Ўзбекистон республикаси олий ва ўрта махсус таoлим вазирлиги

3.3. Трансформаторларнинг дифференциал ва газ ҳимояси

3.3.1. Трансформаторлар дифференциал ҳимоясининг ишлаш принципи.

Трансформаторлар дифференциал ҳимоясининг ишлаш принципи, линиялар ва генераторлар дифференциал ҳимояларининг ишлаш принципи каби, трансформаторнинг кириши ва чиқишидаги токларни қиймати ва йўналиши бўйича таққослашга асосланган.

Нормал режим ва ташқи қисқа туташувларида, 31-расм, а да кўрсатилгандек, I_I ва I_II бирламчи токлар бир томонга йўналган ва улар орасидаги нисбат трансформаторнинг трансформация коэффициентига тенг
N= I_II/ I_I
Қисқа туташув трансформаторда бўлганда (31-расм, б) I_I ва I_II токлар бир бирига қарама-қарши йўналишга эга ва улар орасидаги нисбат трансформаторнинг трансформация коэффициенти тенг эмас.





31-расм. Трансформатор дифференциал ҳимоясининг ишлаш принципи

Ташқи қисқа туташувларда дифференциал ҳимоя ишламаслиги ва ички қисқа туташувларда ишлаши керак. Буларни ҳисобга олган ҳолда дифференциал ҳимоянинг схемаси бажарилади. Трансформаторнинг иккала томонига ТА1 ва ТА2 ток трансформаторлари ўрнатилади, уларнинг иккиламчи чўлғамлари бир-бирига ҳар хил қутблари билан ва уларга параллел қилиб дифференциал реле уланади. Бундай уланишда реле чўлғамидан ўтадиган иккиламчи I₁ ва I₂ токлар нормал режимда ва ташқи қисқа туташувларда бир-бирига қарама-қарши, трансформаторда қисқа туташув бўлганда эса бир ҳил йўналишда бўлади. Агар ТТ ларнинг трансформация коэффициентларини нормал режимда иккиламчи токлари тенг бўладиган қилиб танланса, ҳимоя фақат ички қисқа туташувлардагина ишлайди.

3.3.2. Трансформаторларнинг дифференциал ҳимояларида нобаланс токлари

Нобаланс токлари деб нормал ёки ташқи қисқа туташувларда, яъни дифференциал ҳимоя ишламаслиги керак бўлган режимларда реледан ўтадиган токларга айтилади. Нобаланс токлари ҳимоянинг нотўғри ишлашига олиб келиши мумкин. Шунинг учун дифференциал ҳимояни нобаланс токларидан четлаштириш зарур. Нобаланс токларининг ҳосил бўлиши сабаблари қўйдагилар:

1. Ток трансформаторининг (ТТ) иккиламчи токлари тенг бўлмаслиги. ТТ ларнинг трансформация коэффициентлари стандарт қийматларга эга бўлганлиги учун иккиламчи токларни аниқ тенглаштириб бўлмайди. Нобаланс токларини камайтириш учун ток автотрансформаторларидан ёки тез туйинувчи трансформаторли релеларнинг (масалан, , РНТ турдаги) тенглаштирувчи чўлғамларидан фойдаланилади;
2. Трансформатор чўлғамлари уланиш схемаларининг ҳар хиллиги сабабли чўлғамларининг бирламчи токлари орасидаги бурчак силжиши ҳосил бўлади. Масалан, чўлғамлар юлдуз - учбурчак схемаси бўйича уланганда бурчак силжиши 30° га тенг. Бурчак силжишини компенсация қилиш учун трансформаторнинг чўлғами юлдузга уланган томонда ТТ лар учбурчакка ва учбурчакка уланган томонда ТТлар юлдузга уланади;
3.Трансформаторнинг трансформация коэффициентини ростлаш. Бунда чўлғамларнинг бирламчи токлари орасидаги нисбат бузилади ва реле чўлғамида нобаланс токлари ҳосил бўлади. Бу ток
I_нб.р=(N%/100)(I_к.max /K_I)га тенг.
Кучланиш остида ростланадиган трансформаторларда
бўлиб олинади;
4. Трансформаторларнинг магнитлаш токи. Юкламага уланмаган трансформатор манбага уланганда унинг фақат бирламчи чўлғамидан номиналга нисбатан 58 марта катта магнитлаш токи ўтади. Натижада дифференциал ҳимоя нотўғри ишлайди. Бунинг олдини олиш учун дифференциал ҳимоя магнитлаш токининг сакрашидан, асосан қуйидаги йўллардан бири ёрдамида четлаштирилади:
а) ҳимоянинг сезгирлигини камайтириш (дифференциал отсечка);
в) релени оралиқ тез тўйинувчи ток трансформатори орқали улаш (РНТ ёки ДЗТ турдаги релелар фойдаланиб бажарилган дифференциал ҳимоялар).
Бўйлама дифференциал ҳимоя қуйидаги тартибда ҳисобланади:
Трансформаторнинг бирламчи ва иккиламчи токлари ҳисобланади (I_ном.1 ва I_ном2) ва ўрнатиладиган ток трансформаторларининг трансформация коэффициентлари аниқланади


К_I1=1,73I_ном1/5;
К_I2= I_ном2/5 ;


К_I1 ва К_I2 нинг, ҳисоблаш натижаларига қараганда 1,52 марта катта, стандарт қийматлари қабул қилинади.
2. Дифференциал ҳимоя елкаларидаги иккиламчи номинал токлар ҳисобланади


I₁₂=1,73I_ном1/К_I1 ;
I₂₂=I_ном2/К_I2 ,


бу ерда К_I1– ва К_I2–ток трансформаторларининг қабул қилинган стандарт трансформация коэффициентлари.
Дифференциал ҳимоянинг асосий томони деб иккиламчи токи катта бўлган томон қабул қилинади ва ҳамма ҳисоблар асосий томон учун бажарилади.
3. Дифференциал ҳимоянинг ишга тушиш токи қуйидаги шартларга асосан танланади:
а) юкланмаган трансформатор уланганда ҳосил бўладиган магнитловчи токнинг сакраши вақтида ҳимоя ишламаслиги керак
I_ҳи=К₃ I_тр.ном. (1)


бу ерда I_тр.ном –асосий томон учун трансформаторнинг номинал токи; К₃=1,3 - РНТ-565 релеси учун ва К₃=1,21,5 - ДЭТ-11 релеси учун;
б) ҳимоянинг ишга тушиш токи энг катта нобаланс токидан катта бўлиши керак


I_ҳи=К₃ I_нб.мах ,
I_нб.мах= I_нб+ I_нб+ I_нб,
бу крда I_нб- дифференциал ҳимояни ток билан таъминловчи ток трансформатор-ларининг бир хил эмаслиги ва хатолиги ҳисобига ҳосил бўлади


I_нб= К_апК_бf_i I_к.мах ,


бу ерда, К_б – ток трансформаторларининг бир ҳиллигини ҳисобга олувчи коэффициент, агар улар бир ҳил бўлса Кб =0,5 ва бир хил бўлмаса Кб =1,0; К_ап –ўтиш жараёнининг ҳисобга олувчи коэффициент, РНТ ёки ДЗТ реле қўлланилган бўлса К_ап=1,0, бошқа турдаги релелар учун К_ап=2,0; f_i =0,1 – ток трансформаторларининг 10% ли хатолигини ҳисобга олувчи коэффициент; I_к.мах – трансформатордан кейинги нуқтадаги энг катта қисқа туташув токининг асосий томонга келтирилган қиймати;
I_нб –ҳимояланётган трансформатор кучланишини ростлаш натижасида ҳосил бўладиган нобаланс токи

I_нб =  N I _{к. мах}/100


бу ерда, ^ N – кучланишни тўла ростлаш чегарасининг қиймати, масалан, 8% бўлса, 2х8=16% олинади;
I_нб – РНТ /ДЗТ/ реленинг коммутатордаги ҳисоблаб топилган ўрамлар сонини аниқ қўймаслик натижасида ҳосил бўладиган нобаланс токи


I_нб =( W_ҳис-W₁) I_к.мах/ W_1ҳис


бу ерда W_хис - РНТ реленинг асосий бўлмаган томони учун ҳисоблаб топилган ва коммутаторда қўйилган ўрамлар сони, дифференциал ҳимоя биринчи марта ҳисобланаётганда ҳисобга олинмайди


I_хи= К₃ (I_нб+ I_нб) , (2)


(2.3) ва (2.4) ифодалардан топилган токларнинг каттаси ҳимоянинг ҳисобий ишлаш токи сифатида қабул қилинади.
4. Ҳимоянинг ишлаш зонасидаги дастлабки сезгирлиги текшириб кўрилади


К_с = I_қ.мin / I_ҳ.и (3)


бу ерда, I_қ.мin – қисқа туташув токининг энг кичик қиймати (одатда ҳимоя зонасидаги икки фазали қисқа туташув токи). Агар К_с2 бўлса ҳисобларни давом эттириш мумкин.
5. Токи катта бўлган асосий томонга келтирилган ҳимоянинг ишлаш токи топилади


I_ри =К_сх I_ҳ.и /К_I (4)
6. Асосий томон учун қўйиладиган РНТ реленинг ҳисобий ўрамлар сони топилади


W_ас.ҳис =F_и/I_ри,


РНТ-565 реле учун F_и = 100 А ўрамлар сони. Аниқланган ҳисобий ўрамлар сони РНТ-565 реледа қўйилиши мумкин бўлган кичик қийматгача яхлитланади ( W_ас ).
7. Асосий бўлмаган томон учун ҳисобий ўрамлар сони топилади


W_{ас.бўл.ҳис} = W_асI_н1/I_н2 (5)


бу ерда, I_н1- асосий томоннинг иккиламчи номинал токи; I_н2 - асосий бўлмаган томоннинг иккиламчи номинал токи.
8. I_нб ҳисобга олиниб нобаланс ток топилади.
9. (1), (2) ва (4) ифодалар ёрдамида ҳимоянинг ишга тушиш токи ва реленинг ишга тушиш токи ҳисобланади.
Агар I_ҳи олдин топилган қийматдан катта чиқса аввалгидан кичикроқ қиймати қабул қилинади ва қолган ҳисоблар қайтарилади.
Ҳимоянинг сезгирлиги (3) ифода ёрдамида қайтадан ҳисобланади.