Исследование блокировки токовой защиты электроустановок с трансформаторами

Abstract

В электроустановках с трансформаторами при включении их под напряжение без нагрузки и в ряде других режимов возникает бросок тока намагничивания (БТН), который может вызвать ложное срабатывание токовой защиты. Для исключения подобной ситуации осуществляется блокировка защиты. Принцип действия блокировки основывается на том, что в трехфазной системе в нормальном режиме и при симметричных коротких замыканиях (КЗ) содержащиеся в фазных токах электроустановки первые гармоники образуют прямую последовательность, а вторые – обратную. При возникновении несимметричного режима, в том числе несимметричного КЗ, появляется обратная последовательность, образованная входящими в состав фазных токов первыми гармониками. В режимах БТН в фазных токах присутствуют вторые гармоники значительной величины, которые создают обратную последовательность. При анализе информационных параметров токов указанных последовательностей производится идентификация режимов БТН и КЗ с осуществлением при необходимости блокировки защиты. Исследование ее функционирования проводилось методом вычислительного эксперимента путем анализа изменений вычисляемого параметра блокировки, сравниваемого с уставкой срабатывания, с использованием цифровой модели, реализованной в среде динамического моделирования MatLab-Simulink. В результате выполненных расчетов подтверждена принципиальная работоспособность предложенной блокировки, которая обеспечивает достаточно достоверную идентификацию режимов БТН и КЗ вне зависимости от степени насыщения трансформаторов тока. При этом установлено, что при более простой реализации данный принцип блокировки имеет более высокую чувствительность, чем классический, основанный на оценке отношения второй и первой гармоник токов фаз. В режимах КЗ в электроустановке предложенная блокировка вносит замедление в срабатывание токовой защиты, которое может быть уменьшено за счет повышения быстродействия цифровых частотных фильтров.