Расчет уставок дифференциальной защиты трансформатора на терминале RET 670

Требуется выполнить расчет уставок дифференциальной защиты на терминале RET 670 (фирмы «ABB») для защиты трансформатора типа ТДТН-16000/110.

Читать еще: Расчет уставок резервных защит трехобмоточного трансформатора.

Исходные данные:
Данные трансформатора:

• Трехобмоточный трансформатор типа ТДТН-16000/110;
• Схема и группы соединения обмоток звезда/звезда/треугольник-0-11;
• Мощность = 16 МВА;
• Номинальное напряжение обмоток: 115±9х1,78%/38,5±2х2,5%/11 кВ;
• Напряжения короткого замыкания:
• Сторона 110 кВ UкВС=10,5%;
• Сторона 35 кВ UкВН=17%;
• Сторона 10 кВ UкСН=6%.
• Коэффициенты трансформации трансформаторов тока:
• КттВН=300/5;
• КттСН=300/5;
• КттНН=1000/5.
• Максимальные и минимальные токи короткого замыкания:
• КЗ на ВН:
• Ток трехфазный максимальный =4317 А;
• Ток трехфазный минимальный =1851 А.
• КЗ на СН:
• Ток трехфазный максимальный = 728 А;
• Ток трехфазный минимальный = 504 А.
• КЗ на НН:
• Ток трехфазный максимальный = 487 А;
• Ток трехфазный минимальный = 342 А

Расчет дифференциальной защиты

1. Первое что мы должны выполнить, это проверить обеспечивается ли цифровое выравнивание токов плеч защищаемого трансформатора, для этого определяем первичные номинальные токи:

2. Определяем вторичные номинальные токи на сторонах трансформатора с учетом установки группы ТТ «звезда» со всех сторон защищаемого трансформатора, т.е. Ксх=1 на всех сторонах трансформатора.

По Таблице В.1.1 приложения В [Л1, с163] выбираем номинальный ток входа устройства для каждого плеча защиты и относительную погрешность выравнивания при Iном.вт=1-5, соответственно iном.т.n = 5A, Δf*выр=0,02.

Проверка обеспечения цифрового выравнивания для всех сторон защищаемого трансформатора, производится по выражению:

Со стороны ВН:

Со стороны СН:

Со стороны НН:

Как мы видим для всех сторон цифровое выравнивание амплитуд токов плеч обеспечивается.

3. Определяем расчетный коэффициент небаланса, по уточненному выражению:

где:
К’пер — коэффициент, учитывающий переходный процесс, выбирается по таблице 1.6 [Л1, с22], в соответствии с таблицей К’пер=1 для силового трансформатора мощностью не более 40 МВА и при отсутствии подключенных токоограничивающих реакторов на НН.

• ε*=0,1 — полная относительная погрешность ТТ в установившемся режиме;
• Δf*выр =0,02 — относительная погрешность выравнивания токов плеч, выбранная ранние по таблице В.1.1 приложение В;
• ΔU*рег. — относительная погрешность, принимается равной максимальному возможному отклонению от номинального положения РПН ΔUрег.=±16%- на стороне ВН;

4. Определяем начальный дифференциальный ток срабатывания Idmin:

где:

• Kотс.=1,2 — коэффициент отстройки;
• Kнб.расч.- расчетный коэффициент небаланса;
• EndSection1 – начальный тормозной ток, принимается равным 1,15 по рекомендациям фирмы «ABB».

5. Проверяем чувствительность для горизонтального участка тормозной характеристики:

где:
I*диф.ср. — определяем уставку по начальному дифференциальному току срабатывания Idmin=0,3 по рисунку Д.2, соответственно относительный дифференциальный ток будет равен 0,3.

I*диф.расч. — относительный расчетный минимальный дифференциальный ток при КЗ на выводах защищаемого трансформатора, в данном случае расчетный минимальный дифференциальный ток будет при КЗ на стороне НН.

где:

• Трехфазное короткое замыкание на стороне НН I³мин = 342 A;
• Двухфазное короткое замыкание на НН: I²мин = 297 A;

Как мы видим чувствительность при внутренних КЗ на горизонтальном участке тормозной характеристики обеспечена.

Чувствительность защиты на наклонных участках тормозной характеристики будет обеспечиваться всегда, так как выполняется условие:

6. Ток срабатывания дифференциальной отсечки Idunre

По условию отстройки от режима броска намагничивающего тока параметр срабатывания токового органа дифференциальной отсечки должен приниматься не менее 500 %:

Idunre > 500 %

По условию отстройки от максимального тока небаланса при внешних повреждениях, параметр срабатывания можно находить по выражению:

где:

• Kотс. = 1,2 — коэффициент отстройки;
  Kнб(1) — отношение амплитуды первой гармоники тока небаланса к приведенной амплитуде периодической составляющей сквозного тока. Согласно рекомендаций фирмы «ABB» для трансформаторов с расщепленной обмоткой принимать 0,65, при использовании со всех сторон ТТ с вторичным номинальным током 5 А.
• I*кз.макс — относительный максимальный ток при внешнем КЗ, определяется по формуле:

где:

• Iкзмакс – максимальный ток при внешнем КЗ, приведенный к опорной стороне (стороны ВН);
• Iном.опор. — номинальный ток опорной стороны (стороны ВН) защищаемого трансформатора.

Параметр срабатывания принимается равным наибольшему значению из двух полученных. Итоговое значение параметра в процентах рекомендуется округлять до десятков.

Принимаем параметр Idunre=710% (IdUnre=7,1)

Следующие параметры и уставки для терминала RET 670 принимаются в соответствии с рекомендациями фирмы «АВВ»:

• параметр SlopeSection3 = 50%;
• параметр StabByOption- «всегда»;
• параметр I2 / I1 ratio=14 %;
• параметр I5 / I1 ratio=25 %;
• уставка ZSCSub – выключено;
• уставка CrossBlockEn – выключено;
• уставка SOTFMode – выключено;
• уставка NegSegDiffEn –выключено;
• уставка OpenCNEnable –выключено.

Результаты расчетов и выбранных параметров сводим в таблицу 1.

Таблица 1

Обозначение параметра	Единица  измерения	Диапазон	По умолчанию	Принятое значение
EndSection1	В долях от I*ном.опор	0,20-1,50	1,25	1,15
IdMin	В долях от I*ном.опор	0,10-0,60	0,3	0,3
EndSection2	В долях от I*ном.опор	1,00-10,00	3	2,0
SlopeSection2	%	10,0-50,0	40	45
SlopeSection3	%	30,0-100,0	80	50
Idunre	В долях от I*ном.опор	1,00-50,00	10	7,1
I2 / I1 ratio	%	5-100	15	14
I5 / I1 ratio	%	5-100	25	25
CrossBlockEn	—	On;Off	On	Off
SOTFMode	—	On;Off	On	Off
NegSegDiffEn	—	On;Off	On	Off
OpenCNEnable	—	On;Off	On	Off

Литература:
1. Методические указания по выбору параметров срабатывания устройств РЗА оборудования подстанций производства ООО «АББ Силовые и Автоматизированные Системы».
Расчет выполнил: инженер Николаенко С.Н. ГУП РК «КРЫМЭНЕРГО»