1

Тема: Токораспределение при несиммитричных кз за трансформатором Д/Yн

Здравствуйте!
В данный момент занимаюсь расчетом уставок релейной защиты трансформатора ТСЗ 1000 кВа 6.3/0,4 Д/Yн.
При проверки чувствительности МТЗ и токовой отсечки рекомендуют брать ток 2-фазного КЗ за трансформатором, какой в этом смысл, если согласно выводам в книгах Шабада и Чернобровова по релейной защите, ток при 2-ф кз на НН, трансформаруется на высокую сторону численно равный 3-фазному за этим же трансформатором?
Другими словами: Ток в реле на ВН будет одинаковый при 2ф и при 3ф кз на НН. (соединение ТТ по схеме полной звезды)

Пока искал ответ на свой вопрос, наткнулся на статью из журнала "Новости электротехники"

http://www.news.elteh.ru/arh/2006/41/09.php

Там, при анализе защиты трансформатора в таблице приведены токи 1ф, 2ф, и 3ф. КЗ на стороне 6 кВ и 0,4 кВ.

Вопрос: Почему в этой статье ток 1ф кз приведен на высокую сторону с учетом токораспределения в трансформатарах с такой группой обмоток, а ток 2ф кз просто, через коэф. трансформации. Хотя он на высокой стороне должен быть равен 3ф. И какой в итоге брать ток для проверки чувствительности, как минимальный?
Расчетами занимаюсь впервые, подскажите где я ошибаюсь? Спасибо.

2

Re: Токораспределение при несиммитричных кз за трансформатором Д/Yн

Ток при 2ф КЗ на НН Тр-ра не равен 3ф КЗ. При трансформации на ВН токи будут протекать в трех фазах (но не равны), посчитайте сами, используя формулы для перехода с треугольника на звезду. Почитайте Библиотеку электромонтера. Векторные диаграммы в релейной защите

3

Re: Токораспределение при несиммитричных кз за трансформатором Д/Yн

Medvedb пишет:

Ток при 2ф КЗ на НН Тр-ра не равен 3ф КЗ.

В одной из поврежденных фаз на стороне ВН ток увеличится на 2/3^0.5, т.е. по значению будет равен трехфазному. (не беру в расчет Ктр)
http://rzia.ru/extensions/hcs_image_uploader/uploads/40000/2500/42914/thumb/p17jmlc6i81j274hc1nj4hubic41.JPG http://rzia.ru/extensions/hcs_image_uploader/uploads/40000/2500/42914/thumb/p17jmlc6i81j274hc1nj4hubic41.JPG

4

Re: Токораспределение при несиммитричных кз за трансформатором Д/Yн

Извиняюсь, Вы правы, в одной фазе на ВН будет ток равный току при 3ф КЗ на НН, а в двух других половинке. Я  подумал, что топикстартер считает что все токи одинаковы на ВН при двухфазном повреждении. а при расчете чувствительности нужно брать минимальный ток, протекающий в реле (т.е. половинку от тока при трехфазном КЗ)

5

Re: Токораспределение при несиммитричных кз за трансформатором Д/Yн

Medvedb пишет:

Извиняюсь, Вы правы, в одной фазе на ВН будет ток равный току при 3ф КЗ на НН, а в двух других половинке. Я  подумал, что топикстартер считает что все токи одинаковы на ВН при двухфазном повреждении. а при расчете чувствительности нужно брать минимальный ток, протекающий в реле (т.е. половинку от тока при трехфазном КЗ)

Это справеливо только в случае использования двухфазной двухрелейной схемы защиты на стороне ВН.

Присоединяйтесь!!! Мы в социальных сетях и на Ютуб.

6 (2013-02-19 01:52:45 отредактировано ivanmet)

Re: Токораспределение при несиммитричных кз за трансформатором Д/Yн

Защита выполнена трехрелейной, каждое реле независимо реагирует на логическую чать, тогда получается, для данного трансформатора минимальный ток в реле будет проходить при 1ф кз  за трансформатором и  будет равен I1ф/3^0.5 (без учета коэфф. трансформации). Так?
Ну а в случае с трансформатором 35/6 Д/Y с изолированными нейтралями обмоток, для проверки чувствительности МТЗ, можно брать 3ф ток кз за трансформатором.

И все же, как быть со статьей в которой 2ф с НН трансформирован без учета токораспределения? Это ошибка статьи или я чего-то не понимаю?

7

Re: Токораспределение при несиммитричных кз за трансформатором Д/Yн

ivanmet пишет:

Защита выполнена трехрелейной, каждое реле независимо реагирует на логическую чать, тогда получается, для данного трансформатора минимальный ток в реле будет проходить при 1ф кз  за трансформатором и  будет равен I1ф/3^0.5 (без учета коэфф. трансформации). Так?

Вы опять не уточнили полностью - трехрелейная, но трехфазная или двухфазная (когда два ТТ и три реле, одно в обратном проводе). Но все ровно вам надо определять чувствительность по двухфазному к.з. (он минимальный ток к.з.).  За тр-ром Dyn ток однофазного к.з равен току трехфазного к.з.

ivanmet пишет:

Ну а в случае с трансформатором 35/6 Д/Y с изолированными нейтралями обмоток, для проверки чувствительности МТЗ, можно брать 3ф ток кз за трансформатором.

Чувствительность по двухфазному к.з.

8 (2013-02-20 16:12:11 отредактировано Сергей89)

Re: Токораспределение при несиммитричных кз за трансформатором Д/Yн

Чувствительность защиты, устанавливаемой на стороне ВН к КЗ на стороне НН трансформатора с соединением обмоток "треугольник-звезда с нулём" должна определяться при однофазном КЗ (на стороне НН), поскольку ток в защите (на стороне ВН) при этом минимальный. Это справедливо, если на трансформаторе отсутствует специальная защита нулевой последовательности, включаемая на ток нейтрали стороны НН. При наличии защиты нулевой последовательности на стороне НН чувствительность защиты стороны ВН в общем случае можно определять при двухфазном КЗ на стороне НН.

Если принять ток в реле защиты стороны ВН при трёхфазном КЗ на стороне НН за единицу, то соотношение максимальных токов в реле той же защиты при различных видах КЗ на стороне НН будет приблизительно таким (при использовании трёх ТТ и трёх реле):
- в случае соединения ТТ по схеме звезды: 3ф. - 1; 2ф. - 1; 1ф. - 1/корень(3), то есть 1/1/0,577;
- в случае соединения ТТ по схеме треугольника: 3ф. - 1; 2ф. - корень(3)/2; 1ф. - 2/3, то есть 1/0,866/0,667.

9

Re: Токораспределение при несиммитричных кз за трансформатором Д/Yн

У трансформаторов "треугольник-звезда с нулем" чувствительность МТЗ ВН к однофазн. к.з на НН (почти) всегда обеспечена. Специальная защита нулевой последовательности (в нейтрали НН) нужна для тър-ров "звезда- звезда с нулем". У них Х0>>Х1=Х2.

10

Re: Токораспределение при несиммитричных кз за трансформатором Д/Yн

stoyan пишет:

У трансформаторов "треугольник-звезда с нулем" чувствительность МТЗ ВН к однофазн. к.з на НН (почти) всегда обеспечена

Да, почти всегда. Но это не говорит о том, что в тех случаях, когда чувствительность не обеспечивается, на этих трансформаторах не применяют защиту нулевой последовательности в нейтрали 0,4 кВ.
Сначала нужно посчитать чувствительность защиты стороны ВН к токам металлического и дугового однофазного КЗ на стороне НН в минимальном режиме, а уже по результатам расчёта делать выводы о применении защит.
Минимально допустимый коэффициент чувствительности к току металлического КЗ должен быть около 1,5, а к току дугового КЗ - около 1,2.

Кстати, некоторые специалисты утверждают, что однофазные КЗ в сетях 0,4 кВ можно не учитывать, потому что они быстро переходят в трёхфазные. Но я не сторонник подобного подхода.

11

Re: Токораспределение при несиммитричных кз за трансформатором Д/Yн

Сергей89.
Спасибо за ответ. В принципе, я в этом направлении и мыслил, просто смутил неверный пересчет на высокую сторону двухфазного кз в статье. Проверяю однофазным КЗ, но в зонах дальнего резервирования при металлическом КЗ коэффициент получается менее 1.2.  Кстати в ПУЭ ничего не сказано о проверки дуговым КЗ.

stoyan

За тр-ром Dyn ток однофазного к.з равен току трехфазного к.з.

У меня по расчетам тока КЗ на стороне НН получилось 1ф кз > 3ф кз. Так, как он получается равным, только если не учитывать сопротивление системы.

12

Re: Токораспределение при несиммитричных кз за трансформатором Д/Yн

Непосредственно за трансформатором Dyn токи трехфазного и однофазного к.з. одинаковы с учетом или без учета сопротивления системы. При удалении точки к.з. ток однофазного затухает быстрее так как у кабелей Х0>Х1.
Не знаю как у вас получилось так.

13 (2013-02-21 23:28:41 отредактировано Сергей89)

Re: Токораспределение при несиммитричных кз за трансформатором Д/Yн

ivanmet пишет:

Проверяю однофазным КЗ, но в зонах дальнего резервирования при металлическом КЗ коэффициент получается менее 1.2

Значит, к междуфазным КЗ чувствительность будет обеспечена, а от однофазных можно применить защиту нулевой последовательности в нейтрали обмотки НН. Методика расчёта у Шабада.

ivanmet пишет:

в ПУЭ ничего не сказано о проверки дуговым КЗ

Поэтому я пользусь рекомендациями Беляева и Шабада, которые при дуговых КЗ принимают коэффициент чувствительности 1,2. Литература:
[Беляев А.В. Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0,4 кВ. — СПб.: ПЭИПК, 2008]; [Шабад М.А. Защита трансформаторов 10 кВ. — М.: Энергоатомиздат, 1989 (Библиотека электромонтёра)]

ivanmet пишет:

ток КЗ на стороне НН получилось 1ф кз > 3ф кз

Ток однофазного КЗ может быть и немного больше, и равным, и меньше трёхфазного. Зависит от величины сопротивления нулевой последовательности до точки КЗ на стороне НН. При КЗ на шинах НН можно принять, что эти токи равны.

P.S. Пока я писал, Вам уже коллега stoyan ответил. То же самое написано и у Беляева

14

Re: Токораспределение при несиммитричных кз за трансформатором Д/Yн

stoyan

По поводу уменьшения тока однофазного КЗ в кабелях полность с вами согласен. Но на выводах НН трансформатора, согласно рачетам однофазного КЗ по ГОСТ 28249-93 получается, что в форумулу для вычисления однофазного КЗ  бертся суммарное сопротивление прямой и обратной последовательности, в которые входит Xc, и  нулевой последовательности в которую Xc не входит.  Отсюда получается что сумм. нулевая меньше, чем сумм. прямая (обратная). Если подствать эти значения в формулы для расчета 3ф и 1ф кз получится 1ф>3ф.
Без учета системы останутся только сопротивления транформатора и прямая, обратная и нулевая будут равны и тогда 1ф кз=3ф.

Дело в том, что я тоже сначала удивился такому результату, потом взял программку по расчету КЗ и перепроверил, получилось что за трансформаторами Д/Yн при учете системы, всегда 1ф>3ф.

Насколько это правильно не знаю, но подругому у меня тупо не получается.

15 (2013-02-21 23:53:20 отредактировано ivanmet)

Re: Токораспределение при несиммитричных кз за трансформатором Д/Yн

Сергей89

Разница между однофазным и трехфазным КЗ получается достаточна существенная 1ф=18кА, а 3ф=15,5кА. Т.к система маломощная и ее сопротивление в расчете достаточно весомое.

16

Re: Токораспределение при несиммитричных кз за трансформатором Д/Yн

Да, так и получается. Но для защиты стороны ВН максимальный ток однофазного КЗ на стороне НН (то есть ток на выводах трансформатора) не играет роли, потому что он не используется как расчётный. А для защиты стороны НН (например, автоматического выключателя) нужно брать ток при КЗ в точке за автоматом, а здесь уже нужно добавить сопротивление ошиновки НН. И, скорее всего, сопротивление нулевой последовательности ошиновки будет гораздо больше, чем сопротивление прямой последовательности. Так что допустимо использовать значение трёхфазного тока, который намного проще рассчитывается.

17

Re: Токораспределение при несиммитричных кз за трансформатором Д/Yн

ivanmet пишет:

форумулу для вычисления однофазного КЗ  бертся суммарное сопротивление прямой и обратной последовательности, в которые входит Xc, и  нулевой последовательности в которую Xc не входит.  Отсюда получается что сумм. нулевая меньше, чем сумм. прямая (обратная). Если подствать эти значения в формулы для расчета 3ф и 1ф кз получится 1ф>3ф.

Вам надо внимательно построить схему замещения нулевой последовательности. В эту схему не входят елементы на стороне треугольника тр-ра и вообще там где нет пути для тока 3I0.
На стороне треугольника надо задавать Х0=бесконечности.
Вопрос уже слишком теоретический, придется почитать дополнительно...

18

Re: Токораспределение при несиммитричных кз за трансформатором Д/Yн

stoyan пишет:

Вам надо внимательно построить схему замещения нулевой последовательности.

По сути, схема замещения нулевой последовательности (при кз на выводах трансформатора)  будет представлена только сопротивлением нулевой последовательности трансформатора, которое для Д/Yн везеде принято считать равным сопротивлению прямой последовательности. Я отталкивался именно от этих рекомендаций.

Кстати, если посмотреть в книге Беляева "Расчет и выбор оборудования в сетях О.4 кВ" в Приложени 1 "Расчетные кривые для нахождения тока кз в сети О.4 кв", то можно увидеть , что 1ф за трансформатором всегда больше больше 3ф (при Д/Yн соответственно), причем разница между ними уменьшается, чем мощнее система.

Вот собственно эта страница:
http://rzia.ru/extensions/hcs_image_uploader/uploads/40000/3000/43263/thumb/p17k1naamrafdad79t115m996i1.jpg http://rzia.ru/extensions/hcs_image_uploader/uploads/40000/3000/43263/thumb/p17k1naamrafdad79t115m996i1.jpg



Сергей89 пишет:

Но для защиты стороны ВН максимальный ток однофазного КЗ на стороне НН (то есть ток на выводах трансформатора) не играет роли, потому что он не используется как расчётный.

Но ведь чувствительность МТЗ я буду проверят именно этим током и я думаю, что в некоторых случаях его уточненное значение может стать решающим в принятии решения о применении (или не применении) защиты нулевой последовательности в нейтрали НН.
Кстати выключатель низкой стороны у меня находится за двумя метрами ошиновки от выводов НН трансформатора. А в Беляеве написано, что менее 5м шины вообще "можно не учитывать т.к. их влияние на ток КЗ невелико". Надо сказать, что даже за 20 м кабеля 4х240 (учитывая, что X0>>X1) у меня все равно получается, что 1ф чуть больше 3ф.

Просто странно тогда, доли от мОм в переходных контактах учитываем, а два кА разниц вроде как и ничего. А четко никто не говорит, что однофазный вооще может быть больше 3ф, в каких книгах я только не искал. Такое вот умолчание тоже наводит на мысль, что ошибаюсь я, но расчеты убеждают в обратном.

19

Re: Токораспределение при несиммитричных кз за трансформатором Д/Yн

Не вижу ничего плохого, что у Вас ток однофазного немного больше, чем трёхфазного. Я немного был не прав, когда сказал, что он не расчётный. Да, приведенный к стороне ВН, он будет расчётный для проверки чувствительности защиты ВН.
Видимо, Вы хотите провести уточняющий расчёт чувствительности к однофазным КЗ, чтобы получить больший коэффициент чувствительности. Тогда уже надо учитывать всё, и переходные контакты, и диапазон коэффициента трансформации. Для повышения чувствительности защиты ВН к однофазным КЗ (в 1,15 раза) можно собрать ТТ ВН в треугольник. Но вряд ли уточнением можно будет с 1,2 до 1,5 добраться.
А к дуговым КЗ Вы проверяли чувствительность? Ведь на напряжении 0,4 кВ металлических КЗ практически не бывает

20

Re: Токораспределение при несиммитричных кз за трансформатором Д/Yн

ivanmet пишет:

А четко никто не говорит, что однофазный вообще может быть больше 3ф, в каких книгах я только не искал

Это нормальное состояние в сетях 400кВ и выше из за большого числа автотрансформаторов (все они с заземленными нейтралями и общее Х0<Х1). Поэтому и принимаются специальные меры для ограничения тока однофазного к.з.