Проверка реле сопротивления дифференциальной защиты трансформатора

Что такое дифференциальная защита трансформатора?

Это защита, которая сравнивает токи на входе и выходе трансформатора. Если токи сильно отличаются (например, при коротком замыкании внутри трансформатора), защита срабатывает и отключает трансформатор.

Увидел как опытные релейщики проверяют с помонью Ретома реле сопротивления. На графике увидел оси координат подписанные Iдиф и Iт. Режил разобраться что же это значит, если у меня возник такой вопрос может кому то тоже не понятно.

Что показывают графики РЕТОМ?

При проверке защиты прибор РЕТОМ строит график в координатах:

• Iдиф (дифференциальный ток) – это разница токов на входе и выходе трансформатора.
• Iт (тормозной ток) – это ток, который "тормозит" защиту, чтобы она не срабатывала при внешних КЗ или бросках намагничивания.

Обе величины даны в относительных единицах (о.е.), потому что реальные токи зависят от мощности трансформатора, а так проще анализировать.

Откуда берутся Iдиф и Iт при коротком замыкании?

1. В нормальном режиме (без КЗ):
   Токи на входе и выходе почти равны → Iдиф ≈ 0.
   Iт – это просто среднее значение токов.
2. При внешнем КЗ (например, за трансформатором):
   Ток на входе резко растёт, но на выходе тоже → Iдиф небольшой, но Iт большой.
   Защита не срабатывает, потому что тормозной ток (Iт) "удерживает" её.
3. При внутреннем КЗ (внутри трансформатора):
   Ток на входе есть, а на выходе нет (или сильно меньше) → Iдиф большой.
   Iт тоже может быть большим, но соотношение Iдиф/Iт превышает уставку → защита срабатывает.

Как выглядит график?

• Если точка (Iдиф, Iт) выше уставочной характеристики – защита отключает трансформатор.
• Если ниже – защита не срабатывает.

Вывод:

• Iдиф – показывает, насколько "разбалансированы" токи (есть ли повреждение).
• Iт – помогает отличить внутреннее КЗ от внешнего, чтобы защита не срабатывала зря.

Если при проверке РЕТОМ показывает, что точка уходит в зону срабатывания – значит, защита исправна и отреагирует на реальное КЗ.

разберём два наглядных примера с цифрами – для внешнего КЗ и внутреннего КЗ на трансформаторе.

Исходные данные:

• Трансформатор: 10/0.4 кВ, мощность 1000 кВА.
• Токи сторон:
  ВН (10 кВ): 57.7 А (первичный), 5 А (вторичный ток ТТ).
  НН (0.4 кВ): 1443 А (первичный), 5 А (вторичный ток ТТ).
• Уставка дифференциальной защиты:
  Iсраб (ток срабатывания) = 0.3 Iном (порог срабатывания).
  
  Iдиф>0.2⋅Iт+0.3⋅IномIдиф​>0.2⋅Iт​+0.3⋅Iном​

Характеристика срабатывания (например, 20% наклона):

1. Пример при ВНЕШНЕМ КЗ (за трансформатором)

Допустим, КЗ произошло на шинах 0.4 кВ. Токи:

• Сторона ВН (10 кВ): 288 А (первичный), 25 А (вторичный после ТТ).
• Сторона НН (0.4 кВ): 7200 А (первичный), 25 А (вторичный после ТТ).

Расчёт:

1. Iдиф=0/5=0 о.е.Iдиф​=0/5=0о.е.
   Дифференциальный ток (Iдиф):Iдиф=∣IВН−IНН∣=∣25−25∣=0 А (вторичные)Iдиф​=∣IВН​−IНН​∣=∣25−25∣=0А (вторичные)
   В относительных единицах (о.е.):
2. Iт=25/5=5 о.е.Iт​=25/5=5о.е.
   Тормозной ток (Iт):Iт=∣IВН∣+∣IНН∣2=25+252=25 А (вторичные)Iт​=2∣IВН​∣+∣IНН​∣​=225+25​=25А (вторичные)В о.е.:
3. Проверка срабатывания защиты:Iдиф=0 о.е.Iдиф​=0о.е.Уставка:Iсраб=0.2⋅Iт+0.3=0.2⋅5+0.3=1.3 о.е.Iсраб​=0.2⋅Iт​+0.3=0.2⋅5+0.3=1.3о.е.0 < 1.3 → защита НЕ срабатывает (правильно, ведь КЗ не внутри трансформатора).

2. Пример при ВНУТРЕННЕМ КЗ (в обмотке трансформатора)

Допустим, КЗ в обмотке НН 0.4 кВ, и ток со стороны ВН вырос, а на НН почти нет тока (повреждённая сторона).

Токи:

• Сторона ВН (10 кВ): 400 А (первичный), 34.8 А (вторичный).
• Сторона НН (0.4 кВ): 0 А (первичный), 0 А (вторичный).

Расчёт:

1. Iдиф=34.8/5≈6.96 о.е.Iдиф​=34.8/5≈6.96о.е.
   Дифференциальный ток (Iдиф):
   Iдиф=∣34.8−0∣=34.8 А (вторичные)Iдиф​=∣34.8−0∣=34.8А (вторичные)В о.е.:
2. Iт=17.4/5≈3.48 о.е.Iт​=17.4/5≈3.48о.е.
   Тормозной ток (Iт):Iт=∣34.8∣+∣0∣2=17.4 А (вторичные)Iт​=2∣34.8∣+∣0∣​=17.4А (вторичные)В о.е.:
3. Проверка срабатывания защиты:Iдиф=6.96 о.е.Iдиф​=6.96о.е.Уставка:Iсраб=0.2⋅3.48+0.3≈0.7+0.3=1.0 о.е.Iсраб​=0.2⋅3.48+0.3≈0.7+0.3=1.0о.е.6.96 > 1.0 → защита СРАБАТЫВАЕТ (правильно, ведь КЗ внутри трансформатора).

Вывод:

• При внешнем КЗ:
  Iдиф ≈ 0, Iт большой → защита не срабатывает.
• При внутреннем КЗ:
  Iдиф большой, Iт меньше → защита срабатывает.

Так тормозная характеристика помогает отличить внешние КЗ от внутренних повреждений.