Расчет дифференциальной защиты трансформатора
Для обеспечения защиты трансформаторов на подстанции используется дифференциальная защита с применением полупроводникового реле типа ДЗТ-21. Данная защита предназначена для использования в качестве основной защиты силовых трансформаторов. Исполнение защиты у реле ДЗТ-21 трехфазное с общим выходом трех фаз.
Использование полупроводниковой элементной базы позволило кроме увеличения чувствительности в ряде случаев уменьшить потребляемую защитной мощность по цепям переменного и постоянного тока и повысить быстродействие по сравнению с широко применяемыми в настоящее время дифференциальными защитами на электромеханических реле типов РНТ-560 и ДЗТ-11.
Защита ДЗТ-21 предназначена для работы при питании ее от сети постоянного оперативного тока напряжением 220 и 110В и от блоков питания с номинальным выходным напряжением выпрямленного тока 110 В.
Защита выполнена на вторичный номинальный ток 5 А, что обеспечивается через выравнивающие автотрансформаторы тока типа АТ-32, использующиеся также для выравнивания токов в плечах защиты. Выравнивающие автотрансформаторы выполняются однофазными.
Тормозные характеристики имеют ступенчатое регулирование на два положения со значениями 0,6 и 1 номинального тока ответвления. Коэффициент торможения регулируется в пределах 0,3-1. Коэффициент возврата защиты составляет не менее 0,6.
Защита типа ДЗТ-21 надежно срабатывает при напряжении постоянного тока от 80 до 110% номинального и при напряжении постоянного тока от 70 до 120% номинального.
Схема входных цепей защиты обеспечивает выравнивание действия токов плеч для дифференциальной цепи в диапазоне токов от 2,5 до 5 А, что обеспечивает эти токи ответвления от обмотки трансреактора.
Аналогичный диапазон соответствует и для выравнивания действия токов плеч для любой тормозной цепи. Точное выравнивание токов в плечах защиты осуществляется путем выбора соответствующих ответвлений, выравнивающих автотрансформаторов на основе расчета их коэффициента трансформации.
Потребляемая мощность защиты совместно с выравнивающими автотрансформаторами в нормальном и аварийном режимах не превышает 5 ВА на фазу при первичном токе 5 А для автотрансформатора типа АТ-32, и при номинальном токе автотрансформатора АТ-31.
При всех многофазных коротких замыканиях возникновение условий, вызывающих одновременное замедление реле нескольких фаз защиты, практически невозможно, поэтому при этих видах коротких замыканий защита срабатывает без замедления.
Произведем выбор уставок и схемы включений защиты.
Выбор уставок и схемы включения защиты в основном сводится к расчету минимального тока срабатывания и коэффициента торможения чувствительного органа; выбору тока срабатывания отсечки.
Паспортные данные АТ.
Тип АТ: АТДЦТН-63000/220/110.
Номинальная мощность АТ: SНОМ = 63 МВА.
Схема и группа соединения обмоток: YАВТО/Δ-0-11.
Номинальные напряжения обмоток: UВ.НОМ = 230 кВ, UС.НОМ = 121 кВ,
UН.НОМ = 6,6 кВ.
Диапазон регулирования РПН на стороне СН: ΔUСН = ±6х2%.
Первичные номинальные токи со всех сторон АТ.
Коэффициенты трансформации трансформаторов тока.
КТТ.ВН = 300/5
КТТ.СН = 500/5
КТТ.НН = 5000/5
Базисные токи со всех сторон автотрансформатора.
Токи короткого замыкания из главы 5
2,6 кА
19,06 кА
Расчет для высшей стороны автотрансформатора
Номинальный ток со стороны высшего напряжения
Коэффициент трансформации
Вторичный ток в плечах защиты с учетом коэффициента трансформации трансформатора тока 
и коэффициента схемы 
По табл. 3 (5) выбираем ответвление трансреактора №5, 
Погрешность выравнивания токов плеч
Расчетный ток небаланса в относительных единицах
, (6.1)
относительная погрешность выравнивания токов плеч.
Коэффициент торможения 
и начальный ток срабатывания 
связаны неравенством
(6.2)
начальный ток срабатывания; 
ток начала торможения; 
коэффициент отстройки; 
относительный сквозной ток; 
коэффициент снижения тормозного тока в переходном режиме.
0,6
принимаем 0,9
Ток срабатывания дифференциальной отсечки
,(6.3)
где 
=1,2; 
коэффициент, учитывающий ток небаланса в переходном режиме; 
= максимальный ток КЗ в начале защищаемой зоны защиты смежного участка сети.
Ток срабатывания дифференциальной отсечки 
принимаем равным 9,0
Расчет для средней стороны автотрансформатора
Номинальный ток со стороны среднего напряжения
Коэффициент трансформации
Вторичный ток в плечах защиты с учетом коэффициента трансформации трансформатора тока и коэффициента схемы
По табл. 3 (5) выбираем ответвление трансректора №4, 
Погрешность выравнивания токов плеч
Расчетный ток небаланса в относительных единицах
относительная погрешность выравнивания токов плеч.
Коэффициент торможения и начальный ток срабатывания связаны неравенством
начальный ток срабатывания; ток начала торможения; коэффициент отстройки; относительный сквозной ток; коэффициент снижения тормозного тока в переходном режиме.
0,6, а 
принимаем 0,9
Ток срабатывания дифференциальной отсечки
Ток срабатывания дифференциальной отсечки принимаем 9,0
Расчет для низшей стороны автотрансформатора
Номинальный ток со стороны низшего напряжения
Коэффициент трансформации
Вторичный ток в плечах защиты с учетом коэффициента трансформации трансформатора тока и коэффициента схемы
По табл. 7 (5) выбираем выводы 1-6 АТ-32, 
Погрешность выравнивания токов плеч
Расчетный ток небаланса в относительных единицах
относительная погрешность выравнивания токов плеч.
Коэффициент торможения и начальный ток срабатывания связаны неравенством
начальный ток срабатывания; ток начала торможения; коэффициент отстройки; относительный сквозной ток; коэффициент снижения тормозного тока в переходном режиме.
0,6
принимаем 0,7
Ток срабатывания дифференциальной отсечки
Ток срабатывания дифференциальной отсечки принимаем равным 6,0
Заключение
В данной выпускной квалификационной работе бакалавра, спроектирована подстанция, которая предназначена для электроснабжения химического завода и поселка с установкой двух автотрансформаторов типа АТДЦТН-63000/220/110.
По условиям длительного режима выбраны кабели для распределительных пунктов типов «А», «Б», «Г». Для типа «А» был выбран кабель АСБ 2(3х120) 
, для типа «Б» был выбран кабель АСБ 2(3х150) , для типа «Г» был выбран кабель АСБ 2(3х95) .
Выбраны схемы для распределительных устройств. Для РУ 220 кВ была выбрана схема мостика, для РУ 110кВ схема одной системы сборных шин с обходной, а для РУ 6 кВ схема с одной секционированной системой сборных шин (2 секции).
Выбранывыключатели на стороне ВН ВМТ-220Б-20/1000 УХЛ1, на стороне СН ВМТ-110Б-20/1000 УХЛ1, на стороне НН МГГ-10-4000-45УЗ. Разъединители на стороне ВН РНД-220/1000У1, на стороне СН РНД-110/1000У1, на стороне НН РВР-10/4000У3, а так же измерительные трансформаторы тока ТОЛ-10, трансформаторы напряжения ЗНОЛ-10 и шинные конструкции на стороне низшего напряжения.
Рассчитаны уставки для дифференциальной защиты трансформатора.
Список использованной литературы
1. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть станций и подстанций. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. М.,Энергоатомиздат, 1989.
2. Околович М.Н. Проектирование электрических станций. Учебник для ВУЗов,1982.
3. Электрическая часть станций и подстанций: Учебник для ВУЗов/А.А.Васильев, И.П.Крючков и др. Под ред. А.А. Васильева. М., Энергоатомиздат,1990.
4. Электрические станции и подстанции: мет. указ. к курсовому проекту / сост. И.Г. Злобина, Е.Ю. Казакова, Л.А. Шестакова; ЧГУ, Чебоксары, 2009. 76 с.
5. Дмитренко А. М., Немцев Г. А., Атаманов М. Н. Релейная защита и автоматизация систем электроснабжения. Методические указания к курсовой работе. Чуваш. ун-т. Чебоксары, 2003. 44с.
6. Правила устройства электроустановок ПУЭ (утв. Минэнерго СССР) (6-ое издание). Система ГАРАНТ: http://base.garant.ru/3923095/#ixzz3d3teuLPD
7. Электрическая часть станций и подстанций: Методические указания к курсовому проекту на тему: «Разработка электрических схем электроустановки». Чебоксары, 1984.
8. Л.Д.Рожкова, В.С.Козулин. Электрооборудование станций и подстанций. Учебник для техникумов. М.: «Энергия», 1975г.
9. Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ/Под редакцией С.С.Рокотяна и Я.С.Самойлова.М.Энергоиздат,1982.
10. Г.Н. Ополева. Схемы и подстанции электроснабжения. М.: «ФОРУМ - ИНФРА – М», 2006 г.
11. Федосеев А. М., Федосеев М.А. Релейная защита электроэнергетических систем. М.: Энергоатомиздат, 1992.
12. Андреев В. А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. М.: Высш. шк., 1991
13. Справочник по проектированию электроснабжения / Под ред. Ю. Г. Барыбина. Энергоатомиздат, 1990
14. Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования. РД 153-34.0-20.527-98