Дифференциальная токовая защита трансформаторов
В соответствии с ПУЭ дифференциальная токовая защита обязательно устанавливается на одиночно работающих трансформаторах (автотрансформаторах) мощностью 
МВ∙А и на параллельно работающих трансформаторах (автотрансформаторах) мощностью 
МВ∙А.
ДТЗ применяется в качестве основной быстродействующей защиты трансформаторов (автотрансформаторов). С учетом замыкания внутри обмоток, а также витковых КЗ, когда токи в защите могут быть малы, желательно, чтобы ток срабатывания защиты был как можно меньшим. В настоящее время для мощных дорогостоящих трансформаторов (63MB∙Аи больше) считается необходимым иметь 
; для трансформаторов меньшей мощности 
, а в некоторых случаях для маломощных трансформаторов при достаточном коэффициенте чувствительности допустим 
.
В настоящее время применяется общая продольная дифференциальная токовая защита. Однако при ее выполнении необходимо учитывать схемы соединения обмоток защищаемого трансформатора. Рассмотренные в 4.2 соотношения токов в схеме ДТЗ справедливы только для трансформаторов, имеющих одинаковые схемы соединения обмоток: Y/Yили D/D. При неодинаковых схемах соединения обмоток, например, Y/D, эти соотношения несправедливы. Рассмотрим соотношения токов для наиболее распространенной схемы соединения обмоток Y/D-11 (рис. 4.2,а), принимая, как и в 4.2, коэффициент трансформации трансформатора, равным единице.
В симметричном нагрузочном режиме, например, для фазы А, первичный 
и вторичный 
токи на стороне треугольника трансформатора Т опережают на угол 
соответствующие токи 
и 
на стороне звезды
 | Рис. 4.2. Принципиальная схема дифференциальной защиты трансформатора (а), векторная диаграмма токов (б), схема цепей оперативного тока (в) |
(рис. 4.2,б). Угловой сдвиг токов создает большие токи небаланса в ДТЗ, что может привести к ложным или излишним ее срабатываниям. Фазовый сдвиг токов на стороне звезды и треугольника трансформатора Т ликвидируют за счет различных схем соединения групп ТТ с разных сторон. На стороне звезды трансформатора Т вторичные обмотки ТТ ТА1-ТАЗсоединены в треугольник по 11-й группе, а на стороне треугольника - в звезду (рис. 4.2,а). При этом ток в цепи циркуляции (в плече защиты) на стороне звезды 
оказывается смещенным на относительно 
и совпадает по фазе с током в цепях циркуляции на стороне треугольника 
(рис. 4.2,б).
Так как в схеме на рис. 4.2,а в симметричном режиме ток в цепи циркуляции и вторичный ток ТТ на стороне звезды трансформатора Т связаны соотношением 
, то для получения в цепях циркуляции равных токов ( 
) коэффициенты трансформации ТТ следует выбирать с учетом следующих соотношений:
, 
,
, 
,
где 
, 
, 
, 
- номинальные значения напряжений и токов на стороне звезды и треугольника трансформатора Т; 
- номинальный вторичный ток ТТ (1 или 5 А).
На рис. 4.2,в приведена схема цепей оперативного тока ДТЗ. При внутренних повреждениях и срабатывании одного, двух или трех реле КАподается плюс оперативного тока на обмотку промежуточного реле KL. Промежуточное реле KLсрабатывает и подает своими контактами KL.1и KL.2плюс оперативного тока на отключающие катушки YAT1и YAT2приводов выключателей Q1и Q2через указательные реле КН1и КН2 и вспомогательные контакты SQ1и SQ2.
Ток срабатывания ДТЗ трансформатора выбирается по следующим условиям:
1. Намагничивающий ток в нормальном режиме составляет примерно 
номинального тока трансформатора и поэтому вызывает лишь некоторое увеличение тока небаланса. При включении трансформатора на холостой ход из-за переходного процесса в обмотке со стороны источника питания может возникать бросок намагничивающего тока, который в первый момент времени в 
раз может превышать номинальный ток трансформатора. При расчетах ДТЗ ток срабатывания по условию отстройки от броска намагничивающего тока определяется по формуле
 , | (4.4) |
где 
- номинальный ток трансформатора; 
- коэффициент отстройки, который принимается равным 
для реле РНТ-565 и 0,3 для реле ДЗТ-21.
2. Для отстройки ДТЗ от тока небаланса при внешнем трехфазном КЗ ее ток срабатывания должен удовлетворять условию
 , | (4.5) |
где – коэффициент отстройки, принимаемый равным 1,3; 
- коэффициент, учитывающий переходный режим (для реле РНТ-565 может быть принят равным 1); 
- коэффициент однотипности условий работы ТТ, принимаемый равным 0,5 в тех случаях, когда ТТ обтекаются близкими по значению токами, и равным 1 в остальных случаях; e = 0,1- относительное значение полной погрешности ТТ, удовлетворяющих 10%-ой кратности; 
- наибольший ток внешнего трехфазного КЗ.
Ток срабатывания ДТЗ трансформатора принимается равным большему из двух значений токов срабатывания, определенных по выражениям (4.4) и (4.5). Коэффициент чувствительности ДТЗ трансформатора, определяемый по выражению (4.3), должен быть не менее двух.