) Токи срабатываиия выбраны по
выражениям (2J) (29) следующими для макси-
МаЛЬНОЙ токовой защиты 'с. 200 А (примерно
350 % номинальиоrоо тока траисфор\lатора), а токо-
ВОЙ отсечки Iс о 1000 А Коэффициент трансфор-
мации трансформаторов тока пт т 100/5 20
Проверка иа 10 '1. ную ПОлную поrрешность произ_
воднтся по рассмотренной выше методике с помощью
кривой предельных кратностей klO f(ZH) на рис 27, а
Предельная кратиость определяется по выражению
(30) k.o 1,1 Iс 0/1. НО\l т Т 1,1 1000/100 11.
Этому зиачению klO соответствует z" 0,8 Ом, при
которо'\! е J О %, а токовая поrрешиость f несколько
меиее 1 О '10
Рассчитывается фактическое сопротивление на-
rрузки На ТТ при ДВУJ.фазном К3 на выводах 10 кВ
защищаемоrо траисформ атора, т е в зоне действия
отсечки, по выражению 19] z" ф р 2r n p + ZPTM +
+ 2Z PTB + rnep, rде rnp сопротнвление проводов ()11
ТТ до реле, при выполнении защиты в КРУ 10 кв
оно невелико, ие более 0,05 Ом, r пер сопротнвлеНllе
Dереходиых КОНтактов, рекомендуемое значеННе 0'1'
115
0,05 до 0,1 Ом; ZPTM и ZPTB сопротивления реле РТМ
и РТВ, о зиачении которых следует сказать под-
робиее.
Сопротивлеиие реле РТМ при уставке тока сраба-
тывания Ic. р 1000/20 50 А будет ZpTM O,8S
/Р.. р 0,8 . 845/50' 0,11 O !, тде S потребляемая
мощность реле РТМ при втяиутом якоре и токе сра-
батывания, В.А (по каталоrу завода изrотовителя).
Коэффициент 0,8 учитывает, что расцепление меха-
низма привода вЫкЛючателя при срабатыванин реле
РТМ пронсходит неСJЮЛЬКО раньше, чем якорь реле
полностью втяиется, дойдет до упора и сопротивле-
ние реле станет равным значению, указанному в за-
водском каталоrе для втянутоrо положения якоря [12].
Сопротивление реле РТВ при токе срабатывания
Ic. р 200/20 10 А будет ZP'. 118/10' 1,18 Ом,
тде S потребляемая мощность реле при токе сраба-
тывания 10 А и втянутом якоре (по квталоrу завода-
изrотовнтеля). Сопротивление реле РТВ рассчиты-
вается для вТЯliутоео положення якоря, если ток сра-
батывания последовательно включенноrо реле РТМ
превышает ток срабатывания реле РТВ примерио
в 2 раза для реле РТВI РТВIII и в 8 4 раза
для реле PTBIV PTBVI. В этих случаях якорА
(сердечники) обоих реле при срабатывании реле втя-
f'иваlOТСЯ одновременно и быстро: это занимает около
0,02 с [15]. Но с учетом снижения сопротивлення реле
прн больших токах можно принять в проводимом рас-
чете ZPTB 0,8.1,18 0,9 Ом. Это объясняется тем, что
i!Oпротив.теlше реле РТВ с тоКОм срабатывания 10 А
при большнх токах снижается: при токе 20 A дo
0,95 Ом, при 25 A дo 0,9 Ом, при 80 A дo 0,8 Ом.
Суммарное значение Z. ф p O,1 +0,11 +2.0,9+
-f- 0,05 2,06 Ом, что знаЧИтельно больше, чем до.
пустимое z. 0,8 Ом, и, следовательно, поrрешность
траисформатора тока больше 10 %.
Определяется чувствительность отсечки с учетом
деЙСТВlПельной поrрешности трансформаторов тока
JIO выражению (87а). Поrрешность трансформаторов
тока f определяется по рассмотренной выше методике
при максимальном токе К3 I K . тах k..Ic. о. П)JИ
k, 2 для токовой отсечки трансформаторов [1]
/., "'ах 2. 1000 2000 А; максимальная кратность
'/'Ока kma. 2000/100 20. Допустимое значение пре.
.116
дельной кратности klO поп 5 при определеином выше
значении z.. Ф. р 2,06 Ом (рис. 27, а). Коэффициент
А 20/5 4, а поrрешность f 63 % (рис. 28, а).
При токе, равиом 2600 А, трехфазнOI о К3 на выводах
ВН трансформатора коэффнциент чувствительносm
для токовой отсечки определяется по выражению
l37б)
k ) 0,86. 2600(1 O,63)/1000 0,8,
т. е. отсечка ие сможет сработать из эа большой по-
rрешности ТТ. Кроме этоrо, при f» 10 % реле РТВ
максимальной токовой эащиты будут работать мед-
.пениее, чем при 10 %-ной поrрешностн ТТ, так как их
время срабатывания зависит от проходящеrо в реле
тока, а он будет тем меньше, чем больше токовая
поrрешиость ТТ. При вынужденном допущении, что
f> 10 %, необходимо определять время срабатыва-
ния реле РТВ с учетом деЙствительной токовоЙ по-
rрешности ТТ, а это вызовет увеличение врсмени сра-
батывания последующсй защиты (рис. 21).
Поэтому для повышеиня чувствнтельности токо-
вой отсечКИ и для уменьшения времени работы макси-
мальной токовой защиты трансформатора и защит
последующих элементов лучше все! о обеспечить ра-
боту ТТ на трансформаторе 10 кВ с поrрешностью
не болес 10 %. Как один из способов уменьшения по-
rрешности ТТ может быть рассмотрена возможность
нспользования схемы защиты (рис. 29, б), rAe выпол-
нено раздельное ВК:Iючение реле токовой отсечки РТМ
н измерительных приборов на обмотку класса 0,5.
а реле РТВ на обмотку класса Р одних н тех же
трансфор маторов тока.
Рассмотрим возможность выполнения требований
сПравил» [1] для условий этоrо же примера. Про-
веряются на 10 %-ную поrрешность трансформатор!>!
тока класса 0,5 при токе срабатываиия отсечки, имею-
щие следующие параметры: klo I,I.1000/100 11;
2.. ДОП 0,35 Ом (рис. 27,а); z.. Ф р 2,пр + ZPTM +
+ Z". п + 'пер 0,1 + 0,11 + 0,07 + 0,05 0,33 Ом, rде
z.. п сумма сопротнвлений амперметра (0,03 Ом) и
двух электрических счетчиков (СОПРОТИБ..lение каж!
Aoro 0,02 Ом). Такнм образом, z. Ф р < z., поrреш
ность f < 1 О %, и коэффициент чувствительности от-
сечки будет около 2, что соответствует сПраВ1j_
.па м» {1].
91
Сопротивление наrрузки иа эти же трансформа-
торы тока в но;>мальном симметричном режиме рас-
счнтывается С учетом Toro, что якорь реле РТМ на-
ХОдится в нижнем положении и сопротивление реле
равно 0,057 Ом. Суммарное СОПрОТИВЛ Нllе наrрузки
определяется по выражеИI!IО [9) '1'" Ф р 2r пр + 2ртм +
+ '1'". n + 'пер 0,1 + 0,057 + 0,07 + 0,05 0,28 Ом.
что меиьше, чем допускается ('1'"0'" 0,4 Ом) для этих
трансформa-rоров тока из ус. овня работы с нормн-
руемой поrрешиостью [12]. С. едоватеJ!ЫЮ, в!(лючение
реле РТМ и нзмериrсльных приборов на обмот!\}'
класса 0,5 может быть доп} щеио, причем счеТЧИl(l!
Moryr использоваться для расчеТИОIО учета электри.
чес!шй энеРIИИ. В тех случаs!х, КОlда счетчнки ис-
пользуются толыш для техничесКОIО учета, MorYT до-
пускаться сопротнвлення наr f УЗКИ' ббльшие, чем YI(a-
ваиное сопротивление Z.ом [1 .
Для обмотки Iшасса Р проверI(а на 10 %-ную по-
rрешность производится при токе перехода характе-
ристики срабатывання реле РТВ! в иезавнсимую
часть [9, 12J: k 10 1,1 .1,6.200/100 3,5. Допустимое
значение сопротивлення наrрузки при этом равио
3 Ом. Рассчитывается наибольшее сопротивление на-
rрузки на трансформаторы ТОКа при двухфазном К3
за трансформатором СО схемой соединения обмоток
А/)' или У /"'-11 по выражеиию [9] для трехрелейной
схемы Ма!(снмальной ТОIШВОй защиты С реле PTBI
(рис. 29,6): 2".Ф.Р 3'ПР+3ZРТБ + 'пер 0,15 +
it- 3'0,9 + 0,1 2,95 Ом, что примерно равно допусти-
.мому значению Сопротивлення наlРУЗКИ (3 Ом), при
котором полная поrрешность трансформаторов тока
Е 10 %. а токовая поrрешиость f иеCJ(ОЛЬКО меньше
10%.
Друrими способами ПОВЫШеНИЯ чувствительности
защиты на реле прямоrо действня являются: замена
тт на более мощные (с ббльшими допустимыми зна"
чениями Z. илн с более ВЫСОI(ИМИ коэффициентами
трансформацин n т . т ); последовательное включение
мух обмотOI( тт (см. рис. 28,6); переход на реле кос-
венното действия, например РТ-85 (см. далее). Луч-
Шнй ИЗ способов выбирается путем сравнення технИlШ_
ЗкономичеСIшrо расчета вариантов. \
Схемы максимальной токовой защиты и TOKOBOil.
отсеЧI(И на реле РТ-80. В реле ЭТОIО типа, I(БК уже
указывалось выше, имеются ННДУIЩИОИИЫЙ элеМеН1\
98
осуществляющий максима.тьную токовую защиту с за-
I!нсимой характеристикой, и электромаrинтный эле-
мент, Иазываемый отсеЧIШЙ, действующей без вы-
держкн времени при токе, равном нли большем тока
срабатывания [с. о (рнс. 21). При использоваиии всех
реле серии РТ-80 поrрешиость ТТ ие должна превы'
шать 50 % при таКИХ зиачеииях тока К3, косда важиа
точная работа иидукционноrо элемента, чтобы обес-
печить селективность между смежными защитами
(рнс.25).
Схема максиМальной токовой защиты с реле РТ-81
иа постоянном оперативиом токе приведена иа
рис. 31, а и 6 (реле 1 3). Схемы с реле РТ.85 на
переменном оперативном токе показаиы иа рис. 31, в
и а и отличаются колнчеством реле. Схема иа рис. 31, в,
прнменяется для защиты трансформаторов 10 кВ со
схемой соединения обмоток у 1)'. При использова.
иии ее для защиты трансформаторов /'.f)' илн У 1"'.11
чувствительность к двухфазным К3 оказывается
в 2 раза ииже, чем при трехфазных К3 за трансфор-
матором .<рис. 2). Установка третьесо реле РТ-85 обес-
печивает равеиство коэффнциентов чувствительности
при ЭТИХ видах К3. При отсутствни в прнводе выклю-
Чателя TpeTbero электромаrннта отключення (эа.
На рнс. 31, а) можно после небольшоrо нзменення
схемы внутренних соединений в одном из реле РТ-85
применнть схему защнты с тремя реле РТ -85, но
с двумя эо в приводе выклЮчателя (рис. 3I,д). Ка-
тушка реле 3 включается в обратный провод схемы
неполной звезды ТТ, замыкающий КОНТаКТ 2, вклю-
чается параллельно с аналоrичным замыкающим кон-
тактом 2 реле 1, а размыкающий коитакт 1 после-
довательно с аналоrичным контактом 1 реле 1. Таким
образом, реле 1 и 3 при срабатывании вместе или 110
отдельности производят дешунтирование одноrо И
Toro же эо.. Следовательио, при всех видах двух-
фазных К3 за трансформаторами со схемами соеди-
нений /'.f)' и У 1"'.11 в одиом из реле проходит ток,
равиый по зиачению току при трехфазиом К3. Но при
определении чувствителЬиости эо придется приllИ'
Мать только половину тока трехфазноrо К3, что яв-
JlЯется недостатком этой схемы по сравненню со схе-
МОй на рис. 31, а.
Для схем защиты с дешунтироваиием эо «Пр&-
аила» [1] требуют, чтобы поrрешность тт до дешун-
lJ9
O
1Т
71
Рис 31 Схемы максимальной ТОКОВОЙ защиты с зависимой ха
рактеристико:й с реле типа РТ 81 выполненные из постоянном
оперативном токе (а н 6) н нз переменном оперативном токе с
дешунтировзннем электромаrнитов отключения ЗО (б д)
тировання (рис 16, а) не превышала 10 %, т е.
в';; 10 % После дешунтирования (рис 16, б) допу'
скается поrрешность более 10 % Ес"и расчет пока-
зывает, что посЛе дешунтирования ЭО пorрешность
ТТ превышает 10 % (это мол<но определчть по соот-
ветствующей кривой предельнои кратности, как пока.
вано выше), необходимо проверить, ЧТО. несмотря на
увеличение поrрешности f> 10 % и, следовательно,
меньшение тока в реле, сработавшее реле РТ 85 не
возвратится в исходное положение и. ({роме Toro. бу
дет обеспечено надежное срабатывание ЭО с требуе-
100
мым t.оэффициентом чувствительности Для этих про-
верш, необходимо рассчитать действительное значение
ТОIШВОЙ поrрешности Т, используя зависимость на
рис 28, а
В невозможности возврата сработавшеrо реле типа
РТ 85 из за возросшей токовой поrрешности ТТ можно
убеднться по Iшзффицненту чувствительности реле за-
ЩИТЫ в режиме после дешунтирования ЗО, который
опредеЛяется ПО следующему выражению (для схемы
соединення ТТ в неполную звезду):
k J. ,".пО т00) 2k
ч р пт TkBl c р 'ч ПР'
(38)
rде lк mlп минимальное значение первичноrо тока
При расчетном виде 1<3 (выбирается в зависимости от
схемы соединения обмоток защищаемоrо трансфор-
матора н числа peJ'e в схеме ero защиты порис 31),А,
1, р ток срабатывания реле, определяется по выра-
Жению (22), А, n.. коэффициент трансформацни
ТТ, т расчетное зна..ение действитсльнои токовой
поrрешности ТТ при Tol'e срабатывания отсечки 1, о
трансформатора, определяемое по зависимости на
рис 28, а, %, k B коэффициент возврата реле, для
9лектромаrнитноrо злеМента реле РТ 80 Имеет значе-
ние, не превышающее 0,2 0.3. k. р и k. ор коэффи-
циенты чувствительностн для реле, опредеЛенные Q
«Правилах» [1)
Низкий коэффнциент возврата реле РТ 85 иrрает
в данном режиме положнтельную роль, «удерживая:>
реле в сработавшем СОСТОЯНИИ, несмотря на уве.,ТlИчение
поrрешности тт вплоть ДО максимально ВоЗМОЖНоЙ
80 % (рис 28. й). н знаЧение коэффициента чувстви-
тельности реле эащнты до И после деш} нтирова-
ния практически не изменяется Одиако при исполь-
аонании для дешунтирования ЗО полупроводниковых
стройств. имеющих очень высокий, близкий к 1, коэф-
фнциент возврата возможно существенное снижение
коэффициента чу вствительностн реле защнты после
дешунтирования ЗО и, как следствие. неустойчивая
работа дешунтирующеrо устройства
Значения требуемых коэффнциеитов чувствитель-
НОСТИ k I пр примерно 1,5 ДЛЯ максимальной ТОКОВОЙ
защиты н около 2 для токовой отсечки трансфор-
матора [1).
101
чувствителыIстьь эо определяется по выражеиию,
аналоrичному уравнеиию (38), но без учета козффи-
циеита возврата:
J" '"'" (1 тоо)
k., .. о . n,. т' с, .. о k.. пр' (39)
тде 1....o TOK срабатывания электромаrнита отклю-
чения, практически примеияются эо с токами сраба-
тываиия 5 или 3,5 А; остальиые обозначеиия
те же, что в выражении (38). Для эо Tpe
буется значеиие k ч . пр, в 1,2 раза большее, чем Д."я са-
ответствующей защиты, например 2,4 при иаличии Ба
траисформаторе токовой отсечки. Надо отметить, что
при такон, разделыюй, проверке чувствителыlOСТИ для
ре."с и для ЭО защиты ие требуется cor ласования их
токов срабатываиия, как это требовалось в 1950
10-х rодах, т. е. то({ срабатывания дешуитирующеrо
реле может выбираться большим или меиьшим, чеМ
ток срабатываиия дешуитируемоrо эо. Но зато при
соrласоваиии чувствительиости защит по выражеиию
,(28) то({ом срабатываиия предыдущей защиты следует
считать большиЙ из токов срабатываиия: реле или
80, приведеиныЙ J{ первичиой стороие ТТ. Практи-
чески очеИЬ редко ток срабатывания реле ма({сималь- .
ной защиты трансформатора может оказаться меньше,
чем ток срабатываиия Эо.
Для расчетиой схемы, приведеииой иа рис. 30, и
схемы защиты иа рис. 31, д произведем проверку чув-
СтвительиОСТИ реле и эо по выражеииям (38) и (39).
Определяется зиачеиие Фактичес({оrо расчстиоrо со-
противления иаrрузкн 11 при двухфазиом I<З на вы-
водах траисформатора (точ,{а К.): Z..ф р 2rпр+
+ 2ZPT +Z. 0+ rnep O,I +0,2+2+0,1 2,5 Ом,
rде определяющим является сопротивлеиие дешуити-
pyeMoro реле РТМ, ВЫПОЛНЯlOщеrо роль ЭО (при-
мерно 2 Ом при Токе срабатываиия реле 5 А по даи-
иым завода-изrотовителя). Значеиию ZM. ф. Р 2,5 Ом
соответствует klO лоп 4 (рис. 27, а). Максимальиая
кратность определяется с помощью выраже,IИЯ (34)
по току срабатывания отсе'IКИ Ic о 1000 А, умно-
жеиному на минимально допустимыЙ коэффициеит
чувствительиости, равиый 1,8 (вместо требуемоrо зиа-
чеИИя 2): k rn .. 1,8.1000/100 18. Для зиачсния
А 18/4 4,5 по зависимости А 'Ф {f}, приведеииоЙ
иа рис. 28,а, находим, что f 68 %. По выражеиию
102
(38) видно. что блаrодаря значению коэффициеита
возврата реле РТ 85 k. 0,3 чувствительность от-
сечки после дешунтирования ие измеияется и реле не
возвратится в исходное положение:
k 0.86.2600(1 0,68) 2 k
"I.p 20-0.3.50 q.пр,
тде [n. р 1000/20 50 А при nт. т 100/5 20.
Для проверки чувствительиости ЭО по выражеиию
(39) зиачеиие токовой поrрешности f должио опреде-
ляться при токе срабатываиия ЭО, умиожеииом иа
7ребуемый коэффициент чувствительности, который ие
моЖет быть более 2.4. Ток срабатываиия ЭО не бы-
вает более 5 А, и, таким образом, предельиая крат-
ность k 10 по выражеиию. аиалоrичному (30). не пре-
вышает зиачения k!O 1.1.2,4'5/5 2.6. rде цифра
«5» в зиаменателе соответствует вторичиому номи-
иальному току ТТ. При значеииях klO 2.6 допустн-
мая наrрузка ТТ класса Р превышает 3 Ом (рис. 27. а),
что больше возможных зиачеиий фактической расчет-
иой иаrрузки Z..ф. (в этом примере 2.5 Ом). Прн
таком соотиошеиии сопротивлеиий ПОЛиаЯ поrреш-
ность ТТ В < 10 % (и f < 10 %). Следовательио. чув-
ствительность ЭО по выражеиию .(39) можио опреде-
лять без учета поrрешности ТТ:
0,86 . 2600
k....o 22 k",цp.
Но такой высокий коэффициент чувствительиости
характерен только при 1<3 на выводах 10 кВ транс-
форматора. Для этой же схемы защИТЫ (рис. 31.д),
тде устаиовлеиы только два ЭО, при двухфазном 1(3
за трансформатором со схемой соедииеиия обмОТОК
tJ.j v- нли у. /l!.-11 козффициеит чувствительиости ЭО
оказываетсн ЗНачительно меньше:
0,5 . 650
k.... o 3,25.
но больше. Чем требуют «Правила» [1].
При двухфазном 1(3 за трансформатором со схе-
мой соединения обмоток l!./V- пли у /l!.-11 сопротивле-
ние иаrрузки иа тт возрастает [9]: z.. ф. р Зr n . +
+3z PT +z.. o +rne. (длн схемы защиты иа рис.ЗI.д).
Но, учитывая небольшие значеиия сопротивлений реле
103
РТ 85 (ZPT) и ПРОВОДОВ (rnp) , это увеличение нсвелИко
по сравнсиию с сопротивлеиием при двухфазном КЗ
в месте установки ЗdЩНТЫ (оно было рассчитаио
выше 2,5 Ом) Поэтому и при К3 за трансформа
тором наде..кная работа схемы с тремя реле типа
РТ 85 и двумя эо (рис 31, д) обеспечивается Еслtl
ИСПОЛЬЗОВаТЬ схему с тремя реле РТ 85 н тремя ЭО
(рис 31,2), то сопротивлеиие наrрузки ТТ будет при
мерио в три раза выше за счет }троеиноrо зиачеИИЯ
сопротивления ЭО (32. о), т е более 7 Ом, и токо-
вая пorрсшность ТТ существен во возрастет
Для схем защиты с дешунтированием ЭО необхо
димо также проверять выполнение условия (20)
В данно\! примере (рис 30) 12K 2600.1/20
130 А < 150 А Поскольку запас невелик, опреде
пим значение J K с учетом действительной ТОКОВОЙ
поrрешности ТТ в данвой схеме по выражению.
I;K l к , m.. (1 f/(k 3 100)] , (40)
n, .
тде kз коэффициент запаса, принимается примерио
равным 1,2, f токовая поrрешность ТТ, в данном
сл}чае определяемая для режнма до дешунтнрова-
ния ЭО, поскольку задается допустимое значение тока,
переключаемоro ковтактами реле с целью дешунти-
рования ЭО, %
До дешунтировани'1 ZH Ф р 0,3 Ом (сопротивле
ния провоДОВ, реле Р1 85 и переходиыx контактов) и
klO доп 18 (рис 27, а) Значение kmax 2600/100
26, коэффициеит А 26/18 1 4, поrрешность '
30 % (рис 28, а) Тотда по выражению (40) ток
I;K'" 100 А, что значительио меньше допустимоrо
Одновремеиио этот расчет показывает, что при
максимальио возможном токе КЗ (2600 А) ИIIДУК
ЦИОЫlЫй Э,1емент реле РТ 85 СМОт бы работать точно,
поскольку fmax 30 % < {доп 50 % для этоrо тнпа
реле Такои случай ВОЗМОЖLН, если по ошибке будет
установ..чсн бо..чьшой сок срабатывания ТОКОВОЙ от..
ce'IКH в реле РТ 80
Т акиМ образом, выПОЛИенИый пример расчета на-
Д{'ЖНОСТИ и чувствительности слемы защиты с тремя
реле типа РТ 85 и двумя ЭО показывает, что эта
схема момет быть использована при заданных усло-
виях
104
Схемы максимальной токовой защиты с незави-
симой характеристикой и токовой отсечки с реле
РТ-40 и РВ (РВМ). На подстанциях, rде исполь-
зуется постояиный или выпрямленный оперативный
ТО!( защита траисформаторов 10 кВ может выпол-
няться JIa этом оперативном TOKe причем, haK пра..
вило } станав J]иваются макСИмальные ре..'],- TOI<a тнпа
РТ 40 (ранее устанавливались реле ЭТ 520, в настоя-
щес время возможно нспользоваьие Иовых электрон-
ных ре ,е РСТ или соотвстств) ющих блоков D MHoro-
функциональных защнтах I(РУ напряжеиис'>! 6, 10 кВ
типа ЯРЭ 2201)
Принципиальиая схема токовых защит трансфор-
матора 1 О кВ на постоянном оперативном токе пока-
зана на рис 32, а и б Выбор параметров срабаты-
вания производится по выражсниям (21) (25) для
токовой отсечки и по выражеииям (26) (29) для
максимальной токовой защиты Расчетная проверка
ТТ производнтся по выражеииям (30) (36) Особое
внимание следует обращать иа проверку надежности
замыкання контаКтов реле РТ 40 (и особенно реле
ЭТ 520) при максимально возможных .шачениЯх тока
при I(З в месте устаиовки защиты Важиость зтой
проверкн обусловлена тем, что иоминальная мощность
траисформаторов 10 кВ иеВелика по сравиению с мощ-
ностью современных источников питания шин 10 кВ
и, следовательно, можно ожидать больших зиачений
максимальной кратности дЛЯ ТТ (О кВ kmax, вычисляе-
Z] П1J-в1J р ажению (34)
Для Выполнеиия ехемы максимальнои TOKOBOii за..
иты е незавиенмой хараJ<.териетикой на перемснном
оперативиом ток€, как правило, нспользуется пршщип
дешунтироваиия ЗА (рис 16) Поскольк} слабые >'он-
такты реле тнпа РТ 40 ие MorYT пронзводить пере-
ключечИе больших вторичных токов, для дешунтирова-
иия ЗА применяются специальные промежуточные
реле типа РП 341, контакты которых Сllособиы пере-
ключаться под током до 150 А IlOдобио реле РТ 85
(11) Выдержка времеии осуществляется с помощью
'Моторчнковоrо реле времени ncpeMellHoro тока типа
J-BM (рнс 22,8) Прииципиа%иая сле\lа защиты при-
I ведена на рис 32,8 а и д Особенность'о схемы яв-
о Ляется цепь самоудержания промеж} ТОчноrо реле
о типа РП 341, блзrодаря КОТОрой возврат основных
. реле (измерительных и реле времени) после дешуитн-
Щ5
Цепи
пере,.,енноео trOXQ
MDlfcu,.,aJlbHOii
l71(Jио60U аUЩflты
tI DтCeYKи
Цепи
рт 6pe/'feNll рен
".ксиМfJЛЫlDi1
тo o60Й ..щиты
Цепи
пранежgтОЧНhlJI
дешgНfl!UP1JIOII1,НК
pп,(FтW
Рис 32 Схемы максимальной ТО\(ОВОЙ защиты с иеэависимоfl ха..
рактеристикой с токовыми реле типа РТ 40 и реле времени РВ
(РВМ). выполненные на постоянном или выпрямленном опера-
тивном токе (а н б) и на nсременном операТИВIIОМ тоКе с де.
ШУНТИРОВ3JIнем ЭО (в, z н д)
'1 I! 2 реле ТJIП8 РТ.4О токовой oтce'IKH: 8, 4 н 5 репе максимальной
токовой аащиты, Р8 реле времени поетояиноl'О ТОК8. РВМ реле вре
мени nepeMeHHoro тока типа РВМ 12 (Рвм 13): РЛ 1 и рпl реле проме-
ЖУТО'lиые типа РП.З41. дешунтирующие электромD.МlИТЫ 01ключення.
Э0 1 и ОЭJ. p}l ре.ll.е указ8теJlыlеe
106
ровання эо не может npllBecTH к возврату этоrо про-
межуточноrо дешунтнрующеrо реле. Поэтому проверка
чувствнтельностн реле защнты по выражению (38)
пронзводится только для реле Тнпа РП.341, у KOToporo
МОЖет быть установлен ток срабатывания 5 П.Ш 2,5 А.
Но поскольку в тнповой схеме имеется лишь два Ta
кнх промежуточных реле, расчетным TOliO\I в выра-
женнн (38) будет половнна то"а при трс\фазном К3
за защищаемым трансформатором со схе\lОЙ соеди-
нения МУ- или У /1':.-11. Однако низкнй [,о"ффицпент
возврата реле тнпа РП.341 (около 0,3) не ПОЗВО.1яет
ему возвратиться в исходное положение да)hС при
большнх значеннях токовой поrрешности ТТ после де-
wуитирования ЭО. Проверка чувствнтельности ЭО
производится по выражению (39) таю'м же образом,
как для Схемы С тремя реле РТ.85 и двумя эо
(рис. 31,д), и также при расчетном Токе 1., mln, рав-
ном ПОловине тока при трехфазном К3 за трансфор-
матором со схемой соедииения обмоток МУ- илн
У/I':.-Н.
Расчет параметров срабатывания токовых реле и
реле времени в схеме рис. 32, в производится по вы-
ражениям (21) (29), расчетная проверка поrреш-
ности тт (до дешунтировання ЭО) по выражеииям
(30) (3б). Сопротивлеиие фактической наrрузки ТТ
Zи Ф р в этой схеме увелнчивается по сравнению с сО-
противлеиием схемы защнты на ПОСТОЯНIIОМ оператив-
ном токе за счет дополнительных сопротивлений реле
РП-34 1 и РВМ-12 (около 0,1 Ом при уставке 5 А и
ОКОЛо 0,4 Ом при уставке 2,5 А, у каждоrо из них
[9, 11]). Уточнение максимальноrо зиачениЯ В10рИЧ-
Horo (дешунтнруемоrо) тока при необходимосrи про-
нзводнтся по выраженню (40)
Способы повышення чувствительности макснмаль-
ных Токовых защнт трансформаторов. На трансфор_
маторах с напряжением стороны IIН выше 1000 В
(3; б; 10 кВ) ДЛя повышения чувствительности мак-
симальной ТОI<ОВОй защиты к К3 за траНСфОР\1ато-
ром прнменяется пусковой opraH МhиимальНоrо на-
пряжения нлн комбинированный п}сковой opraH иа-
Пряжения Структурная схема максима.1ЬИОЙ токовой
защиты с пусковым орсаном иапряжения (Н <) по-
казана на рис. 33, а При К3 на шинах НН напря-
жение в месте 1<3 резко снижается и пусковой орсан
срабатывает. Одновременио ток К3 вызывает сраба-
101
" BC1ltH!/
6, ..щиты
Рис 33 СТРУl<турная схема максимальной токовой заЩИТЫ с пу-
ском по напряжению (а) и схема комбинировзнноro nyCK080ro
орrаlfЗ напряжеllНЯ (6)
тывание максимальных реле тока (Т», включенных
на 2 или 3 фазных тока трансформатора, что вызы-
вает срабатывание opraHa ВЬ!держки временн В н от-
ключение трансформатора с двух сторон. В друrих
случаях увеличения тока через трансформатор, коrда
MOr}T сработать реле тока Т> (самозапуск электро-
дВиrателей, подключеиие дополнительной наrрузкн на
стороне НН), напряжение на шинах НН не сннжается
до уровня действия пусковоrо opraHa и защнта в це-
лом нс срабатывает (блокируется) Блаroдаря пуско-
вому орrаиу напряження можно не отстраивать мак-
симальиую токовую защиту от токов самозапуска, т. е.
в выражениях (26) и (27) прнннмать k c ", и k рав-
НЫМИ 1 Это позволяет выполннть очснь чувствитель-
НУЮ по току максимальиую токовую защиту трансфор.
lIaTopa суставкой ие более 1,5 номннальноrо тока
трансформатора
Пуск по напряжению осуществляется, rлавным
образом, с помощью ко",бuнuрованноео nусковоео ор-
еана (рнс. 33, б), выполненноrо с одним минималь-
ным реле иапряжения 1 типа РН-50, включенным на
междуфазное напряжение, н одним фильтром-реле
напряжения обратной последовательности 2 типа
РНФ.IМ, разрывающим свонм контактом цепь об-
IOTKH минимальноrо реле 1. Реле 1 может нспользо-
ваться с размыкающим или замыкающим коитактОм
в завнсимости от построеНIIЯ схемы защиты.
Комбинированный пусковой opraH работает сле-
дующим образом. В нормальном режнме размыкаю-
103
щи/i коитакт реле 2 замкиут и через нето подано на-
пряжение на обмошу реле 1. Прн неСИ\1метричном
1(3 появляется напряжение обратиой последователь-
ности, срабатывает реле 2 и размыкает свой контакт
в цепи реле 1, в результате чето реле 1 теряет пита-
ние, возвращается н переключает свои KOHTaI<ТЫ в
положение «На складе» Этим осуществляется пуск
максимальной токовой защнты Прн снмметричном
трехфазном 1(3 реле 2 не срабатывает, но напряже-
ние снижается на всех фазах, в том числе и на тех,
на которые включено реле 1, поэтому оно возвра-
тится, если напряженне сннзится ниже ето напряже-
ния возврата (около 0,5 номннальното)
Ииотда вместо комбнннрованното пусковото ор-
тана напряжеНlIЯ применяется пусковой орта н, со-
стоящий из трех минимальных реле напряжения,
включенных на трн междуфазные напряження, раз-
мыкающие Iюнтакты которых включены параЛJlельно,
т. е. по схеме «ИЛИ" (рис 15,а). Три репе нсобхо-
днмы для тото, чтобы ПУСIЮВОЙ ортан надсжно дей-
ствовал при всех сочетаниях двухфазноrо 1(3,
A B, B C, C A, поскольку лншь напряженне
между замкнувшимися фазами снижается до нуля.
Техиические характеристикн реле РН-50 н
РНФ-1М прнведены в работе [11]. Условия расчета
параметров срабатывания (уставок) пусковых орта-
нов напряжеиня и прнмеры расчета рассмотрены в
работе [9].
Однако при номинальном напряжении стороиы
НН трансформатора ниже 1000 В, в частности 0,4 кВ,
пусковой ортан напряжения может вызвать ОТКаз за-
щиты по напряжению прн трехфазном 1(3 через
переходное сопротивленне в неСhОЛЬКО миллиом.
Практика показывает, что большинство повреждеинй
на щинах 0,4 кВ очеиь быстро пеРС'"<J.J.НТ в трехфаз-
ное 1(3 с переходным сопротивлением в месте I(З до
15 мОм (<<раздувается» электрическая дута). Поэто-
му с середины 1980-х тодов пусковые орrаиы нанря-
жения в схемах максимальных токовых заЩIIТ транс-
фОрl\lаторов 6 (10) /0,4 кВ не устанавливаются. В свя-
зи с этнм при большой доле эле"тродвиrателей в
наrрузке трансформатора ето маКСllмальная токовая
защита без пусковоrо opraHa напряження мОЖeJ1
иметь большой ТОК срабатывания и потерять способ-
ность к дальнему резервироваиию. Для целейдальиerо
109
резервировання разрабатываются специальные защи
ты, имеющие ВЫСOJ<УЮ чувствительность к удаJlСН
ным трехфа.!JlЫМ К3 в сети 0,4 кВ, но надежно
отстроенные ОТ режима самозаПУСIН!. Э.l1ектро;:щиrате--
леЙ 0,4 кВ Наряду с этим следует оrраничивать чис-
.по электродnиrателей, участвующих в самозаПУСI{е,
путем автоматичсскоrо отключения с ПОМОЩЬЮ за 4
щиты МИНИМ8J1Ьноrо напряжения электродвиrателей
неответственных механизмов. При расчете Тока сра-
батывания МаКсимальных токовых защит (без пуска
по напряжению) следует учитывать только те элек.
Тродвиrатели, которые участвуют в самозапуске [9J.
9. СПЕЦИАЛЬНАЯ ТОКОВАЯ ЗАЩИТА
НУЛЕВОй ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ
ОТ ОДНОФАЗНЫХ из НА ЗЕМЛЮ
В СЕТИ НН 0,4 кВ
Принцин действия и область применения. Спе-
циальная токовая защита нулевой последовательно-
сти от однофазных К3 на землю устанавливается на
поннжающих трансформаторах с соединением обмот-
ки НН в авезду с выведенной нейтралью, которая
2ЛУХО ааземлена (в отличие От нейтралей, которые
MorYT ааземляться через индуктивное или активиое
сопротивление). Измерительным opraHoM защиты ну-
.левой последовательности является ОДНО макснмаЛЬ
НОе реле тока То, включенное через трансформатор
:roKa и в заземлеиную нei!траль (рис. 34, а). В HOp
мальном режиме работы трансформатора сО cTporo
симметричной наrрузкой всех трех фаз и при отсут-
ствии в сетн НН токов высших rармоник ток в неЙ
трали трансформатора теоретически раВен нулю.
Прю(тически ТОК в нейтра.ли. называемый ТОКОМ не--
ба..1анса, не равен нулю и иноrда может достиrать
больших значений, что ведет к переrреву трансфор-
матора и уменьшает срок ero службы. Поэтому
[ОСТ 11677 85 (а также предыдущие ero нздания)
оrраничивает допустнмое значение тока иебаланса в
нулевом проводе: не более 0,25 номинальноrо (фаз-
иоrо) для трансформаторов со схемой соединения об-
моток У /у- и не более 0,75 для трансформаторов
6/У-. От этоrо допустимоrо тока небаланса защита
110
й} \ВН 10 кВ
1 CCNqUH ни
АВ Л сех:он n/f
ттнп То
М
Рис. 34. Схемы включения максимальных репе тока То спеuиаль-
ной токовой защиты нулевой последоватепЬНОСТl1 от однофаз..
ВЫ"' 1\.3 иа зе\:lЛIО траНСфОР\:I3ТОрОВ СО схе\о!а..ш соединеllИЯ
обмоток у /V и /)./V. а через 11 в З3ЗСi\1леIIllУЮ иейтраль за...
щищаемоrо трзltсформатора б в н}левой ПРОПОД схемы coeAII..
неJlИЯ трех 17 в ПОЛНУIО звсзду
Т токовые репе М8КСllа1llЛЬJIQI1 ТQKOBOII защиты ОТ IoIСЖnYФЗЗIIЫ'( кз;
тrНЛ тр81lсформатор тона Ilулевоn последовательности кабеJlЬНо:rо тн.
па (тзр. rэл) ДЛЯ 8КЛЮЧСНИЯ реле То выносноА защиты от одиофазнWI
КЗ 118 зеМЛЮ на ОТХОДЯЩИХ элеыентах O 4 кВ
нулевой последовательности, как правило, ДОllжна
быть отстроена.
При однофазном К3 на землю на шинах или в
сетн НН через заземленную нейтраль проходит ток
I IJ (рис. 4, 5 и 34, а), вызывающий срабатывание
защиты нулевой последовательности. Как уже ука-
Зывадось, ток однофазноrо К3 на зем,тю в сет"
с rлухозаземлеииои иейтралью иазывают утроеННЫ>1
током нулевой последовательности (I ) 3Io), по-
этому и защнта от К3 на землю называется защитой
Нулевой последовательности. Она относится к rруппе
так называемых фидьтровых защит, реаrирующих на
симметричные составляющИе обратной и.ти нудевой
последовательности токов (напряжениfl) КЗ. По срав-
Нению с токовым н защнтами, реаrирующими на по,т-
Ш
ные фаЗIШ_ 10Ш (lJапример, максимальиой ТОКОВОЙ
защитй), фН_1ЫРО'3ые токовые защиты всеrда имеют
БOJIее ВЫСOl(ую Ч} !Jствительность к несиммеТРИЧIJЫ\!
к:з, ПОСКОlЬКУ И" ие иужио отстраивать от снерхто
ков при самозапусках и neperpy \(ax, которые явля-
ются СНМ\lетричны\fИ режимами и не сопровождаются
появление\! токов обраТlIOИ и нулевой последователь-
ности Недостатко\t фИ1ЬТрОВЫХ защит является их
бездеиствие при треХфЗЗIJЫХ СИМ\lетричиых К:З
БЫПО1llеиие специаJ1ЬНОЙ токовой защиты нулевой
последовательности треб}ет отиосительно больших за.
трат, особеНIJО при неоБХОДИМОС1И прокладки длин-
Horo KOHTpO.:1bIlOrO кабеля от OCHoBHom щита НН до
к:ру 10 кБ Д.:1я передачи импульса на ОтКlючение
ВЫI(лючателя 1 О кБ трансформатора Поэто\!у раньше
"мелись неlюторые допущеиия, позволявшие не вы-
полнять "ту защиту ОДIIЮЮ иа прю<тике защнту иу-
левой последователыIстии всеrда стремились устаиав-
ливать, rлавным обраЗО\l Д1Я целей да_1ьнеrо резер-
вирования однофазных К:З в сети 0,4 кБ При этом
следует ПО'lНить что для да чьнеrо резервироваиия
эта защита до жн? быть не только чувствительной
по току, ио и быстродействующей, поскольку весьма
ЧdСТО однофаЗНЬiе I<З на эмментах 0,4 кБ быстро
переходят в трехфазные, при которых защита иуле-
вой последовательности не работает
Схемы защиты нулевой последовательиости. Изме-
рите lЬИЫЙ opral1 специальной токовой защиты нуле-
вой последоватечьности от одиофазных К:З выпол-
II"ется электромапlИТНЫМ максима.ТЬНЫМ ре. Те тока
РТ 40 Применение иидукциоиноrо ре.lе РТ-80 ие ре.
комендуется, посколы(у при мады" краТlIOСТЯХ тока
это реле срабатывает со значительным замедлеиием
(рис 21) Реlе тока ТО ВКЛЮЧ8"ТСЯ либо по схеме
рнс 34, а, либо 34, б, rде реле 11 "ключеиы в нулевой
провод схемы соедиие!!ия тре" траНСфОР\lаторов тока
в полиую звезду НУlевой провод полной звездЫ яв-
ляется фильтром токов нулевой последовательности,
Tal( как в иормальном симметричиом режнме наrруз-
IШ rеометрическая сумма одииаковых по значению
70КОВ трех фаз равна нулю и в иулевом проводе про-
]юдит лишь ток небалаиса, а при однофазном К:З на
8е\!лю ПОЛНЬiй ток однофазноrо I<З l . Быбор
схемы включения реле То зависит от первнчиой
схемы.
112
Выдержка временн защнты осуществляется с по
f.lощыо реле времени, которое срабатывает и начинает
отсчитывать время после замыкания заМЫhающето
J{OHTaKTa реле ТО
Расчет пара метров срабатывания: уставок по току
И по времени. Ток срабатывания защиты выбирается
по следующим условиям, обеспечнвающим
несрабатывание (отстройку) ОТ токов, которые мо-
J'YT проходить по заземленной нентралн обмоткн НН
траисфор"атора прн несимметрни натрузки в НОр-
мальном режиме (допустнмые значення токов неба-
панса указаны выше),
соrласование по току и по времени с за-
щитами элемеитов, отходящих от сборкн НН (на
рис 34, а показаны автоматнческнй выключатель АВ
со встроенной зашнтой н плавкий предохрани-
rreJlb Пр),
необходимые 11] значения коэффнциента чувстви-
тельности при однофазиом I<З в основной зоне дейст-
вия (на сборке НН) н в зоне резервировання (на
элемеитах сетн НН при отказе нх собственной за-
щиты)
Соrласование чувствительности рассматриваемой
защиты трансформаrора и защит элементов, отходя-
щих ОТ сборки иа стороне НН (рнс. 34,а), по «Пра
вилам» 11] не считается обязательным Это объяс-
ияется тем, что выполненне условия соrласования
с защитными характеристиками автоматов и предо-
хранителей относительио мощных элементов 0,4 кВ
приводит к увеличенню тока срабатывания защнты
иулевой последовательности трансформатора Однако
отсутствие cor ласования по чувствительности между
, последу.ощей защитой ТРdнсформатора н предыдуши
\lН защнтами о"'ходящих элементов достаточно часто
вызывает неселективное ОТКЛIOчение питающеrо TpaHC
форматора прн таких I<З, КОlда защита прсдыдушето
элемента оказывается недоиаточно чувствнтельной
(иапример, 1<3 в обмотке электродвиrателя или на
удаленной <-борке) Наилучшие условия для соrласо-
вання обеспечиваются в тех случаях, коrда на отно-
сительно мощных элементах 0,4 кВ устанавливается
дополнительная токовая защнта НУJIевои посщщова-
тельностн без выдеРЖhН времеии, действующая на
отключенн!' автоматическоrо выключателя (автомата)
данното элемента (защита 1 на рнс, 34,6),
5 М. А. ШабаJl,
ЩI
При токе срабатываиия, выбранном только по перJ
вому условию, рассматриваемая защита всеrда нмееТ
достаточный коэффициеит ЧУВсТвнтельиости при одно-
фазных К3 иа сборке НН и, как правило, в зоие ре-
зервироваиия, если, разумеется, первичиая схема
сети НН создана с учетом требований да.пьнеrо ре-
зервирования. Расчеты токов К3 в сетях 0,4 кВ рас-
сматрнваются в работе (7).
Время срабатывания защиты иулевой последова-
телЬНосrи выбирается лшII.uмалыI.м.. Если иа элемеИ-
тах сети 0,4 кВ имеется дополнительиая защнта ну-
левой последовательиости без выдержкн времени
(ре.че 1 на рис. 34, б), то защнты иу.чевой последова-
тельности на вводах 0,4 кВ траисформатора MoryT
иметь t,. 3 0,3+-0,4 с, а в нейтрали на ступень се-
лективностн выше, т. е. O,6 O,7 с (соответственно
защиты 2 и а на рис. 34, б). Рекомендуется приме-
нять наиболее точиые электронные реле времени.
10. r АЗОВАЯ ЗАЩИТА
Приицип действия и область примеиеиия. rазовая
ващита предназначена для защиты силовых транс-
форматоров с масляным заполиением, сиабженных
расширителями, от всех видов внутренних поврежд;)-
ИИЙ, сопровождающихся выделением rD.за, ускорен..
ным перетеканием масла из бака в расширитель, а
также от утечки масла из бака трансформатора.
Измерительным opraHoM rазовой защиты является
азовое реле. rазовое pe.le представдяет собой метал-
лический сосуд с двумя поплаВками (э.чсмеитамн)'.
который врезается в наклониый трубопровод, связы-
вающий бак трансформаrора с расширителем. При
нормальной работе трансформатора rазовое реле за-
полнеио траисформаТОРI1ЫМ маслом, поплавки нахо-
ДЯТСЯ в поднятом положении и связанные с ними элек..
трические коитакты раЗОМЮlУТЫ. При незначительном
повреждении в траисформаторе (например, витковое
замыкание) под воздействием MecTHoro иаrрсва из
масла выIе.пяютсяя rазы, I\.OTOpbIe поднимаются вверх,
К КрЫШке бака, а затем скаП.пнваются в верхней частИ
rазовоrо реле, вытесняя из Hero масло. При этом
114
верхиий из двух поплавков (элементов) опускается
вместе с уровнем масла, что вызывает замыкание ес()
коитакта, а следовательио, предупредительиый сиr-
нал. При серьезиом повреждеиии виутри траисформа-
тора происходит бурное rазообразование и под воз-
действием выделившихся rазов мас.то быстро ВЫТеС-
няется из бака в расширитель. Поток масла проходит
через rазовое реле Н заставляет сработать нижний
поплавок (элемент), который дает команду на отклю-
ченне поврежденноrо траисформатора. ЭТОТ элемеит
срабатывает также н в том случае, если в баке транс-
форматора сильно понизился уровень масла, напри-
мер при поврежден ин бака и утечке масла.
rазовая зашита является очеиь чувствнтельной и
весьма часто позводяет обиаружить повреждение в
трансформаторе в самой начальной стадии. При
серьезных повреждениях трансформатора rазовая за-
шита действует достаточно быстро: O,I O,2 с (при
скорости потока масла ие меиее чем на 25 % выше
уставкн). Блаrодаря этим достоивствам rазовые реле
обязательно устаиав.qиваются на травсформаторах
мошиостью 1 МВ.А и более (fOCT 11677 85). Для
внутрицеховых трансформаторов rазовая зашвта
должна выполняться при МОш1l0СТВ трансформатора
0,63 МВ.А в более.
Типы rазовых реле и схемы rазоной зашиты на
трансформаторах 10 кВ. На трансформаторах MOry'l'
быть установ..теllЫ следуюшие тнпы rазовых реле!
поплавковые тнпа ПfЗ-22 (выпуск их прекрашев в
середиве 60-х rодов), чашечковые типа рrЧЗ-66 (вы-
пускались с 1966 по ]978 rr.) и реле Бухrольца типа
BF-80/Q производства fерманской Демократическои
Республики (устававливаются на отечественных
трансформаторах с начала 70-х содов по иастояшее
время) .
Все rазовые реле должны нметь два элемента и
обеспечивать замыкание двух НезависимЫХ электри'"
ческих цепей: сиrнальной и отключаюшей. В схеме
rазовой зашНТЫ должиа быть предусмотрена возмож-
ность перевода действия отключаюшеrо элемента на
сиrнал.
Источниками оперативноrо тока для rа30ВОЙ за-
шиты мосут служить аккумуляторные батареи, блок!!
питания, предварительно заряженные кондеисаторы и
'Iрансформатор собственных нужд ТСН или трансфор-
Б'
1111
матор напряжения ТН. Последиие нспользуются
в тех случаях, коrда друrне защиты трансформа-
тора (токовая отсечка, диффереf'циальная и макси-
мальная токовая) имеют друrой ИСТОЧИик оператив-
HOro тока, например трансформаторы тока (схема с
дешунтироваиием ЭО, рис. 16).
Реле Бухrольца. [азовое реле Бухrольца выпу-
скается Маrдебурrcким заводом электротехники и
приборостроеиия (EGEM) в [ерманской Демократи-
ческой Республике. В нашу страну постаВЛЯется с иа-
чала 70-х rодов одна из модификаций реле Бухrоль-
ца: двухпоплавковое реле BF-80/Q (символ В указы-
Вает на иаличие двух элементов (поплавков), F Ha
способ креплеиия флаицем, Q на квадратиую
форму флаица, цифра 80 внутренний диаметр. в
Миллнметрах, трубопровuда, в который врезается ra-
Зовое реле).
Реле Бухrольца, в тОМ числе BF-80/Q, состоит нз
металлическоro корпуса, КрЫШКИ и BCTpoeHHoro БЛО 4
ка Для осМотра встроеиноro блока в корпусе имеются
застекленные отверC'iИЯ с ОТКИдНЫМИ крышками. Есть
также пробный кран для отбора rаза н контрольная
клавиша для опробования действия реле путем нмн-
тацИИ ухода масла из траисформатора.
Встроенный блок двухпоплавковоro реле (рис. 35)
состоит из двух элементов' BepXHero (сиrнальноrо) и
иижиеrо (отключающеrо). к верхнему поплавку 3 сиr-
наЛЬНоrо элемента жестко прикреплеи ПОстОянный
Маrнит 6. При уходе масла нз корпуса реле верхний
поплавок 3 поворачивается в направлении, покзззн-
НОМ сrреJ1КОЙ, Маrиит 6 приближается к МаrНИтО
УПравляемому контакту 5, что вызывает замыкание
цепи сиrиализации (два правых зажима 4).
Нижиий (отк..ючающий) элемент состоит нз ПО-
плавка 9, жестко прикреплениоrо к нему Постоянноrо
МаrИИта 7, маrнитоуправляемоrо контакта 8, а также
HanopHoro клапана (заслонки) 1, который удержи-
вается в ИСХОДНОМ СОСТОЯНИИ батареей постоянных
Маrнитов 2 Зазор между Маrиитами и иапорным кла-
паном может изменятьсЯ в зависимости от Toro, при
какой скорости потока масла (уставке) должно сра-
батывать реле Для rазовои защнты трансформаторов
10 кВ используется наименьшая уставка 0,65 м/с.
Прн серьезном повреждении трансформатора, ко-
торое СОПРОВОЖдается бурным rазообразованием и
116
s
2
f
Рис. 35. Двухпоппав-ко'вЫfl. блок rазоВ'оrо реле типа BF 80/Q
(Ву;х.rолъча) ОрОИЗВQдства fермаиской Демократической Реа1уб..
JJИКИ
сильным перетоком масла из бака в расширитель,
поток масла входит в rазовое реле и опрокидывает
напорный клапан (заслонку) 1 (на рис. 35 направ,
.nенне потока масла показано стрелкой). При зтом
поворачиваются нижНнй (ОТКЛЮ'lаIOЩИЙ) поплавок 9
и жестко прикрепленный к иему постояииый маrИИТ
7. После приб.,,,жения маrиита 7 к маrиитоуправ,'яе--
мому контаК1У 8 замыкается цепь отключеllИЯ rазовоi!
защиты (два левых зажима 4).
При уходе масла из бака траисформатора И, сле-
довательно, из rаЗОБоrо реле, отключающий поплаВоК
9 опускаесся, поворачиваясь таким образом, "то по-
СТОЯIIНЫЙ мапшт 7 приближается к маrиитоуправляе-
мому коитакту 8, в рсзультате 'Iero замыкается цепь
Отключеиия от rазовой защнты. .
Для проверки работы сиrиальиоrо н ОТКЛЮ'lаЮi
щеrо элементов на реле иМеется контрольная КЛа-
i!иша, закрытая колпачком. Должны быть приняты
Меры, чтобы исключить случайное нажатИе этой кЛа-
11'i'
виши на работающем траисформаторе. В 1984 r. Мии-
эиерrо СССР выпустило методические указания по
обслуживаиию rазовых зашит, В том числе с реле
BF 80/Q.
11. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ ТОКОВАЯ ЗАЩИТА
Приицип действия и область применеиия. Диффе-
ренциальная токовая защита относительно редко
устанавливается на трансформаторах 10 кВ, однако
сПравила» допускают установку этой защиты в тех
случаях, косда, напрнмер, Токовая отсечка трансфор
маторов от 1 до 2,5 МВ.Д ие удовлетворяет требова
ИИ ям чувствительности ( 7). Поэтому далее кратко
рассматриваются принцип действия и схемы днффе-
ренциальных защит трансформаторов 10/6 и 10/10 кВ
с выключателямн и трансформаторами тока на обеих
сторонах.
Прниципиальиая схема продольной дифференци,
альиой защиты с циркулирующи,ш токами показана
На рнс. 36 для одной фазы какоrо либо элемента,
имеющеrо в начале и в конце ОДIlнаковые по значе-
нию первичиые ТОКИ (/н Il 2). Между трансфор-
маторами тока lТТ и 2ТТ находится зона действия
дифференциальной защиты. Вторичные обмотки эт""
ТТ соединяются последовате..чыlO (конец lТТ с нача
лом 2ТТ), а токовое реле диффереициальной защитЫ
Т Д подк"ючается к ним парал"еJlЬНО.
П рн К3 в точке К. за предеJlами зоны действия
дифференциальиой защИ1Ы (такое К3 наЗЫВается
внешним или сквозным), а также в нормальном ре-
жиме иаrрузки вторичные токи трансформаторов
тока, соответствеиио 12 ' и 1. ., циркулируют по сое.
динительным проводам (плеча..) защнты (рис. 36, а).
При одинаковых коэффициентах трансформации
'rрансформаторов ТOl<а lTT и 2ТТ и их работе без
поrрешностей значения вторичных ТОКОВ 12 I И [2--2
равны между собой, а иаправлеиия их в реле ТД
противоположиы. Следовательно, в рассматриваемом
идеальном случае ток в реле Т Д равеи иулю.
Таким образом, по прииципу действия диффереи
циальиая защита не реаrирует на повреждения вне
ее ЗОНЫ действия, Т. е. на сосеДlШХ Э '1еМентах (линиях,
двиrатслях И Т. п.), и поэтому может быть выполиена.
118
D} ')
fТТ
112" 1 112"
1,.,
tlN
Рис. 36. Принципиапьная схема ПРОДОЛЬНОЙ диффереиnиаJIЬНОЙ
защиты с ЦИРКУЛИРУЮЩИМИ токами а токораспределепие ЦРН
1<3 ене зоны действия (внешнем 1(3); б то же при 1<3 в воне
действия защиты
без выдержки времеии. Эта защита отиосится к rруп.
пе защит с абсолютиой селективиостью.
Практически В режиме паrрузки, и особеино прн
внешнем К3, ток в реле Т Д не моЖет быть равен
нулю, поскольку трансформаторы тока lТТ и 2ТТ
имеют разные значения полных поrрешностей и даже
при равных первичиых токах вторичные токи 1, , И
,. . ие равиы между собой. Ток в реле Т Д в режимах
иаrрузкн и виешиеrо К3 называется током небаланса.
Для обеспечения несрабатываиия диффереициаль-
IIOЙ защиты В ЭТИХ режимах ток срабатывания реле
ТД выбирается большим, чем ток небалаиса:
1...;;;' k.l. б . (41)
rAe k. коэффициеит иадежиости. принимаемый дли
современных диффереициальных защит примерно рав-
.ным 1,3.
При К3 в зоие действия дифференциальной защи-
ты (рис. 36, б) в случае д8устороииеrо питания защи.
щаемоrо элемента направлеиия первичиоrо 1'-2 и 8ТЦо
рИчиоrо 12 2 тока ИЗмеияются на yrол 180.. При этом
в реле Т Д проходит сумма токов К3:
1... 1.., + 12-2.
и реле Т Д срабатывает иа отключеиие повреждениоro
элемеита от источников питания. При одиостороннем
питании в реле Т Д ПрОХОдит один нз токов К3: I' I
119
или 12 2' При этом дИффереициальиая защита также
должна срабатывать на отключенне. Режим односто-
pOHHero питания является расчетным при оценке чув
ствительностн дифференциальной защиты, которая
производится с помощью коэффициента чувствитель-
ности [1)
k.,,===lp, mш/1с_р 2,
(42)
rде lp. mln 12 1 нлн 12 2 (рис. 36, б).
Особенности выполнения дифференциальиой за-
щиты трансформаторов. Прн выполненни продольных
дифференциальных защнт трансформаторов (в отли
чне от аналоrичных защит reHepaTopoB, линий) прн
ХОДИТСЯ считаться с возможностью возникновениЯ
больших токов небаланса из за следующих прнчнн:
1) нмеетсЯ ток "амаz"uчuва"uя, проходящнй
только по обмотке трансформатора со стороны пн-
тання н появляющийся поэтому В реле как ток не-
баланса; при включенин трансформатора под напря
жение бросок тока Ilамаrничивания (БТН) может в
5 8 раз превысить номинальныЙ ток трансформа-
Тора;
2) первичные номинальные токи сторон ВН и НН
"'рансформатора 1ui рав"Ы между собой (нсключение
представляет трансформатор 10/10 кВ); как правнло,
неравенство характерно и для вторичных "'оков (l2 1
И lH на рис. 36);
3) трансформаторы тока lТТ и 2ТТ (рис. 36), как
правило, раз1tOтuп1l.ые t имеют разные вольт-амперные
характеристикн, разные сопротивления наrрузки н,
'как следствие, прн внешних КЗ онн работают с раз-
НЫМИ значениями ПОЛНОЙ поrреШНОСТИ 1 ЧТО увепичн
вает неравеиство значеннй вторичных токов 12 1 И
lH;
4) прн схеме н rруппе соединения обмоток, отлич-
ной от нулевой, имеется фазовый сдвие между пер
внчиыми токамн в выводах трансформатора, напри.
мер: прн стандартной схеме и rруппе соедннения об-
моток Y/{I,.-II (см. рис. 38) фазовый сдвиr составляет
300; еслн не принять специаJIЬНЫХ мер, этот же фазо-
вый сдвиr будет и между вторнчными тоКами и вызо-
вет недопустнмо большой ток небаланса в реле дИф
ференциальиой защнты.
Кроме тoro, тоК небаланса в дифференциальной
'защите появляется при измененни (реrулированин)
120
напряжения иа ОДИОЙ из сторои траисформатора с
целью поддержання нормальноrо иапряжения у по-
требителей при колебаииях напряжения на шииах
ВН. Прн большиХ диапазонах реrулирования иапря-
жения под наrрузкоЙ (РПН) и, следовательно, боль-
ших изменениях тока ТОЛЬКО На ОДНОЙ из сторон
трансформатора приходится принимать специальные
меры для обеспечения иесрабатывания дифференци-
альноЙ заЩиТЫ при внеШНИх кз. Поскольку большне
диапазоиы реrулнрования напряжения характериы
для траисформаторов более высоких классов н3IIря-
жени я, здесь ие рассматриваются особенности выпол-
неиия дифференциальиых защит на трансформаторах
с РПН (9).
Способы ОТСТРОЙКИ диффереициальных защит от
броска тока иамаrиичиваиия (БТИ) при включеиии
трансформатора под напряжеиие. Ток намаrничнва-
ииЯ прн включе,ши силовоrо трансформатора под на-
пряжение может достИrать, как уже указывадось.
( 8)-Kpareoro зиачениЯ иомииальноrо тока, но ои
быстро затухает и через O,5 1 с стаиовится уже на-
MHorO меньше номинальноrо. ЭТа особенность исполь-
зуется для выполиения rрубых, но быстродействую-
щих дифферендиальных защит так иазываемых
диффереицнальных отсечек. Ток срабатывания отсеч-
ки выбирается в 3 4 раза больши.. иомннальноrо
тока трансформатора [3, 91. Иноrда коэффициент
яувствительности дифференцнальноЙ отсечки соответ-
ствует условию (42). Для диффереициальной отсечки
используются обычные максимальные реле тоКа типа
РТ-40 без каких-либо дополнений. Однако БОЛЬШНIf-
ство днфференцнальных защит трансформаторов
выполнено н будет, очевидио, выполняться на специ-
альных реле, которые MorYT обеспечить надежную от-
стройку от 5ТН и вместе с Тем высокую чувствнтель-
иость дифференциальиоЙ защиты к токам кз в зоне
действия. Для Toro чтобы дифференциальная защита
моrла реаrировать на повреждения внутри трансфор-
матора, сопровождающиеся малыми токамн кз, ток
срабатываиия этой защиты желательно иметь в пре-
делах от 0,3 до 0,5 номинаЛЫlOrо тОКа. Решить эту
задачу очеиь иепросто.
В современных дифференциальных реле для от-
стройки оТ 5ТН нспользуют особенности апернодиче-
СКОй /lесннусондальной формы крнвой 5ТН в днффе'
l
'VC' 'I M
8T'
ЛАлt {к t
D D
Рис 37 Апериодическая форма кривой броска тока намаrннчи..
вания в ОДНОЙ И3 фаз при включении трансформатора Под напри..
1Кение (а) и периодическая синусоидальная форма кривой тока
в дифференциальной цепи при К3 в трансформаторе u при ра..
боте ТТ с полной пorрешиостью не более 10 % Е 10 % (бl
ренциально!! цепи при включении трансформатора
"пОД напряжение, а ИменИО
смещение кривой БТН в одиу стороиу от нулевой
лииии и отсутствие обратиых полуволи (рис. 37,а);
наЛИчие в БТН бестоковых пауз длительиостыо
коло 7 10 мс (рис. 37,а),
иаличие в выпрямленном БТН, наряду с постоян-
ной состаВ 1яющей, также переменной составляюще1l:
промышленио!! частоты, при выпрямлеиии СННУСОIf-
дальноrо тока (р ис 37, б) переменная составляющая
промышленно!! частоты отсутствует
Сейчас подавляющее большинство днфференцП\
ИЛЬНЫХ защит в иашей стране выполнено иа отечесТ-
Вениых реле сери!! РНТ.560 н Д3Т-IО, в которых дли
отстройки от БТН используется первая из neречислен-
нык особеиностей В ЭТИХ реле исполнительный opraH
(реле типа РТ -40) включен в днфференциальиую цепь
защиты через промежуточный трансформатор тока,
работающиЙ с повышенио!! нндукцией в маrинтопро-
Боде I(оrда в первичную обмотку TaKoro трансфор-
матора тока подается однополярный ток (рнс 37, а),
апериодическая составляющая этоrо тока вызывает
rлубокое иасыщение маrиитопровода, Весь первичный
ТОК станоВИТСЯ током намаrничивания н В идеальном
случае во вторичную обмотку не трансформируется.
Следовательно, испоЛнительиый орrаи, включенный
на вторичную обмотку насыщенноrо трансформатора
тока, ие моЖет сработать. Такой трансформатор тока
называется быстронасыщающимся (БНТ) или иасы-
щающимся (НТТ).
Если происходит 1(3 а зоне действия защиты и че.
рез первичиую обмотку НТТ проходит синусоидаль<
l
ный двухпОЛЯРIIЫЙ ТОК К3 (рис. 37,6), то НТТ траис
формирует этот ток во вторичную обмотку и обеспе-
чивает срабатывание исполиительиоrо opraHa реле
РНТ или Д3Т. Надо отметить, что ток К3 также
может иметь апериодическую составляющую, которая
насыщает НТТ и препятствует трансформации перио
диqеской составляющей Но апериодическая состав-
Jiяющая тока К3 быстро затухает, после чеrо реле
срабатывает за счет периодической составляЮщей.
Полное время срабатывания защиты с НТТ при са-
мых неблаrоприятных условиях ие превышает 0,\2 с.
В ОТЛичие от описаиноrо идеальноrо случая реаль-
Ный НТТ траисформирует часть однополярноrо тока
иамаrниqивания Кроме Toro, при вклюЧеииИ трехфаз-
Horo траисформатора под напряженне в одной из фЗ'Э
может отсутствовать апериодическая составляющая
броска тока намаrничивания (так иазываемый перио
дический ВТН, которыи хорошо траисформируется
НТТ). Такая форма кривой тока на входе НТТ может
иметь место и в том случае, если ОСИОВllые трансфор-
маторы тока диффереициальной защиты работают с
большими поrрешностями и трансформируют только
периодическую составляющую броска тока намаrии-
чивзнИЯ Все ЭТИ ВОЗМОЖНЫе случаи не позволяют вы-
полнить с IIOМОщью НТТ высокочувствительную днф
фереИЦИ"JiЬНУЮ защиту силовых траисформаторов.
ПраКТllчески ПРЮlIIмается ток срабатываиия для реЛе
РНТ 560 не меНее 0,9, а для Д3Т-\1 не меиее \,\ ио.
мииальноrо тока траисформатора. а чаще н более
[91
Вторая особениость ВТН использована при созда
нии времяимпульсноrо реле, НЗ основе КОТОРOl о вы-
полнена отечествен'IЗЯ защита серии Д3Т-20 Одиако
из за сложности, больших размеров и высокой стои
мости она ие может найти при\!енения в распредели-
TeilbHbIX сетях Эту же особенность ВТН использо-
вали создатели бесконтактиоrо устройства типа УВ,
которое должно включаться как приставка к реле
сернй РНТ 560 и Д3Т-IО Устройство УВ позвоqяет
сиизить ток срабатывания диффсренциальиой защиты
трансформатора при синусондалыlOЙ форме кривой
тока К3 (рис 37,6) до O,3 O,5 номинаЛЫlOrо тока
трансформатора, поскольку при синусоидальном токе
УВ ие срабатывает. При появлеиии ВТН устройство
У6 nредставляющее собой детектор искаженной фор-
123
мы криво!! тока, срабатывает и автоматически увели-
чивает ток срабатывания дифференциальиой защиты
в 3 5 раз [14J. Опыт работы диффереициальиых за-
щит с УБ пока ие иакоплеИ.
Третья особенность 5ТН использоваиа при созда-
вии HOBoro реле типа РСТ -15, предназиаченноrо для
дифференциальных защит трансформаторов и элек
1'родвнrате,1ей Реле выпускается Чебоксарским элек-
троаппаратиым заводом [14] Оио также позволяет
Выполиить чувствительиую дифференциальиую защи-
ту с током срабатываиия ие меиее 0,4 номииальиоrо
тока трансформатора
Устранеиие фаЗ080rо сдвиrа между вторичиыми
'l'оками днффереициальной защиты. В трансформато-
рах со схемой соедииеиия обмоток У /д-11 имеется
фазовыii сдвиr. равный 30". междУ первичнымн то-
ками СО01ветствующих фаз на стороиах ВН и нн
(рис. 3В) ДЛЯ устранения ПОдОбиоrо сдвиrа междУ
о}
Авн
I
В6Н Свн
6) _ в)
'Т " HA30-, 128На
-У: I
I'BHC I J fBHs - 1
I 12BHc J
I I
/дА J I
I I
I I
- I . r
IfJIНA 30.1 12BRA 1
1, ННе 12J1Нe
Рис 38. Схема включеНIIЯ ТТ и реле диффереНЦП3JJbНОЙ токовой
$.аЩИТЫ двухобмотоqноro трансформатора со схемой соединении
обмоток y/A.ll (а). векторные днаrpам..,ы пеРВНЧJiЫХ ТОКОВ фаз
A.J. В и С И8 сторонах ЕМ и НН трансформатор"!,. например,
iu/6 кВ (6) и вторичных ТОКОВ в плечах ЕН н Ht1 дифферен"
ци.альноА защитьr (.)
I
124
вторичными токами, который является причииой
очеиь большоrо тока иебаланса, прииято вторичиые
обмотки трансформаторов тока 1ТТ, установлеиных
иа стороие ВН (рис. 38, й), соедииять в такой же
треуrольник, как и обмотка НН, а вторичиые обмотки
2ТТ в такую же звезду, как н обмотка ВН аащи-
щаемоrо траисформатора. При правильной сбор"е
схемы трансформаторов тока 1ТТ создается фазовый
сдвиr вторичиых токов В плече ВН (/ 28H Иа рис. 38,в)
на такой же уrол 30", как fI первичных токов в фазах
стороиы НН (lIНH иа рис. 38,6) и, следовательио,
вторичных токов в плече НН. Этим обеспечнвается
совпадеиие по фазе вторичных токов, подводимых к
диффереициальиым реле (рис. 38,в). Поэтому ток в
диффереициальных реле всех фаз при отсутствии дру-
rих причин возиикновеиия тока небаланса будет
i p I 2ВН i 2HH o.
Правильность сборки схемы дифференцнальиой
аа щиты траисформатора обязательио проверяется пе-
ред включеиием траисформатора И затем после ero
включеиия под иаrрузку
Устранеиие неравеиства абсолютных зиачеиий вто-
ричиых токов В плечах диффереициальиой защиты.
Для TOro чтобы устраиить или сделать мииимальиым
ток иебалаиса, возиикающий по причиие иераВеИСТВIj
аиачений вторичиых токов, примеияются в ОСИОI\ИОМ
два способа:
выравииваиие вторичных ТОКОВ, подводимых н
диффереициальиому реле, с помощью промеЖУТОЧИЫJ[
траисформаторов тока, включениых В П.qечИ диффе-
реициальиой защиты;
выравииваиие в самом диффереициальном реле
AlЙ2Нитодвижущих сил (МДС) , создаваемых неоди'
наковыми по значеиию токами плеч дифференцивль-
ной защиты
Первый из способов имеет иедостаткн и сеl\ча
практическн ие примеияется Второй способ шнрокО
используется блаrодаря тому, что в типовых диффе.
реициальиых реле серий PHT 560 и Д3Т IО преду-
смотрены специальиые уравннтельиые обмотки
большим числом ответвлений Если, например, у двух,
обмоточиоrо траисформатора имеются два зиаченИI!
вторичных токов: 3 н б А (ток небaJ!анса равен 2 А),
128,
Рис 39 Выравнивание маrННТQД8НЖУЩИХ СИЛ (МДС) с помощью
rPавнитеnьных обмоток специальноrо реле ДИфференциальных за-
ЩИТ, например Типа РИТ 565 (для одной фазы): WYPI == Ш вит I
W Y P2 =- 6 вит.
то, подобрав для стороны с током 3 А. ЧИСЛО витков
уравиительной обмотки, равное 10, а для стороны (1
током 5 А ЧИСЛО витков, равиое 6, ПОЛУЧIIМ равен-
ство абсолютных зиачений мдс, представляющих
произведение чИСЛа витков данной обмотки и прохо-
дя[Деrо по ней тока:
WYPIJ,, 10. 3 тyp.I'-2 6. 5 30.
Поско.чьку маrинтодвижущие силы ИМеЮТ таh.ие
же условные иаправления, Что И создающие их токи,
разность этих сил в обеих уравнительиых (первичных)
обмотках НТТ равна нулю (рис. 39), ток в ето вто-
ричиой обмотке w. равен нулю и, следовательио, ток
небалаиса в исполнительном орrаие ИО также равен
нулю.
В реле сернй PHT 560 и Д3Т IО мотут быть уста-
Новлены лишь целые числа витков уравиительных об-
моток, поэтому точноrо равенства мдс удается до-
бнться далеко не Всетда. Оставшееся неравенство
{небаланс) мДС ПРIIВОДИТ К появлению тока неба-
,j"lб
данса, который должен учитываться при выборе тока
срабатывания защиты.
Оrраиичеиие rOKa иебалаиса, вызваииоrо полной
поrрешиостью трансформаторов тока. «Правила» [1]
требуют, чтобы траисформаторы тока в схемах ре-
..пейиой защиты работали с полиой поrрешиостью ие
более 10 %. Для диффереициальных зашнт 10 %-ная
полная поrрешность должна обеспеЧlIваться при мак-
симальном зиачеиии тока виешиеrо 1<3. Иноrда мож-
но добиться, чтобы поrрешность траисформаторов
тока была ииже 10 %, путем умеиьщеиия сопротив-
ления вторичиой наrpузки (rлавным образом при
увеличеиии сечеиия соедииительиых проводов) или
последовательиоrо включеиия двух трансформаторов
тока на фазу Одиако полиостью устраиить ток нс-
балаиса, вызваииый поrрешиостью траисформаторов
тока, иевозможно Поэтому он должеи учитываться
при выборе тока срабатывания зашиты.
Отстройка от тока иебалаиса. В дифференциаль-
иых аашитах трансформаторов отстройка от тока не.
баланса с целью обеспечеиия несрабатываиия зашиты
при внешиих 1<3 осуществляется в осиовиом двумя
способами:
путем выбора тока срабатывання большим, чем
максимальное расчетное значение тока иебалаНС8 lнб,
по выражению (41); этот Способ нспользуется для
защит с реле серин РНТ-560, а также с РТ-40,
путем торможення (заrрублеиия) днффереициаль-
иой защиты вторичным током внешиеrо 1<3, циркули-
рующнм в плечах защнты, этот способ используется
для защнт с реле серин Д3Т-10 и в ЭТОй кииrе не рас-
сматривается [3, 9].
И в том, и в друrом случаях необходимо опреде-
лить максимальное раСЧЕ'Тиое значение тока иеба-
JIаиса при внещием 1<3.
Расчетиое зиачеиие тока небаланса. Расчетныii
ток небаланса в диффереициальных защнтах транс--
форматоров прииято представлять в виде суммы трех
СОСТ8ВЛЯЮWИХ
I вб == 1:6 + l;:б + 1::,
(43)
rде l б составляющая, обусловлеииая разиостью На-
маrннчивающих токов траисформаторов тока в меча:х;
дифференциальиой защиты; в практических расчетах
-127
ее принято считать равиой току иамаrничиваиия или
полной поrрешности е худшеrо из траисформаторов
тока защиты; l;б составляющая, обусловленная ре-
rУJlированием напряжения и. следовательно, измене"
нием первичноrо тока T f)bKO на реrулируемой сто-
роие трансформатора; l..б составляющая, вызван-
ная неточиостью выравнивання МДС с помощью
уравнительных обмоток реле с НТТ
Первая нз составляющих, характериая для диф-
ференциальиой защиты любоrо из элементов электро-
уст аиовок,
б == kаперkодаSС!mu »8.
(44)
rде l )m.хви периодическая составляющая тока при
расчетном внешнем трехфазном металлическом К31
е: относительное значение тока иамаrничиваНИЯ III
равное ПО::JНОЙ поrрешности трансформаторов тока;
при проектированни приннмается равиым 0,1 при обя-
зательном выборе трансформаторов тока и сопротив-
леиия их вторичной наrрузкв по кривым предельных
кратностей ( 8), при обслуживании защиты может
быть определено по фактическим вольт амперным ха.
рактеристикам ТТ (рис. 27, б); k.... p коэффициент
апернодиЧНОСТН, учитывающий переходный режим
для реле с НТТ может быть принят равным 1, учиты,
вая способность НТТ насыщаться при переходиом
однополярном токе с формой кривой, аналоrичной
кривой на рнс 37, а, для реле тока без НТТ (напри-
мер, PT 40) прнннмается равным 2; k од " коэффи-
циент однотипностн, при разнотипных ТТ прннимается
равным 1.
Вторую составляющую тока небаланса необхо-
димо учитывать только при расчете дифференциаль-
ной защиты трансформаlОРОВ с РПН, коrда Относи-
тельная поrрешиость, обусловленная реrулнроваиием
напряжения на одиой из сторон трансформатора,
I!J.U. > 0,05:
t:б == U .1L ) m.aJt вн.
(45)
Третья состаВляющая, обусловлеииая иеравен-
ством вторичных токов В' плечах днффереициально!\
защиты 12 НОМ. ВН И /2 но.. НН.. пр И отсутствии устройств
ЛЯ выравиивания токов и н C определяется по
131:1
выражению
]", 12нОМ.вн /2HOM.RИ 1.31 ( 46'
иб 12 НОМ. ВН к. rnах 8Н- 1
Прн выполненнн днфференциальной защиты с реле
серий РНТ-560 или Д3Т-IО, имеющими уравинтель-
иые обмотки (рнс. 39), третья составляющая тока не-
баланса, обусловленная неточностью выравннваНИII
МДС с помощью уравнительных обмоток, вычисляетси
по выражеиию
1 '"
нб
WР8СЧ UJ (ЗJ
UJ lK.maxBRI
расоа
(47)
rде Wрасч расчетное число витков уравиительной об-
мотки; w прннятое (целое) чнсло витков уравии-
Тельной обмотки; 1 )l11axIlH...... то же. что в выражениu:
(44) и (45).
Схема дифференциальной токовой отсечки, вы-
полненной на максимальных реле тока типа РТ-40
(без специальпых устройств для выравнивания вто-
ричных токов). Схема прнведена на рис. 40,а. Выбор
тока срабатывания производится по выражениям
(4l) (46).
о) ро,в 6} 1,0.8
6.в
1М - fOOO/ffJ
2JI/167 А
/2..It f.SSA
Рис. 40 Схема дифференциальной токовой отсечки траисфор...
М8тора со схемой соеДИненИЯ обмоток У 'АА 1. выполненная на
реле типа РТ-40 (а) и расqетиая схема к примеру выбора тока
срабатывания диффереициалlllЮ!! отсечки (б}
129'
Для примера рассчитывается дифференциальная
токовая отсечка трансформатора ТМ-4000/10, напря-
жением 10/6,3 кВ, мощностью 4 МВ.А; напряжение
1<3 и к 7,5 %. Максимальное и минимальное значе-
ния тока при трехфазном К3 за трансформатором
одинаковы: 2600 А, отнесеииых к иапряжеиию 10 кВ.
Номинальиые токи трансформатора, определеиные по
выражениям (2) и (3), равны 231 А для стороны
ВН и 367 А для стороны НН.
Выбираются ТТ с коэффициенто\! nт. т 400/5 для
обенх сторон, но с учетом схемЫ соединения ТТ на
t:TopoHe БН в треуrольник, вторичный номинальный
ток в этом плече защиты ['КОМ ен 5 А (231.5Х
Х 1,73/400), в друrом [,"ом HH 4,59A (367.5/400).
Значення эТИх токов указаиы на расчетной схеме
(рис. 40,6).
Ток небаланса определяется по выражениям
(44) (46} :
[ б 2 .1. 0,1. 2600 520 А;
l:б 0,05. 2600 130 А (Ш ::!:: 5 %; .Ш. 0,05);
1::; 5 54,59 2600 213 А;
l"б 520+ 130+213 863 А.
Ток срабатывания защиты по условию отстройкн
от тока небаланса по выражению (41) будет 1. s
1,3.863 1122 А нлн 486 % номннальноrо тока
трансформатора. При таком токе срабатывания также
обеспечнвается отстройка (несрабатыванне ) этой за-
щиты при 8ТН в момент включения трансформатора
под напряжение.
Ток срабатывания реле по выр-аженню (22)
1122.1,73
l..p 24,2 А (реле РТ-40/50).
I<оэффициент чувствительности по выражеиию
(42)
k!i) 48,7/24,2 2-
rде lp 1,5.2600/(400/5)' 48,7 A TOK в реле ТДА
ц,nH Т Де (рис. 40, а) прн двухфазном I<З за трансфор-
матором со схемой соединеиня обмоток У 1/J.-11 (см.
векторную диarрамму рис. 2,д). l(оэффицнент чув.
О-О
100
ствительности для этой схемы может быть вычислен
н по первичиым токам
k':) 0,86 . 2600/1122 2.
Несмотря на то, что значенИе коэффициеита чув-
ствительности соответствует требуемому [1], диффе-
ренциальиая зашита, имеюшая, как правило, ток сра-
батываиия, в 4 5 раз превышаюший иомииальиыil
ток траисформатора, не может считаться эффектив-
1I0Й. Более чувствительиую дифференциальную за-
щиту можио выполнить на реле серии РНТ-560.
Устройство реле сернн РНТ-560 н схема ero
Включеиня для защнты двухобмоточиоrо трансфор-
матора. Упрошеииая cXe\la дифференциальиой за-
щиты с реле серии РНТ-560 приведеиа иа рис. 41,а
(в учебиых целях только для одиой фазы). Первич-
иая обмотка W, состоит из рабочей Wp н уравнитель-
ных WYPI и WYP2 (рис. 41, б) с большим числом ответ-
влений для точиоrо выравннвания МДС, создаваемых
неодинаковыми вторичиыми токами защиты, а также
для выполиеиия уставки срабатываиия реле Вариаит
а)
'ТТ 112-1
IDР6
Рис 41 Упрощенная схема ДllффереUWlзпьной ващиты трзн9"'
форматора с реле серин РНТ-560 (для одной фазы) (а) а при,,_
ЦнfiиапЬН8Я схема включения пеРВИllноi1 обмотки НТТ Wa. СОСТОЯ.
щей нз двух уравнител.ьных WY'\II, W)'p 2 Н ОДНОЙ рабочей об..
мотки w. (6)
,. 1II.к ВТО'рвчиая и короткозаlolккутая обмотки НlТ) но ИtПo.1llИтепъ-
иыR ОрТ8Н (,пектромаrIlНТИOt репе 1'808 РТ-40)
181
I!ключення первнчной обмоткн на рнс 41,6 может
быть нзменен с целью нсключення рабочей обмотки
W. ДЛЯ этоrо зажнмы 2 н б реле соеднняются, а пе.
ремычка 2 4 размыкается, обмотка Wp остается ра-
аомкнутой Такон вариант включення pe e н нсполь-
вуется для защнты двухобмоточных трансформаторов.
Вторнчная обмотка W2 расположена на друтом
стержне маrнитопровода НТТ, к ней подключен ис.
полннтельный ортан (реле тнпа РТ 40) н резне тор
для подреrулнровкн ето тока срабатывання Имеется
разъем (накладка) 11 12 для нзмерення тока неба.
панса в исполннтельном ортане
Короткозамкиутая обмотка W K предназначена для
&ффектнвной отстройкн защнты от аперноднческой со.
ставляющей броска тока намаrннчнвания прн вклю-
ченнн снловоrо трансформатора, а реrулнруемый ре.
вистор Як служнт для уснлення илн ослаблення этой
отстройкн При нспользованнн реле РНТ-5б5 дЛЯ За-
щнты трансформаторов устанав нвается Як "'" 3-;..
. 4 Ом (для старых реле РНТ 562 это соответствует
nоложенню штепсельных вннтов Б Б) Прн предел".
ной заrрузке трансформаторов тока днфференциаль-
НОЙ защнты рекомендуется установнть Як "'" 0,8 -<.
1 Ом, что улучшает отстройку от бросков тока на-
маrннчнвання Надежность отстройкн днфференцнапь..
ной защнты от 5ТН проверяется опытным путем пя.
тнкратным включеннем трансформатора под напря.
жение со стороны OCHOBHoro питаниЯ
Ток срабатывання днфференциальной защнты
трансформаторов, выполненной на реле РНТ 565, каК
правнло, определяется условнем (41) отстройкн от
тоКа небапанса, так как ero значение оказывается
больше, чем ток срабатывання, выбранный по уело-
вню отстройки от 5ТН (O,9 I,3 номннальноrо тока
трансформатора) Ток срабатывання реле определя-
ется по выраженню (22) Для обеспечення заданноrо
тока срабатывання на реле сернн РНТ 560 необхо-
днмо на рабочей обмотке установнть чнсло внтков,
опредепяемое по выраженню
w. Fe./le., (48)
тде Ре . маrннтодвнжущая снла, необходнмая для
срабатывання реле, А, дЛЯ реле РНТ-565 она равна
(100::!:: 5) А, для реле РНТ-562 (снятых с пронзвод-
CTBa) (60:l: 4) А.
tз:l
Ряс 42 I1РJIнцнпиальиая схема ВК'Ilочения реле типа РИТ 565
(1 ДА и Т Де) дифференuиальноА ТОIЮВОИ зашиты двухобмоточ"
1l0ro ТраНСфОр\lатора со схемом соединения обмоток Y/lI...ll.
Указания н прнмеры расчета уставок днфференци
альной защнты с реле РНТ 565 прнведены в работе
(9) Прнмер включения реле РНТ 565 в днфферен-
цнальной защнте двухобмоточноrо траIlсформатора
со схемой соедннення обмоток У /6 11 прнведен на
рнс 42 В качестве onepdТHBHoro тока может бьrrь
нспользован постоянный нли выпрямлеllНЫЙ опера-
тивный ток (подобно тому, как показано на
рис 3l,а,б), илн перемениый оперативный 1'01{, с по-
мощью реле РП 341, дешунтнруюшнх эо (рнс 32).
12. сиrНАЛИЗАЦИЯ ПРИ ОДНОФАЗНЫХ
ЗАМЫКАНИЯХ НА ЗЕМЛЮ
НА СТОРОНЕ 10 кВ ТРАНСФОРМАТОРА
Сетн 10 кВ относятся к сетЯм с малым током за-
мыкания на землю (21 Однофазные замыкання на
землю не сопровождаются здесь большнмн токами,
как, иапрнмер, в сетях 0,4 кВ нлн 110 кВ и выше, ко-
торые работают в режнме rлухоrо заземлення иейтра-
лей и rде тоКи одиофазноrо К3 MorYT быть равиы
токам трехфазноrо К3 В сетях 10 кВ естественные
токи замыкания на землю обусловлены лншь суммар-
ноЙ емк6стью элементов 10 кВ, работающнх в одиоit
133
Рис. 43. YCTpoikTH8 сиrнапиэаuии однофазных замыканий п8'
зеМJlЮ в сети 10 кВ траНСфОр'W8ТОРПОЙ ПОДСТ8НЦИR
РНО максимальное репе напряже.lип нуJlевой ПОСJlСДОВ8тепЬН(lСТИ (ЗUоJI
Рта :максимальное репе тока IJVпeBoi'l ПОl...ле,.lО dТt..J1ЫIОСТИ. ПОДКJlючае
Мое J( ТТ нулевой послеДовательностн кабелыllоo 'IIШ8 ТТНП: усз а
l'PуDПОБое Y(TPOtiCТBO сиrнаЛИЗlЩIШ. уцсз }.CТI)OIIC,BO ЦСНТji8льноI
('.нrВ8Лизации. С1аUионарно ПОДК1IIQченное КО Bt.CM ТТf/П ПРIICQeДИllсниl!l:
10 кВ nОДСТ2ИЦI\l1
I1лектрической связанной сети Наибольшей емкостью
бладают кабельные линии, наименьшей воздушные
.n:ииии 10 кВ Максимально допустнмое значение eM
KocTHoro тока для сети 1 О кВ равно 20 А [2). При
более высоких значениях eMКOCTHoro ТоКа замыкания
На землю он должеи компенснроваться с помощью
дуrоrасительных устройств, представляющих собой
реrулируемые катушкн индуктивности. Замыкания на
землю Б таких сетях, К8.К правило, не отключаются,
но об их появлении необходнмо извещать дежурный
оперативный персонал, который ДО.1же'l Н<'\lедлеи"о
IIРИСТУПИТЬ к отыскаииlO и устраиеиию повреждения.
Из этоrо требоваиия «Правил» i2) исходят при ВЫ-
боре типов устройств сиrнализации замыканий иа
землю.
Оповещеиие дежурноrо оперативноrо персопала О
появлении замыкания на землю (<<Земля В сети»)
ПРОИЗВОДИТ, как правило, устройство контроля изоля-
ЦИИ, имеющееся на каждой подстанцин и в каждом
распределительном устройстве 6, 10, 35 кВ. Это ПрQ-
стейшсе устроиство выполияется с помощью MaKC
мальноrо реле напряжения РНО (рис. 43) типа
РН.53/60Д, ВI{лючеиноrо иа специальную вторичиую
обмотку трансформатора напряжения ТН, соедииен-
ную По схеме, называемой разомкнутым треуеОЛЬНt/.1
-Ю4
"ОМ. Эта обмотка является фильтром иапряжеиия иу
левой последовательности зи о . В нормальиом режиме
работы сети 10 кВ при симметричных напряжениях
фаз А, В и С иа выводах зтой обмотки и иа реле РН
иапряжение очеиь мало (не более 1 В), но при метал-
лическом однофазном замыкании на землю напряже-
НИе возрастает до 100 В. Даже при замыканиях через
переходное сопротивление, коrда иапряжение ЗU О
меньше 100 В, обеспечивается иадежное срабатыва
ние реле РН, минимальная уставка KOToporo 15 В [11).
Однако действ не этой сиrнализации не указывает не-
посредственно на поврежденный элемент, подключен..
ный к шинам 10 кВ Для Toro чтобы определить эле-
мент, на котором произошло однофаэное замыкание
иа землю, допускается поочередное отключение эле-
ментов 10 кВ. Поврежденный элемент определяется
по исчезновению сиrнала «Земля В сети», который
снимается при размыкании контактов реле РН при
исчезновении напряжения зи о . Операции поочеред-
Horo отключения и включения элементов занимают
миоrо времени, они MorYT нарушить нормальную ра-
боту потребителей Поэтому промышленность выпу-
скает несколько ТИПОВ устройств, ПОЗВОЛЯЮЩИХ ОДНО"
значпо (селективно) определить элемент С однофаз-
ным замыканием на зеМлю. Рассмотрим некоторые из
тех, которые MorYT использоваться на трапсформато-
рах 10 кВ и блоках линия трансформатор 10 кВ.
Устройство типа УСЗ-3М. Устройство выпускается
ЧебоксаРСКИ1\l электроаппаратным заводом и пред-
ставляет собой измерительный прибор, который може'D
использоваться как переносный или стапионарныil.
причем одноrо прибора достаточно для подстанции
с большим числом элементов 10 кВ. При использо.
вании прибора в качестве переносноrо он поочередно
подключается дежурным электромонтером к траис-
форматорам тока нулевой последовательности кабель-
иоrо типа (ТТНП на рис. 43). При использоваиии
этоrо прибора в качестве стационарноrо рядом С ним
устанавливается кнопочное устройство, к которому
подводятся соединительные провода от каждоrо
ТТНП. С помощью поочередноrо нажатия кнопок
устройство подключается к соответствующим ТТНП.
В том и друrом варианте прибором УСЗ 3М измеря.
ются средние зиачения суммы высших rармонически
еоставляющих в токах замыкания на землю, прохо...
1 5
дищих по элементам 10 кВ Нанбольшее показание
npибора указывает на поврежденный элемент.
Устройство УСЗ 3М шнроко используется в кабель-
иых сетях 1 О кВ, особепно тех, которые работают с
ПОЛНОЙ компенсациеи Тока замыкания на землю Не..
достатком Эl0rо способа явлЯется необходимость вме..
шательства дежурноrо операТИВllоrо персоиала, что
часто не позволяет быстро опреде,нть поврежденный
элемент I особенно на подстанциях без постоянноrо
дежурства и на подстанциях с большим числом эле-
ментов 10 кВ Поэтому сейчас разрабатываются
устройства, автоматизирующие процесс одновремен-
иоrо измерення н сравнення уровия высшнх rapMoHHK
в токаХ замыкания на зем..'J1O всех элементов 10 кВ
даниой подстзиции
Максимальная токовая защита нулевой последо-
вательиости с реле типа РТЗ 51. ВКлюченными на
ТТНП. Такая защита может быть Выполнена в тех
случаях, коrда суммарное значение емкостных токов
ОСНОННОЙ частоты всех элемеНfОВ даиной сети (J c СУМ)!
прнмерно в 10 раз превышает нанбо.%шее зиаченне
eMKOCTHoro тока одиоrо элемента (Jc эл тах) Реле
прнмерно в 10 раз превышает наибольшее значение
Ток срабатывания (первичный) выбирается прнмерно
Б 6 раз большим собственноrо емкостиоrо тока защи-
щаемоrо элемеНТа с целыо обеспечить несрабатыва-
ине защиты при внешниХ однофазных замыканнях на
землю Такая защнта может селектнвно работать при
большом числе прнсоединеtIНЙ 10 кВ и суммарном
емкостном токе 10 20 А
В момент однофазноrо замыканнЯ на землю (на-
прнмер, иа одном нз выводов 1 О кВ трансформатора,
рнс 43) суммарный емкостный ток ПРОМЫШленной ча-
стоты (50 [ц), включающнй в себя еМКОСТнЫе токи,
посылаемые всеми присоединеннями 10 кВ подстан
цин, проходит к месту повреждения и трансформиру-
ется через ТТНП в реле РТЗ 51 ПОВрежденноro
8лемента Реле срабатывает н подает соответствую-
Щнй снrнал, позволяющий определнть поврежденный
\Элемент Вместо реле РТЗ-51 может устанавливаться
реле тнпа РТ-40, если обеспечнвается чувствнтель-
НосТЬ защнты.
Устройство уцсз. На крупиых подстанциях С
большиМ числом присоединений 10 кВ, и в том числе
ч:раисформаторов 10 кВ илн блоков лнннЯ TpaHC-
,fЗ6
форматор, при иаличии иа каждом присоединении
ТТНП кабельноrо типа (рис 43), может использо-
ваться rрупповое устройство центральной сиrнализа-
ции типа УЦС320 (одно иа 20 присоединений) или
типа УЦС360 (одно на 60 присоедииений 10 кВ).
Устройство освоеио ПО «Энерrоавтоматика» Мин-
энерrо ссср Устройство одновременно измеряет и
сравнивает между собой амплитудные токи замыкания
на землю и показывает номер Toro присоединения, ко-
торому соответствует иаибольшее зиачение ТоКа. ЭТО
присоединеиие и является повреждениым.
ПРИЛОЖЕНИЕ I
КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О НОВЫХ
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ (ЭЛЕКТРОННЫХ! РЕПЕ ТОК,,-
ВРЕМЕНИ И ПРОМЕЖУТОЧНЫХ
Основные теХНllческие "(арактеристики НОВЫХ серийных реле
тока, времею! И промежуточных. которые используются в совре.
менных устройствах релейной зашиты различных элеМентов элек.
ТРОУСТННQБQК. в ТОМ чнсле трансформаторов 10 кВ, приведены на
основании данных заВода изrQтавнтелЯ Че60ксарскоrо 9лектро-
аппаВ: =О а = ьноrо тока серий PCT 11 и PCT-J3 Токовые
реле МrJЮВfнноrо деиствия :JTHX серий по своему наЭllачению ЯВ-
ляются э.пеКТрОНllbiМИ ана.поrами ::мектро'\tе}(эн}\ческих реле серии
РТ 40. описание КOTOpЬn: дано в работе [111
Пршщнп деЙСТВИЯ реле РСТ 11 РСТ 13 основан на измере..
III1М Iштервала времени, в течение КOToporo MrHoBeHHoe значение
измеряемоrо тока превышает иекоторую эталонную величину.
'Ч'еткое срабатываиие этих реле обеспечивается поэтому при лю..
бых возможных искажениях СИНУСОИДЫ TOha на входе релс даже
если TOKOB3Sf поrрешность трансформаторов тока составляет 80
90 % [14] Как ВlfДНО из заВИСJIМOLТИ А == 'Ф(f) иа рис 28, а зна-
чения токовоА поrpешности трансформаторов тока практически
Не превышают 80 % и, таким обраЗО\f. реле серllЙ РСТ 11. РСт 13
MorYT надеЖНО срабатывать ПР.I таких краТIIОСТЯХ токов К3. при
КОТОрЫХ реле серни РТ 40 отказывают из за вибрации их коп....
таК'fIЮЙ систе'l.!!Ы
Коэффициент возврата реле РСт 11 РСТ 13 состаВr.lяет не
меиее О 9 на любой уставке. Что позволяет ПрJ.IНЯТЬ меиъший ток
срабатываllИЯ максимальной токовой защиты, чеМ в Te\J случаях,
J{оrда используются электромехаНllческие pe'Ie тока ( 8)
Пределы уставак и значеНJlЯ мошности. потребляемой рел
от трансфор'Чзторов тока, пр11sедены в табл Пl 1 (только длЯ
реле серии РСТ 11) Для реле РСТ 13 они аналоrичнЫ
Уставкв (ток срабатывания релс) выстаВЛSfется с помощью
переключателей, имеюшихся иа лицевой Плате реле, в COOТBe'f'o
С"'ии С формулой
1. 1I /m",(l +1:N),
(ПН)
IЗ7
rде 'mlp минимальная устзвка для соответствующеro типа репе
(табл. П] l); 'E.N сумма чисел. определяется по положенвю
переключателей ка лицевой плате реле (шкале устзвок). Bcero
переключателей б. Возле НИХ имеются цифры 0,1; 0,2; 0.4; 0.8 и
1,6. В выражении (П] I) учитываются цифры только возле тех
перек ,ючателей. которые установлены в выступающем положе-
IIИИ, а шпиц под отвертку на их roп08K3X расположен в I'оризои"
талыюм положении.
Например. для реле типа PCT-1I 24 нз табл. ПI I ВИДНО. что
l m1 n == 5 А. Если ии один из перекпючателеА не установлен в вы..
ступающее положение. то ТОК срабатывания репе равен 5 А Для
получения тока срабатывания, например. paBHoro 10 А. необхо-
ДИМо установить в выступающее положение переключатели l'
цифр 0,2 и 0,8 TorAa 00 выражеиию (П1 I) 1, . 5(1 + 0,2 +
.f- 0,8) == 10 А. ТаКIIМ образом. ТОК срабатывания устанавли..
Таблица Пl 1
ТеХИИIlе.Сltве данные репе серии РСТ-lI
I Пределы I I МОЩНОСТЬ. потребли-
уставкн (ТОКа Номинальный еМ8я. реле при токе
срв6атывакни). ток, А минимальной YCTaнOB
А ви. В-А
Тип реп..
PCT II-(),4 O,05 0.2 0,4 0,1
PCT-II-O,9 O,15 0.6 1,6 n,1
PCT-Il-14 0.5 2,O 2,5 0,1
PCT-1I-19 1,5 6,O 10,0 0,2
PCT ll 24 5,O 20,O 16,0 n;2
PCT-11-29 15,O 60 16,0 0,8
РСТ-II-32 зо 120 16,0 2,4
В8ется дискретно (а не плавнО, как у реле РТ 40). Однако сту"
пени изменения устзвок составляют 0.1 l m1 o. ЧТО обеспечивает
Достаточную ТОЧНОСТЬ настройки репе.
Сопротивпеtшя реле сериА РСТ-Н. РСТ lЗ ВЫЧИСЛЯЮТСЯ ие
рнаqениим потребляемой МОЩНОСТИ от трансформаторов тока..
азанным в табл. ПI I при МИИИМaJlыюА устзвке реле Напри..
М'ер, дnя реле типа PCT H 24 сопротивление 2р с::: 0.215 2 :::;1t
с:. 0,008 Ом Надо отметить, ЧТО потреб 1ение мешкоети у pe.nв
серий РСТ-Il, PCT-13 примерно Б 2 раза меиьше. чем у реле
.серии PT 40, что явдяется особенио важным при использовании
репе РСТ с мзnы'\l'Н токами срабатывания.
Реле серий PCT ll. РСТ IЗ Ilмеют один замыкающнй и одни
размыкающий I(OHTaKTbl Коммутационная способность контакто»
It цепи постоянноrо тока составляет ЗО Вт. в цепи ПеремеПUOro
,"ока 250 В.А при напряжении ие более 250 В и ТОКе ие более
1 А (постоянноrо) и 2 А (nepeMeHHoro).
Репе этих серий. как и Бсе полупроводниковые (электрОН.
"Вые) реле, нуждаются в источнике питания (рис. 14, б). Напри.
жение питания для РСТ IЗ постоянное 220 В, дЛЯ PCT-11......
переменное 220 В, которое в этих реле преобразуется в постоян-
вое. Из-за встроениых в каЖДое репе преобразоватеnеА ОНН по.
138
требляют знаlilнтельную МОЩНОСТЬ от источников операТИВf:lОro
тока. что является существенным недостатком при ИСпользовании
больwоrо количества этих реле в схемах защиты электроуста-
ИОВIШ.
КОРПУС репе РСТ ткпа «СУРА» I ra6apHTa.
Репе времени типа PB OI. Эти реле обеспечивают ВЫАержку
ВреМени маКСllмэльноii токовой заЩlfТЫ. сра6атывая после Подачи
иапряжении операТИВllоrо тока (рис 22.а). Онн являются элек.
"rpOHHblMII эиалоrами эnектромехаllичесКllХ реле времени серий
PB 100 " РВ-200 и выпускаются дли постоянноrо и nepe\fellHOrO
()перативноrо TOl a на стандартные номинальные напряжения.
Контактная система РВ 01 состоит из двух переКЛЮlJаю..
щихся контактов, которые сра6атывают одновременно С одной и
той же УСТЗIIОВКОЙ по еремеЮI. Таким образом, Мrиовенно и ере.
ldеllИО замыкаlOщеrо (н\tпуЛЬСllOrо) контакта у ЭТIIХ реле нет.
что является недостатко'" по сравнению с электромеханическими
реле време,,,, [11].
Реле времени PB Ol выпускается в четырех вариантах (Дllа.
nаЗОllЗХ устзвок) от 0,1 до 1,0 Cj от 0,3 до 3,0 с, от 0,1 до 10 с
в от 0,3 до 30 с. Реrу.лировка уставок дискретная Например.
реле временн РВ-ОI с диапазоном ycTaBol от 0.1 до 1.0 с
имеет минимальную ступень реrУЛНРОВЗIiИЯ 0,01 с, а реле с дна.
nззоиом от 0.3 до 3.0 с ступеНI. 0.03 с. Одиаl<О это 06еспечи.
вает достаТОЧtlО точную настроику заЩIIТЫ. Реле PB OI имеlOТ
меньшие разбросы выдержек BpeMel1U по сраВНеНию с эnектро-
меХ81111чеСШl\Ш реле времеии, что позволяет выбирать меньШне
стynеШI се 1CI\ ТIШIIОСТИ и УСIЮРЯТЬ ОтRлючения К3 максимальными
TOKO :;: : -:: M H a 8р: э :II е 9 tеднззначены для полу.
чеllИЯ БЫДСрА\ек времени ПОС 'е СIIЯТIIЯ перемеllноrо оперзтнвноrо
иаlфяжения (рис 22,6). Оно являются эnеl\ТрОНllЫМН аиалоrами
злеКТрО'\lе'\аll1lчеС:'<JIА реле BpeMel1U ТИПОВ ЭВ.215, ЭВ.225, ЭВ 2З5
н ЭВ.245. DЫIIУСI аются на НОМJНlальные напряжения 100. 127.
220 и 380 В.
Коитактш'и CliCTeMa реле РВ.03 состоит из одноrо мrновеи-
Horo переI 'lюtlающсrо контакта и двух раз'-'lЫНЗЮЩИХ контаНТ08
снезависимо друr от др}'rа реrулируемой выдеРЖI ОII времеllИ.
Реле РВ-03 вып}скзется в трех nариаllта'\. (ДllзпаЗОllах уста-
вок). от 0,15 до 3,0 с. от 0,5 до 10 с 11 от 1,0 до 20 с. Реryли-
ровка уставок дискретная Н2ПРIIмер, для ;JJlЗПазоНЗ выдержек
времеllll от 0,15 до 3,0 с МИНllмальиая ступсиь реrУ.'IJlрования
0,05 с, для диапазона от 0.5 до 10 с ступеllЬ 0,15 с, для диапа"
зона or 1,0 до 20 с ступень 0.3 с
Врсмя раЗ'v1ЬШ3Н1IЯ раЗМЫI\аIОШ5IХ КОIIТ.1,щтов после подачи 110'"
минаЛЫlOrо IlзпряжеlШЯ Не преВЫl1!ает 0,025 с
Реле промежуточные серии РП 16. Эта серllЯ :теl тромехаlJИ"
ческих ПРО\lеЖУТVЧIIЫХ реле IJреДltазначеШl Д IЯ замеиЫ реле се-
рий РП 23, РП 25, РП 255, РП 2З2, РП 233 и выпускается на Та
же IIОмина lьные напряжеllUЯ nOCТОЯllllоrо 11 псремениоro опера..
TИDHoro тока
Реле РП-16-1 явЛЯетСЯ 8l1а.лоrом реле РП 2З н :выпускает я
О двумя rруппаМl1 I<OHTaKTOB. 4 замыкающИХ н 2 раЗМЫI\аЮЩЩ
ми 2 замыкаlОШllХ н 4 размыкаlОШИХ.
Реле РП-1б-2 является аналоrом реле РП-233. В допопНeиfi't;
:1:1 обмотке наПРЯЖСJIИЯ реле имеет две 'I'OKOBble удерживающие
обмотки из номинальнЫе токи 0,5; 1; 2; 4 н 8 А. Из четырех за.
139
.
мыкающих h.OHT3KTOB ДБа включены последовательно со своим,
rдеРЖИВ8ЮЩИ\1"И об\fOтка'dИ два контакта размыкающне
Рслс РП 16 3 ЯВJlяется 8пзпоrом ре1е РП 255 и имеет три
fJ'Oковые удер lIt!зющие об\юrки (на те же номинальные ТОКИ.
что и у pC''It РП 162) к.Оllтактная система СОСТОИТ из б замы
КЗЮЩI- '1( (OI(T kT('I 113 ({Отары" 3 ВI(Jlюче"ы последовательно со
СВОИ"!II то <ОСЬ \( I обмот( 8\Ш
Рече РП 16 1 ЯВlJяется аналоrоч реле РП 232 срабатывает
от ТOI ОВОИ 06 итк I J.) } держивается с помощью оБМОТЮI напря..
жеНI1Я (12 21 18 1108111 220 В постоянноrо операТI[вноrотокlI.)
КОlIтактная сте 13 СОСТОП1 ИЗ двух замыкающих и ДВ} х раз'\.fЫ
Кающи>.. ЮНТ'Н Т08
IIвп : :: I O: о п оо Bb C r a t : :
напряжения 100 127 220 230 и 380 В с ДВ}\lЯ вариантами КОН
тактов 4 З8\IlI аЮЩllХ и 2 раЗ\f.ыкающих нлн 2 заМЫКающиХ н
4 раз"ыкаюш '(
Реле ПрО'\1ежуточные серии РП 17 Эти реле с ускорснным
срабатываш е I (lIе БО1ее О 011 с) используются 8 САеМ8Х быстро
действ}ющих 3'1щит Нс.ПРИ\1:ер в схеме токОВОИ отсечки транс
фор\1.8тора 10(6) кВ па }JLlИС быстродеИСТБующеrо BblxoAHora
промеЖУТОЧJ10rо реле тнпа РП 17 позволяет выполнить }ставку
по времени на защите ПОС'lедующеrо Питающеrо элемента раВ"
ную О 3 с (при ИСПО"ЬЗОВаНIШ 8 ЭТО" заmите реле времени РВ
01) Реlе РП 17 8ЫП}скаЮ1СЯ только Д'IЯ ПОСТОЯНflоrо опера
WBHoro тока СО CTaH.lapTdЬ '\Ш номинальными иапряжеllf Я\lll 24
48, 110 и 220 В
Реле промежуто JHbIe серии pn.t8 Реле этой большои серин
выпускаются с З8\fеД'Iением из срабатывание или на позврат н
предназначены д ']я за'dены реле серии РП 250 Для создания за.
медлеlШИ деИСТВIIЯ используются полупроводниковые (элеКТР fI"
"",е) блоки 114(
Реле pn 18 I РП 182 РП 183 ПОстоЯнноrо onepaТИDHoro
тока 11\ ('.от замедлсние на срабатыпаlще до О 25 С 11 отличаются
друr от друrз контаhТИОИ снстемон н колучеСТВО\f обмоток (на.
nрямения и тока)
Реле РП 185 РП 186 и РП 167 TaIC.fue пре'tназиачеиы для
nОСТОЯIiноrо олеr.:1Тивноrо тока но И'dеют ззмедш.нис на nозврат
В пре:J.елах от О 15 до О 4 с от О 4 до I О с и О 8 до 2 О с соо1."
ветственио
Реле РП 18 8 РП 189 " РП 18 О имеют замедление на 8001-
J'paT в тех же пределах по и предыдушне типы реле но пред
п.аЗIlЗl,lены Д 'IfI персмеllIюrо олератипноrо тока С I ОМIIII3ЛЬИЫМН
иапряжеНШП.fI1 100 127 220 или 380 В
Из выле iСIШЬ!Х IJa np1.KTIIK(' иедостатков pe'le серии РП 16
н РП 18 след} ет ОТ/llетить ПОЗ\1.0>l\НОСТЬ меХaIшчеrr oro 8aCTpeBa
ния A e р езарпоr б: :I ж а : С В:I зв а :IО ениом
сннжении иапрЯЖСНllЯ питания поэтому не спе1.Ует пр""еIIЯТЬ
реле типа РП 18 для СllrН31!t3ЗЦШI Сll.IIжеиии уровня наПР'1жения
Ifa аккумулиторноIt батарее
Реле серllИ РП 16 11 РП 18 обладают ловышеНiЮИ l,Iупстви
тельностыо и MorYT излишне ('Iожна) сработать ПРII Т8(ШХ по
ВрLждениях в nелях лоtтОЯliноrо оперативиоrо ТОl<8 I<оторые вы
8ывают заземление одиоrо 113 полюсов В (,вязи С ЭТI1'\.f D 1987 r
было принято решение (ПрОТИ80аварииный циркуляр Ц 10 87). со--
140
rпЗCHo которому необходимо у всех реле РП 16 в РП 18 паж.
ное срабатыванне которых при появлении «земли» D цепях опе..
ративноrо ПОСТОЯНJlоrо тока может привести к тяжелым послед"
ствпям (авариям) зашуИТИрОБаТь каТ} тку реле рсзистором
5 1 кОм 1 О Вт для иомииальноrо напряжения 220 В и 1 2 кОм.
15 Вт для иОvинальноro напряжеllИЯ 110 В При параппельиом
вкпючении двух и более реле иараметры wунтируюшerо рези..
t-Topa выбираются исходя нз необходнмOC'I1[ обеспеЧllТЬ результи..
рующее сопротивление Не более 4 кО\! при напряжении 220 В
и не более 1 II.1Jм при напряжении 110 В
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
&УКВЕННЫЕ КОДЫ РЕЛЕ
с 1977 r в проеКТIЮЙ документации и различных ннформа..
ЦlfOHHЫX Мdтерналзх по релейной защите ирнмеияются паТИиСКиd
буквенные обозиачения (коды) злектрическоrо оборудоваиия, в
том числе и реле Наряду с этим используются и традиционные
3Н: ПI ел'Р ::С : : бi;::МИ p e : [ c:p oe и ЗI ач
В табл 'П2 I ПРИ80ДЯТСЯ YCJJ08Hble обозначения (коды) иекото...
рых типов реле
Таблица 02 I
Наименование реJЮ
JIаТИНС:К:IJ.
КОД
русскиА
Реле
тока
времеии
промежуточное
указательное
тазовое
папряжения
Фильтр реле напряжеШfЯ
Реле направления МОЩности
Реле сопротивлеиия
Реле положеt!ия выключателя
«Включено)')
«OrК'IЮlеtю»
Реле фиксации команды вКЛЮЧения
Контактор nycKaтeJIh
Реде ЧастотЫ
Реле КОlIтрОЛЯ
РТ
РВ
РП
ру
pr
РН
РНФ
РМ
РС
РПВ
РПО
РФ
КП
РЧ
РК
КА
КТ
KL
КН
KSQ
КУ
KVZ
KW
KZ
KQC
KQT
KQQ
КМ
КР
KS
Наряд} с ре.ле лзтпнскнми буквами обозначаются ВЫКЛЮЧа..
тели масляные или вакуумиые (Q), разъеДинители рубильники
(QS) автО\t8тические воздушные ВЫКЛЮчатели (SF), иаКЛадки It
отключающие устройства в txeMax защиты (SX), плавкие иредо
храиители (Р) траllCфор""ТОрЬ< ТОКа (ТА) К иаиряжеиия (ТУ)
11 т Д [4]
141
СПИСОК ЛИТЕР А ТУРЫ
1 Правила устройства 9лектроустановок/Минэиерrо CCCP."""'-1I
6 e нзд M. Энерrоатомиздат. 1985
2 Правила технической 9ксплуатации 9JIектрических став"
ПИЙ и сетей 14 е Н3Д М. Энерrня. 1989
3 БеРКQ8ИЧ М. А., Молчанов 8. 8. Семенов 8. А. Основы
техники репейной защиты М. Эиерrия. 1984.
4 Шабад М А Защита и аВтоматика электрических сетей
вrропромышленных комплексов Л Энерrоато'dИ3ДВТ, 1987.
5. Сборник директивных материалов r n3В'I"ехуправлении
Минэнерrо СССР (Электротехническая часть)/Минэнерrо
СССР М Энерrоатомиздат, 1985
6 Беляева Е. Н. Как рассчитать ТОК KopOТKoro замыкания......
м.. Энерrоатомиздат, 1983
7 Беляев А. 8. Выбор аппаратуры, защИТ и кабелей в ceTQ
0..4 кВ Л Энерrоатомнздат. 1988
8 Емельяицев А. Ю, Шабад М. А Выбор предохраНИТе1
lIей для sашкты траНСфОр"1аторов 6 n 10 кв сельских электри.
Ческик сетей/ /Эиерrетик 1984 N> 11, No 12
9 Шабад М. А. Расчеты релейной защиты и автоматика
распределительных сетей Л Эисрrоатомкздат, 1985
10 Шабад М. А Защита трансформа-rоров распределитель-
иых сетей Л Эиерrоатомиздат. 1981
1l Реле защитыjВ С А 'IeKceeB, r П BapraHoB. Е И Паи..
фалов, Р З РозенБЛЮ\1 М Эиерrия, 1976
12 Королев Е. п, ЛиберЗ0Н Э. М Расчеты допустимых иа..
rрузок в 'i'OKOBbIX цепях релеЙI;IОЙ защиты М Энерrкя. 1980
13 ИНСтрукция по проверке трансформаторов тока. испоЛЬ'"
JyeMbIx в схемах релейной защиты М Энерrия. 1977.
14 rельфанд Я. С. Релейкая защита распределительных се..
I'ей. м Энерrоатомиздат, 1987
15. rолубев М. Л. Реле прямоrо Действия. М I Энерrия,.
1966.
or ЛАВЛЕНИЕ
Предисловие
.. .. . .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..
"
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
Параметры СИЛовоrо трансформатора, н80Бходимыe
АЛЯ выбора ero ЗiВIщиты . . 5
Виды повреждений и ненормальных режимов работы
траНСфОРМ8ТСРОВ .. . . _ . .. . . .. 11
Расчеты токов KopOTKoro заМblкания за транСфОрма-
Торами ......23
Защита транСформаторов плавкими ПредохраНителями ЗS
Защита трансформаторов на стороне 0,4 кВ аВТСма-
тическими воздушными . Iключателями 48
Релейная заЩИта траНСформаторов 5'
Токовая отсечка На тра.нсформаторах .. .. 66
Максимальная тОковая защита 71
Специальна)! ТОковая защиТа I-Iулевой ПоследоваТель-
НОСТИ от ОДНОфазных ИЗ На землю в сети НН 0,4 иВ .. 110
rазовая защита .. ....................... 114
Дифференциальная токовая заЩИта .. .. .. .. .. .. .. 118
Сиrнализация при однофаЗНltlХ замыканиях но1 аемnю
На стороне 1 О кВ трансформатора . . . . . . . .. 133
Приложение 1. Краткие свеДения о НОВЫХ по.nупровод"
НИКОВЫХ (электронных) реле тока, времени н промежу-
tочных . . . . . .. ... .. .. . . . . 137
ПрИl10женне 2 Буквенные коды реле .. 141
Список литературы '................... 142
nроизводствевиое нздание
МИХАИЛ А6РАМО8ИЧ ША6АД
ЗАЩИТА
ТРАНСФОРМАТОРОВ
10кВ
Редактор В Н МихаНlOOва
Художник обложки Е r Коленоsа
Художественный редактор 1 Ю 1еnлuqка1J
ТехНflчеСI{ИЙ редактор Н А Минеева
KoppeI<Тop Н Б Чухутина
ИВ N> 2409
САако в набор J301 89 Под.пИ ано в печs1'Ь 31 08 89 Формат 84XI08I/ sz .
J)YMsra тнпоrрафс:квя NI.2 rapJlHTypa .IIитературиа. Печать высока..
Уел пеl .п 156 Уел кр отт. 7.71. УЧ Из,ц ... 7.94 Тира. i5DOO 8КЗ
Заказ NI 14 Цена 45 к
Виерrоатомиздат. 113114 Москва М 114. Шлюзовав наб. 10
пеНIшrраДСИ8f1 Тllпоrрафия NI .2 roлОВUО& Оpeдпplt.lТRe ордеЦ8 Трудовоrо
J<paC:Horo 3намени ЛеИJlнrрадскоro с6'Ъед"вев-ия сТеХ8RчetК8Я КJщrв. 8
11111 !:.вrеNи-и СоКОЛО80А при I"ОСКОIIIRэдате СССР по о аТИJ 198052. Летш
J'paA Л 52, Изъ:аRлоnскиА nроспект. 29.
45 "оп.
и o rk.. "оии; a.,OhI''fQ",e.t:N,u.yechVl'i
tll "иf.п"' '" NЛ
ттт.6; 6leшдu,f ;od.;.ll.