Анализ работы дифференциальной защиты трансформаторов, реализованной в блоках БМРЗ-ТД, БМРЗ-153-УЗТ осуществляется с целью проверки подключения токовых цепей и задания исходных параметров, а также проверки причин срабатывания дифференциальных защит.
Анализ осуществляется путем расчета векторных диаграмм токов циркуляции в доаварийном режиме и расчета действующих значений дифференциальных токов и токов торможения в процессе возникновения и развития аварии.
Для анализа работы дифференциальной защиты трансформаторов, реализованной в блоках БМРЗ-ТД и БМРЗ-153-УЗТ необходима осциллограмма токов в нагруженном режиме силового трансформатора или осциллограмма срабатывания блока (файл в формате OSC или Comtrade) и следующие уставки и параметры защит блока:
Пример исходных данных представлен в таблице 1.
Таблица 1.
Наименование | Значение | |
Схема соединения | №7, Y/Y/Д-11, РПН ВН | |
Номинальная мощность | 25 МВА | |
Номинальное напряжение ВН/СН/НН | 115/38,5/11 кВ | |
Коэффициенты трансформации ВН/СН/НН | 120/120/300 | |
Шаг РПН | 1,78% | |
Число ступеней РПН | 1 | |
Уставки защит | Программа 1 | Программа 2 |
Кнб.с. | 4 Iдзт нач | 4 Iдзт нач |
Iдто | 5 Iном | 5 Iном |
S910 (Ввод ДТО) | введена | введена |
Iдзт нач (грубые) | 0,5 Iном | 0,4 Iном |
Кторм.2 (грубые) | 0,38 | 0,48 |
Кторм.3 (грубые) | 0,78 | 0,83 |
Iдзт нач (точные) | 0,4 Iном | 0,4 Iном |
Кторм.2 (точные) | 0,2 | 0,28 |
Кторм.3 (точные) | 0,59 | 0,64 |
S920 (Ввод ДЗТ) | введена | введена |
Кипб | 0,16 | 0,16 |
Тпб ипб | 0,72 с | 0,72 с |
S951 (ИПБ перекрестно принудит.) | введена | введена |
В анализируемой осциллограмме для расчета используют вторичные мгновенные значения токов, поэтому переключатели программы "FastView" устанавливают в положения в соответствии с рис. 1.
Согласование векторных групп и удаление токов нулевой последовательности
В блоках защиты силовых трансформаторов БМРЗ осуществляется удаление токов нулевой последовательности для сторон силового трансформатора, соединенных в схему "звезда", осуществляется поворот и согласование векторных групп сторон. Для этого применяются операции "цифровой треугольник" (ЦТ) или вычитание тока нулевой последовательности.
Операции применяются по следующему правилу:
Пример выбора операций выравнивания сторон
Для рассматриваемого трансформатора Y/Y/Д-11 должны быть проведены следующие операции:
Для трансформатора со схемой соединения Д/Y-1 должны проводиться операции:
Для цифрового выравнивания сторон осуществляют пересчет токов сторон в относительные единицы путем деления токов циркуляции Iц, определенных в соответствии с указанным выше, на величину номинального вторичного тока соответствующей стороны Iном вн, Iном сн, Iном нн.
Величины номинальных вторичных токов сторон трансформатора Iном вн, Iном сн, Iном нн вычисляют по выражению:
,
где: S – номинальная мощность трансформатора, МВА;
Uном – номинальное напряжение стороны трансформатора, кВ;
Ктт – коэффициент трансформации трансформатора тока стороны трансформатора.
Пример расчета номинальных вторичных токов сторон рассматриваемого трансформатора:
Итоговые выражения, включающие в себя выполнение операций выравнивания и перевода в относительные единицы, заносятся в расчетные каналы программы "FastView" (рис. 2, 3):
При вводе выражений следует учитывать правильный регистр и язык в обозначении каналов. Для этого следует добавлять какую-либо стандартную функцию, выбирая необходимые каналы из списка, и затем редактировать выражения в общей таблице формул.
Полученные расчетные каналы показывают величины нормированных токов циркуляции, выраженные в долях номинального тока сторон.
Полученные расчетные каналы токов циркуляции следует проанализировать на векторной диаграмме с целью контроля правильности выравнивания токов сторон по величине и по фазе.
Проверка осуществляется по осциллограмме нагруженного силового трансформатора или по доаварийному режиму осциллограммы срабатывания защиты.
Угол между векторами разных сторон соответствующих токов циркуляции должен быть около нуля или 180 градусов, сумма векторов сторон соответствующих токов циркуляции должна быть близка к нулю, как показано на рис. 4.
На векторной диаграмме рассматриваемого примера (рис. 5) видно, что угол между токами циркуляции сторон ВН и СН составляет 150 градусов (должно быть около 180), что говорит о неправильной фазировке цепей трансформаторов тока при подключении блока БМРЗ (несоответствие часовой группы). Также вектора сторон неодинаковы по амплитуде, что говорит о неправильном задании коэффициентов трансформации ТТ или номинальных напряжений сторон. При таком подключении защита может сработать излишне в случае внешних коротких замыканий (что и произошло в рассматриваемом примере).
Анализ срабатывания защиты осуществляется путем расчета дифференциальных токов и токов торможения и их сравнения с заданными уставками срабатывания защит.
Для расчета дифференциальных токов необходимо сложить мгновенные значения токов циркуляции.
Для расчета токов торможения необходимо вычислить действующие значения первой гармоники токов циркуляции и найти их полусумму.
Выражения для расчета дифференциальных токов Idif и токов торможения Itorm заносят в расчетные каналы программы "FastView", как показано на рис. 6.
Расчетные каналы тока торможения отображаются в действующих значениях.
Для отображения действующего значения дифференциального тока необходимо в основном окне программы выделить их каналы и переключить режим их отображения на первую гармоническую составляющую (рис.7).
Перемещая вертикальный визир программы (рис. 8), отслеживают значение дифференциальных токов и токов торможения в контурах дифференциальной защиты. Необходимо учитывать, что величины отображаются в относительных единицах: долях номинального тока силового трансформатора.
Оценку срабатывания дифференциальной защиты с торможением (ДЗТ) осуществляют аналитически по выполнению условия:
При анализе срабатывания дифференциальных защит следует учитывать:
В рассматриваемом примере (рис.8) соотношение дифференциальных токов и токов торможения обеспечивает кратковременное срабатывание защит с последующим нахождением рабочей точки в зоне возврата.
[1]Режим грубых и чувствительных уставок, учет положения РПН реализованы в блоках БМРЗ-ТД. [1]
2 В блоках БМРЗ-ТД-12(13,02,03)-20-21 – 1 раз в 10 мс2.
Никто пока не комментировал эту страницу.