Методологическое руководство по курсовой работе: Релейная защита трансформаторов в современных системах электроснабжения

Ежегодно отказы трансформаторов составляют до 30-40% всех серьезных аварий на электрических подстанциях. Эта поразительная цифра подчеркивает не только уязвимость этих ключевых элементов электроэнергетической инфраструктуры, но и абсолютную критичность систем релейной защиты, призванных оберегать их от разрушительных последствий. Без эффективной и надежной защиты трансформаторов, сердце любой электроэнергетической системы подвергается постоянному риску, что может привести к масштабным отключениям, экономическим потерям и угрозе безопасности.

Цель данного методологического руководства – предоставить студентам и аспирантам технических вузов исчерпывающий инструментарий для написания или усовершенствования курсовой работы на тему «Релейная защита систем электроснабжения», с особым акцентом на защиту трансформаторов. Мы пройдем путь от фундаментальных принципов до самых передовых технологий, таких как цифровые подстанции и интеграция искусственного интеллекта, а также углубимся в тонкости расчетов уставок и соблюдение нормативно-технических требований. Это руководство призвано стать не просто сборником инструкций, а путеводителем, который позволит не только освоить теоретические основы, но и приобрести глубокое, дальновидное понимание одной из наиболее динамично развивающихся областей электроэнергетики.

Теоретические основы релейной защиты в системах электроснабжения

В основе бесперебойного функционирования современных энергосистем лежит сложная, но крайне эффективная система релейной защиты (РЗ). Это не просто набор устройств, а целая философия безопасности и надежности, призванная уберечь каждый элемент сети от разрушительных последствий непредвиденных событий. Понимание ее фундаментальных принципов, свойств и классификации является краеугольным камнем для любого специалиста в области электроэнергетики.

Назначение и основные функции релейной защиты

Представьте себе сложнейший организм, где каждый орган выполняет свою функцию, а за его жизнеспособность отвечают иммунная и нервная системы. В электроэнергетике такой «иммунной системой» является релейная защита. Она представляет собой основной вид электрической автоматики, чья главная задача – обеспечение нормальной и надежной работы энергосистем. Это достигается за счет непрерывного контроля состояния всех элементов электроэнергетической системы: линий электропередачи, трансформаторов, генераторов, двигателей и другого оборудования.

Когда в системе возникает «болезнь» — будь то повреждение или ненормальный режим работы — РЗ мгновенно реагирует. Ее ключевая функция — автоматическая ликвидация аварии или ее локализация путем оперативного отключения поврежденного элемента от остальной, исправной части системы. Среди наиболее распространенных и опасных аварийных режимов, которые выявляет РЗ, короткие замыкания (КЗ) составляют подавляющее большинство. Их быстрое устранение является критически важным для предотвращения масштабных аварий, минимизации ущерба оборудованию и поддержания стабильности всей энергосистемы. Кроме КЗ, РЗ также фиксирует перегрузки, двух- и трехфазные короткие замыкания, замыкания на землю, внутренние повреждения в обмотках, а также защищает от затянувшегося пуска и асинхронного режима работы. Таким образом, РЗ выступает в роли бдительного стража, всегда готового принять экстренные меры для сохранения целостности и работоспособности энергетической инфраструктуры. И что из этого следует? Способность РЗ оперативно изолировать поврежденный участок существенно сокращает время восстановления энергоснабжения и предотвращает домино-эффект, способный обесточить обширные территории.

Основные свойства релейной защиты

Эффективность релейной защиты определяется четырьмя ключевыми свойствами, каждое из которых является неотъемлемой частью ее безупречной работы. Их глубокое понимание позволяет не только грамотно проектировать, но и эксплуатировать сложные системы РЗ.

1. Селективность (избирательность): Это фундаментальное свойство определяет способность защиты выявлять и отключать именно поврежденный элемент, оставляя исправную часть электроэнергетической системы в работе. Представьте себе хирурга, который точно удаляет пораженный орган, не задевая здоровые ткани. Селективность РЗ действует по тому же принципу, обеспечивая отключение минимально возможного участка сети, содержащего поврежденный элемент. Это позволяет сохранить электроснабжение остальных потребителей и предотвратить каскадное развитие аварии. Например, дифференциальная защита трансформатора срабатывает только при внутренних повреждениях в нем, игнорируя внешние короткие замыкания на отходящих линиях, тем самым поддерживая энергоснабжение потребителей, подключенных к соседним фидерам. Какой важный нюанс здесь упускается? Селективность требует не только точной настройки, но и координации с другими защитами в сети, чтобы избежать ненужных срабатываний и обеспечить последовательное отключение.
2. Быстродействие: В условиях аварии каждая миллисекунда на счету. Быстродействие — это способность релейной защиты оперативно принимать меры для минимизации ущерба. Чем быстрее защита отключит поврежденный элемент, тем меньше будет термическое и электродинамическое воздействие токов короткого замыкания на оборудование, тем ниже вероятность распространения аварии. Современные микропроцессорные защиты демонстрируют впечатляющие показатели: их время срабатывания может составлять всего 0,02-0,05 секунды. Это позволяет существенно снизить риск разрушения оборудования и стабилизировать энергосистему в кратчайшие сроки.
3. Чувствительность: Данное свойство определяет способность защиты выявлять повреждения и ненормальные режимы работы с заданным запасом, даже если ток или напряжение аварийного режима не достигают критически высоких значений. Количественно чувствительность определяется как отношение минимального тока или напряжения повреждения к току или напряжению срабатывания защиты. Согласно нормативам, коэффициент чувствительности должен быть не менее 1,5 для основной защиты от коротких замыканий в конце защищаемой зоны и не менее 1,2 для резервных защит. Это гарантирует, что защита сработает даже при относительно слабых повреждениях, которые, если их не устранить, могут перерасти в серьезные аварии.
4. Надежность: Фундаментальное свойство, без которого все остальные теряют смысл. Надежность РЗ — это ее способность безотказно работать при реальных авариях и, что не менее важно, избегать ложных срабатываний в нормальных режимах. Надежность оценивается по вероятности правильного срабатывания при аварии и вероятности отказа при отсутствии аварии. Современные микропроцессорные комплексы РЗА обладают феноменально высокой надежностью: их средняя наработка на отказ (MTBF) может превышать 100 000 часов. Это означает, что система способна работать десятилетиями без сбоев, обеспечивая бесперебойную защиту. Отказ РЗ или ее ложное срабатывание может иметь катастрофические последствия, поэтому надежность является приоритетом при ее проектировании и эксплуатации.

Устройство и классификация релейной защиты

Сложная задача по обеспечению безопасности энергосистем требует соответствующей архитектуры устройств релейной защиты. Каждое устройство РЗ, независимо от его типа, состоит из двух основных функциональных частей: измерительной (пусковой) и логической. Измерительная часть непрерывно контролирует параметры электрической цепи – токи, напряжения, частоту, мощность. Как только эти параметры отклоняются от заданных пределов, измерительная часть «запускает» логическую. Логическая часть, в свою очередь, обрабатывает полученные данные, принимает решение о наличии или отсутствии аварийного режима и формирует управляющее воздействие. Это воздействие обычно представляет собой команду на отключение силовых выключателей поврежденного элемента или подачу сигналов оператору.

Классификация релейной защиты многогранна и отражает все многообразие ее применения и эволюции:

• По способу подключения:
  • Первичные защиты: Непосредственно встраиваются в силовую цепь, реагируя на ее параметры. Сегодня встречаются редко, в основном в простых схемах.
  • Вторичные защиты: Подключаются к цепям трансформаторов тока (ТТ) и трансформаторов напряжения (ТН), обрабатывая сигналы низкого уровня. Именно вторичные защиты преобладают в современном электроэнергетическом комплексе благодаря своей гибкости, безопасности и возможности централизованной обработки сигналов.
• По функциональным признакам:
  • Измерительные: Реагируют на изменение определенных электрических величин (ток, напряжение, сопротивление).
  • Логические: Реализуют заданные алгоритмы работы на основе входных сигналов от измерительных органов.
• По типу исполнения:
  • Электромеханические: Основаны на механическом движении элементов под воздействием электромагнитных сил. Исторически первые, но сегодня постепенно вытесняются.
  • Электронные (статические): Используют аналоговые электронные компоненты. Представляют собой переходный этап между электромеханическими и микропроцессорными.
  • Микропроцессорные: Это наиболее современный и широко распространенный тип. Они строятся на базе программируемых микроконтроллеров и обладают высокой многофункциональностью, гибкостью, возможностью самодиагностики и интеграции в цифровые системы. Именно микропроцессорные защиты вытесняют электромеханические и электронные аналоги благодаря своей универсальности и адаптивности.
• По способу воздействия:
  • Прямое воздействие: Непосредственно отключают выключатель.
  • Косвенное воздействие: Через промежуточные реле подают сигнал на отключение или сигнализацию.

Кроме того, по видам контролируемого параметра, защиты делятся на токовые, напряжения, дистанционные (реагирующие на сопротивление линии), частотные, мощности, фазовые и другие. Эта многообразная классификация позволяет создавать комплексные, многоуровневые системы РЗ, способные эффективно защищать энергосистему от любых возможных угроз.

Повреждения и ненормальные режимы работы трансформаторов: Анализ и обнаружение защитой

Силовые трансформаторы – это не просто оборудование, это пульсирующее сердце любой подстанции, обеспечивающее преобразование и распределение электроэнергии. Их надежная работа критически важна, и именно поэтому защита трансформаторов является одной из наиболее ответственных и сложных задач в релейной защите. Понимание характера повреждений и ненормальных режимов, а также специфики их обнаружения, жизненно важно для инженера.

Статистика повреждений и ненормальные режимы

Силовые трансформаторы, несмотря на свою массивность и кажущуюся неуязвимость, являются одними из наиболее уязвимых элементов электроэнергетической системы. Статистические данные неумолимы: отказы трансформаторов могут составлять до 30-40% всех серьезных аварий на подстанциях. Это делает их объектом особого внимания со стороны релейной защиты. Более того, до 75% повреждений силовых трансформаторов связаны с дефектами изоляции, а более 50% всех повреждений происходит непосредственно во время эксплуатации, что подчеркивает необходимость постоянного мониторинга и своевременной защиты.

Рассмотрим основные виды повреждений и ненормальных режимов, которые угрожают жизни трансформатора:

Виды повреждений:

• Замыкания между фазами внутри трансформатора и на наружных выводах обмоток: Эти повреждения являются одними из самых опасных, приводя к огромным токам короткого замыкания и значительным электродинамическим и термическим воздействиям.
• Замыкания в обмотках между витками одной фазы (витковые замыкания): Эти повреждения трудно обнаружить на ранних стадиях, так как они не вызывают значительного увеличения тока. Однако со временем они приводят к местным перегревам, разрушению изоляции и могут перерасти в более серьезные междуфазные или замыкания на землю.
• Замыкания на землю обмоток или их наружных выводов: Характерны для трансформаторов, присоединенных к сетям с глухозаземленной нейтралью. Эти повреждения могут быть как однофазными, так и многофазными с участием земли.
• Повреждения магнитопровода: Могут быть вызваны ослаблением стяжки листов, нарушением изоляции между ними или возникновением вихревых токов. Приводят к появлению местного нагрева, известного как «пожар стали», что ускоряет старение изоляции и может вызвать разрушение трансформатора.
• Обрывы обмотки: Вызваны усталостью металла проводника, тепловым воздействием, электродинамическими нагрузками при КЗ или низким качеством пайки. Приводят к неполнофазному режиму работы трансформатора, что также опасно.

Ненормальные режимы работы:

• Прохождение сверхтоков при внешних коротких замыканиях (КЗ), качаниях и перегрузках: Внешние КЗ, хотя и не являются внутренним повреждением трансформатора, приводят к прохождению через него больших токов, создающих значительные электродинамические и термические нагрузки.
• Перегрузки: Могут быть длительными и вызывать повышение температуры обмоток и масла. Длительные перегрузки характеризуются превышением номинального тока более чем на 5% в течение нескольких часов и могут привести к ускоренному старению изоляции, сокращая срок службы трансформатора.
• Понижение уровня масла, выделение газов из масла, повышение его температуры, перегрев масла: Эти явления являются индикаторами развивающихся внутренних дефектов, таких как частичные разряды, перегрев изоляции или разрушение контактов.
• Повышение напряжения: Для автотрансформаторов 500 кВ и выше может привести к пробою изоляции.
• Неполнофазный режим: Возникает при обрыве одной или двух фаз, что приводит к перекосу напряжений и токов, вызывая перегрев обмоток и магнитопровода.
• Феррорезонанс: Явление, возникающее в электрических цепях, содержащих нелинейную индуктивность (например, магнитопровод трансформатора) и емкость. Может приводить к существенным перенапряжениям и повреждениям изоляции обмоток.

Для ограничения размера разрушения при возникновении любого из этих повреждений, релейная защита должна действовать с исключительным быстродействием, в пределах t = 0,05-0,1 с. Это время является критически важным для минимизации ущерба.

Основные виды защит трансформаторов

Чтобы эффективно противостоять многообразию угроз, для трансформаторов используется комплексная система релейной защиты, включающая несколько типов защит, каждый из которых ориентирован на обнаружение определенных видов повреждений и ненормальных режимов.

1. Дифференциальная защита (ДЗТ): Это своего рода «счетчик» токов, втекающих и вытекающих из трансформатора. ДЗТ сравнивает токи на входе и выходе защищаемого участка трансформатора, например, с обмоток высокого и низкого напряжения. В нормальном режиме и при внешних КЗ эти токи, приведенные к одному базису, равны, и дифференциальный ток равен нулю. Однако при внутреннем повреждении трансформатора возникает разница токов (дифференциальный ток), которая и вызывает срабатывание защиты. ДЗТ является основной защитой для трансформаторов мощностью 6,3 МВА и более, поскольку она обладает высокой чувствительностью к внутренним повреждениям и является практически нечувствительной к внешним КЗ.
2. Газовая защита: Уникальная защита, реагирующая на физические изменения внутри бака трансформатора. Она обнаруживает образование газов, выделяющихся при разложении масла под воздействием высоких температур (при внутренних повреждениях), или понижение уровня масла. Газовая защита, как правило, имеет две ступени: первая (при медленном газообразовании или незначительном понижении уровня масла) действует на сигнал, предупреждая оператора о развивающемся дефекте; вторая (при интенсивном газообразовании или быстром падении уровня масла) действует на отключение трансформатора. Установка газовой защиты обязательна для трансформаторов мощностью 6,3 МВА и более, а также для любых трансформаторов, снабженных расширителем.
3. Токовая отсечка (ТО): Это быстродействующая защита, предназначенная для ускоренного отключения близких коротких замыканий. Ее уставка (ток срабатывания) выбирается таким образом, чтобы она не срабатывала при максимальном токе внешнего КЗ, но мгновенно отключала КЗ, происходящие непосредственно на защищаемом участке. ТО действует строго в пределах защищаемой зоны и не имеет выдержки времени, что обеспечивает ее исключительное быстродействие. Часто применяется как резервная или дополнительная защита для коротких линий или отходящих фидеров, обеспечивая мгновенное отключение при превышении тока срабатывания, что может составлять, например, 3-5-кратный номинальный ток.
4. Максимальная токовая защита (МТЗ): Самая распространенная защита, срабатывающая при превышении тока выше установленного значения. В отличие от токовой отсечки, МТЗ имеет выдержку времени, которая обеспечивает ее селективность по отношению к нижестоящим защитам. МТЗ используется для резервирования основных защит в случае их отказа, а также для защиты от перегрузок и внешних КЗ, если ток отсечки слишком велик. Срабатывает при токах, превышающих номинальный, например, на 20-50% (коэффициент отстройки от тока нагрузки обычно составляет 1,2-1,5).
5. Защита от перегрузки: Обычно реализуется как одна из ступеней МТЗ. Действует на сигнал при допустимых кратковременных перегрузках и на отключение при длительных, опасных для трансформатора перегрузках.
6. Токовая защита нулевой последовательности (ТЗНП): Применяется для защиты от замыканий на землю, особенно в сетях с глухозаземленной нейтралью, где такие замыкания сопровождаются значительными токами нулевой последовательности.

Комплексное применение этих защит позволяет создать многоуровневую систему, способную оперативно и селективно реагировать на широкий спектр повреждений и ненормальных режимов, обеспечивая тем самым высокую надежность работы силовых трансформаторов и всей системы электроснабжения.

Методики расчета и выбора уставок релейной защиты трансформаторов: Детальный анализ

Расчет уставок релейной защиты — это ключевой этап проектирования, определяющий, насколько точно и своевременно сработает система в критической ситуации. Это процесс выбора рабочих параметров срабатывания (уставок) как для отдельных реле, так и для современных многофункциональных микропроцессорных терминалов. Корректность этих расчетов напрямую влияет на селективность, быстродействие и чувствительность защиты.

Расчет уставок дифференциальной защиты трансформаторов (ДЗТ)

Дифференциальная защита трансформаторов (ДЗТ) — это основная защита для большинства силовых трансформаторов. Ее принцип действия основан на сравнении токов одноименных фаз, протекающих через обмотки высокого (ВН) и низкого напряжения (НН). В идеальных условиях, при отсутствии внутренних повреждений в трансформаторе и внешних коротких замыканиях, приведенные к одной базисной стороне токи будут равны, а их разность, называемая дифференциальным током, будет близка к нулю. При внутреннем повреждении баланс нарушается, возникает дифференциальный ток, который и вызывает срабатывание защиты.

При расчете уставок ДЗТ необходимо учитывать несколько критически важных факторов:

1. Коэффициенты трансформации ТТ и сдвиг фаз: Токи с разных сторон трансформатора преобразуются трансформаторами тока (ТТ) с различными коэффициентами трансформации. Необходимо также учитывать сдвиг фаз, который возникает из-за разных схем соединения обмоток силового трансформатора (например, «звезда-треугольник»). Этот сдвиг фаз компенсируется правильным соединением вторичных обмоток ТТ (например, «треугольник-звезда» или наоборот).
   • Для двухобмоточного трансформатора расчет производится для двух сторон, учитывая номинальные первичные токи ТТ для каждой стороны. При определении токов на стороне ВН учитываются коэффициент трансформации трансформатора n_т и коэффициент √3.
2. Отстройка от бросков тока намагничивания: При включении трансформатора под напряжение возникает так называемый бросок тока намагничивания — мощный, несимметричный, апериодический ток, который может превышать номинальный ток в 5-10 раз. Этот бросок не является повреждением, но может вызвать ложное срабатывание ДЗТ. Для отстройки используются следующие способы:
   • Блокировка по второй гармонике тока: Это наиболее распространенный и эффективный метод. Бросок тока намагничивания содержит значительную долю второй гармоники. Поэтому, если содержание второй гармоники тока превышает 15% от тока основной частоты, то срабатывание защиты блокируется. Это позволяет избежать ложных срабатываний ДЗТ при включении трансформатора.
   • Блокировка МТЗ (максимальной токовой защиты) при включении выключателя на время, достаточное для затухания броска тока намагничивания. Типичное время затухания броска тока намагничивания для большинства силовых трансформаторов составляет от 0,1 до 0,3 секунды. Блокировка защиты на этот период предотвращает ложные срабатывания.
3. Расчет тока небаланса (I_нб): В реальных условиях идеального равенства токов не существует. Ток небаланса возникает из-за погрешностей трансформаторов тока (ε_ТТ), изменения коэффициента трансформации силового трансформатора при регулировании напряжения (ΔU) и неточности выравнивания токов плеч. Ток небаланса определяется по формуле:

   I_нб = I_{ном.тах} ⋅ (k_отс ⋅ ε_ТТ + ΔU/100%)

   Где:

   • I_{ном.тах} — максимальный номинальный ток трансформатора.
   • k_отс — коэффициент отстройки (обычно 1,2-1,3), учитывающий запас надежности.
   • ε_ТТ — относительная погрешность трансформаторов тока (для класса точности 5P, например, 5% или 0,05).
   • ΔU — максимально возможное изменение напряжения, выраженное в процентах регулирования.

   Уставка срабатывания ДЗТ должна быть выше тока небаланса, чтобы исключить ложные срабатывания.

4. Исключение токов нулевой последовательности: Для обеспечения правильной работы ДЗТ при внешних однофазных КЗ, особенно для обмоток, соединенных по схеме «звезда» (Y), токи нулевой последовательности исключаются из дифференциальной схемы. Это делается путем специального соединения вторичных обмоток ТТ, например, в «треугольник».

Расчет уставок токовой отсечки (ТО)

Токовая отсечка — это быстродействующая, высокочувствительная защита, предназначенная для мгновенного отключения близких коротких замыканий. В отличие от МТЗ, она работает без выдержки времени.

1. Выбор уставки: Уставка (ток срабатывания) ТО выбирается из условия отстройки от максимального трехфазного тока КЗ, который может протекать через защищаемый элемент, но находится за его пределами. Для трансформатора уставка ТО отстраивается от токов КЗ, возникающих на стороне низшего напряжения за трансформатором.

   I_ср.то = k_отс ⋅ I_кз.тах

   Где:

   • I_ср.то — ток срабатывания токовой отсечки.
   • k_отс — коэффициент отстройки (обычно 1,2-1,3), обеспечивающий запас по току.
   • I_кз.тах — максимальный ток короткого замыкания в конце защищаемого участка (например, на шинах низшего напряжения или в начале отходящей линии).
2. Отстройка от бросков тока намагничивания: Токовая отсечка также не должна срабатывать при бросках токов намагничивания трансформатора, которые, как упоминалось, могут превышать номинальный ток в 3-5 раз. Это достигается либо за счет выбора достаточно высокой уставки, либо с помощью логики блокировки в микропроцессорных терминалах.
3. Зона действия: ТО моментального действия защищает лишь часть линии, как правило, до 80-90% ее длины, не охватывая зону в конце линии, где токи КЗ становятся соизмеримыми с токами внешних КЗ. Это ее принципиальное отличие от МТЗ. ТО с выдержкой времени может использоваться для расширения зоны защиты.
4. Быстродействие: Схемы ТО без промежуточных реле имеют время срабатывания порядка 0,02 с, поэтому при расчетах учитывается апериодическая составляющая тока КЗ.

Расчет уставок максимальной токовой защиты (МТЗ)

Максимальная токовая защита является универсальной и широко применяемой защитой, которая обеспечивает резервирование других защит и защиту от перегрузок. Расчет МТЗ включает несколько этапов:

1. Выбор уставки по току: Уставка по току выбирается по трем основным условиям:
   • Отстройка от максимального рабочего тока: МТЗ должна быть нечувствительной к нормальным и кратковременным перегрузочным режимам. Максимальный возможный рабочий ток для МТЗ учитывается с коэффициентом перегрузки, который может достигать 1,1-1,25 от номинального тока трансформатора.
   • Отстройка от тока самозапуска электродвигателей: После кратковременного исчезновения напряжения, при его восстановлении, происходит одновременный самозапуск множества электродвигателей, подключенных к трансформатору. Это вызывает значительный бросок тока, который может в 5-7 раз превышать номинальный ток каждого двигателя. Уставка МТЗ должна быть выше этого суммарного тока самозапуска.
   • Согласование чувствительности с нижестоящими защитами: МТЗ должна обладать достаточной чувствительностью к КЗ в конце своей зоны, но при этом иметь ступень селективности со следующей по направлению к источнику защитой.

   Ток срабатывания реле I_{ср.реле} зависит от тока срабатывания защиты I_ср.з, отнесенного к коэффициенту трансформации ТТ k_тт:

   I_{ср.реле} = I_ср.з / k_тт

2. Проверка чувствительности: Чувствительность защиты определяется отношением минимального тока КЗ в конце защищаемой зоны к току срабатывания защиты. Коэффициент чувствительности должен быть не менее 1,2 (для резервной защиты).
3. Выбор выдержки времени: Время срабатывания МТЗ согласовывается со временем действия соседних защит. Это достигается за счет ступени селективности, которая обычно составляет 0,4-0,5 с для независимой выдержки или 0,6-1 с для зависимой выдержки (например, для координации с нижестоящей МТЗ). Коэффициент отстройки (k_отс) принимается, например, 1,1. Коэффициент возврата (k_в) для современных терминалов (например, SEPAM) принимается 0,935.

Расчет и логика срабатывания газовой защиты

Газовая защита отличается от токовых защит тем, что она, как правило, не требует расчета уставок в традиционном смысле, то есть определения пороговых значений тока или напряжения. Ее срабатывание определяется физическими параметрами, связанными с изменением состояния изоляционной среды трансформатора — трансформаторного масла.

Основные параметры и логика срабатывания газовой защиты:

• Скорость потока масла/газа: При интенсивных внутренних повреждениях (например, дуговых разрядах) происходит быстрое разложение масла с выделением большого объема газов, а также возможно движение масла под давлением. Газовая защита реагирует на этот поток.
• Уровень масла: Понижение уровня масла в баке трансформатора (например, из-за утечек) также приводит к срабатыванию газовой защиты.
• Объем выделившегося газа: Медленное накопление газов из-за незначительных дефектов или старения изоляции.

Типичная газовая защита имеет два основных рабочих органа (поплавка) и подпорный клапан:

1. Нижний поплавок: Реагирует на медленное скопление газа (например, более 50-100 см³) или на небольшое понижение уровня масла. Срабатывание нижнего поплавка обычно приводит к выдаче сигнала, предупреждающего персонал о возможном развивающемся дефекте, но не отключает трансформатор мгновенно. Это дает время для анализа ситуации и принятия решения.
2. Верхний поплавок и подпорный клапан: Реагируют на интенсивное газообразование (быстрое скопление газа) или на быстрый поток масла (например, при скорости потока более 1 м/с), что свидетельствует о серьезном внутреннем повреждении. В этом случае газовая защита действует на отключение трансформатора, чтобы предотвратить дальнейшее разрушение.

Методики расчета уставок для цифровых терминалов, таких как SEPAM, могут использовать до восьми наборов уставок, что позволяет гибко адаптировать защиту к различным режимам работы трансформатора и условиям сети.

Современные тенденции и инновационные технологии в релейной защите трансформаторов

Электроэнергетика — это не статичная отрасль, а динамично развивающаяся сфера, где инновации играют ключевую роль. Современное состояние релейной защиты и автоматики (РЗА) находится под сильным влиянием цифровизации, что обуславливает кардинальный переход от традиционных, дискретных устройств к комплексным, интеллектуальным системам. Этот переход не только повышает эффективность и надежность защиты, но и открывает новые горизонты для управления и мониторинга энергообъектов.

Микропроцессорные системы релейной защиты (МП РЗА)

На смену громоздким электромеханическим и статическим реле пришли компактные и мощные микропроцессорные системы релейной защиты (МП РЗА), которые по сути являются интеллектуальными электронными устройствами (IED — Intelligent Electronic Device). Их появление стало настоящей революцией в РЗА, предложив беспрецедентный уровень функциональности и гибкости.

Основные преимущества МП РЗА:

• Многофункциональность: Одно микропроцессорное устройство может выполнять функции десятков электромеханических реле, интегрируя различные виды защит (дифференциальная, токовая, напряжения, частотная и т.д.), функции автоматики, управления и мониторинга.
• Высокая точность и скорость реакции: Цифровая обработка сигналов позволяет достигать высокой точности измерений и минимизировать время срабатывания, что критически важно для быстрого отключения аварий.
• Расширенные возможности самодиагностики: МП РЗА постоянно контролируют собственное состояние, выявляя неисправности во внутренних цепях или датчиках, что значительно повышает общую надежность системы.
• Гибкость и программируемость: Параметры и логика работы МП РЗА могут быть легко изменены и адаптированы под конкретные условия сети или новые требования, что позволяет оперативно реагировать на изменения в энергосистеме.
• Комплексное управление электроустановками: Современные МП РЗА не ограничиваются только защитой, они способны интегрироваться в системы АСУ ТП, обеспечивая комплексное управление выключателями, разъединителями, РПН трансформаторов и другим оборудованием.
• Снижение эксплуатационных затрат: Благодаря уменьшению количества оборудования, кабельных связей и упрощению наладки, МП РЗА сокращают затраты на монтаж и обслуживание.

Цифровые подстанции (ЦПС) и стандарт МЭК 61850

Следующим логическим шагом в развитии РЗА стало появление цифровых подстанций (ЦПС) — нового поколения подстанций, где традиционные аналоговые связи заменены высокоскоростными цифровыми каналами. ЦПС представляет собой комплекс цифровых устройств (терминалов) для решения задач РЗА, автоматизированной системы управления технологическим процессом (АСУ ТП), регистрации аварийных событий, учета и контроля качества электроэнергии, телемеханики.

В основе ЦПС лежит концепция максимального применения высокоскоростных цифровых способов обмена данными и командами между всеми элементами подстанции. Это достигается за счет:

• Перехода на цифровые (в основном оптические) технологии съема информации: Традиционные трансформаторы тока и напряжения заменяются цифровыми или оптическими аналогами, либо их аналоговые выходы преобразуются в цифровой формат специальными устройствами (Merging Units).
• Увеличения интеллектуальной составляющей в оборудовании: Практически каждый элемент ЦПС является IED, способным к самодиагностике и взаимодействию в цифровой среде.

Реализация ЦПС базируется на использовании серии международных стандартов МЭК 61850, который определяет общие принципы коммуникации и взаимодействия между интеллектуальными электронными устройствами на подстанции. Стандарт МЭК 61850 разделяет архитектуру ЦПС на три основных уровня:

1. Полевой уровень (Field Level): Здесь находятся первичные аппараты — силовые трансформаторы, выключатели, разъединители, а также цифровые (оптические) трансформаторы тока и напряжения и аналоговые преобразователи (Merging Units), которые оцифровывают данные и передают их вверх по сети.
2. Уровень присоединения (Bay Level): Включает контроллеры присоединения и интеллектуальные электронные устройства (IED) — собственно микропроцессорные защиты, автоматику, устройства управления. Здесь происходит обработка данных от полевого уровня и формирование команд управления.
3. Станционный уровень (Station Level): Включает станционные серверы, автоматизированные рабочие места (АРМ) оператора, шлюзы для связи с верхним уровнем (диспетчерским управлением). Этот уровень обеспечивает сбор, хранение, визуализацию и анализ всей информации с подстанции, а также удаленное управление.

Ключевые элементы ЦПС:

• Цифровые (оптические) трансформаторы тока и напряжения (ТТ/ТН): Заменяют традиционные индуктивные ТТ/ТН, обеспечивая высокую точность, широкий динамический диапазон и устойчивость к электромагнитным помехам.
• Аналоговые преобразователи (Merging Units — MU): Устройства, которые собирают аналоговые сигналы от традиционных ТТ/ТН (если они используются) и оцифровыва��т их, передавая по оптическим каналам в формате МЭК 61850-9-2 (Sampled Values).
• Выносные модули сопряжения с объектом (УСО/Micro RTU): Обеспечивают сбор дискретных сигналов (положение выключателей, состояние блокировок) и передачу команд управления.
• Интеллектуальные электронные устройства (IED): МП РЗА, контроллеры, регистраторы аварийных событий и другие устройства, взаимодействующие по протоколам МЭК 61850.

Количественные преимущества ЦПС:

• Сокращение затрат на кабельные вторичные цепи: По оценкам экспертов, внедрение цифровых подстанций позволяет сократить объем кабельных вторичных цепей на 70-80%. Это достигается за счет замены медных кабелей оптическими волокнами, что также упрощает их прокладку и снижает требования к электромагнитной совместимости.
• Снижение капитальных и эксплуатационных затрат: Капитальные затраты на проектирование и монтаж могут снизиться на 15-25% по сравнению с традиционными подстанциями. Эксплуатационные расходы также уменьшаются благодаря упрощению обслуживания и повышению надежности.
• Повышение электромагнитной совместимости: Оптические каналы не подвержены электромагнитным помехам.
• Унификация интерфейсов и протоколов: Стандарт МЭК 61850 обеспечивает совместимость оборудования от разных производителей.
• Сокращение сроков проектирования и монтажных работ.

Интеграция искусственного интеллекта и машинного обучения

На гребне волны цифровизации электроэнергетики наступает новая эра, связанная с интеграцией искусственного интеллекта (ИИ) и машинного обучения (МО) в системы релейной защиты. Этот прорыв открывает беспрецедентные перспективы для повышения эффективности, надежности и адаптивности РЗА.

• Создание адаптивных систем: ИИ и МО позволяют создавать системы, способные не просто следовать заранее заданным алгоритмам, но и самостоятельно анализировать огромные объемы операционных данных, обучаться на них и оптимально реагировать на постоянно меняющиеся условия в сетевой среде. Это особенно актуально для современных энергосистем с высокой долей возобновляемых источников энергии, где режимы работы могут быстро меняться.

Улучшенный анализ вольт-амперных характеристик (ВАХ) трансформаторов тока является одним из ключевых аспектов обеспечения надежности. ИИ и МО значительно повышают точность и эффективность этого процесса, выявляя даже скрытые дефекты. Для этого применяются такие алгоритмы, как:

Нейронные сети (НС) способны распознавать сложные нелинейные зависимости в ВАХ, указывающие на насыщение сердечника, витковые замыкания или нарушение изоляции. Метод опорных векторов (SVM) эффективен для классификации ВАХ и выявления аномалий. Деревья решений позволяют принимать решения на основе заданных критериев, полученных из обучающей выборки. Применение этих алгоритмов позволяет обнаруживать отклонения в характеристиках, указывающие на дефекты (короткие замыкания, износ изоляции, механические повреждения), с точностью до 95%.

• Предиктивное обслуживание и прогнозирование неисправностей: Одной из наиболее перспективных областей является предиктивное обслуживание. Использование передовых технологий, таких как ИИ и Big Data, позволяет анализировать огромные массивы данных о работе оборудования (температуры, вибрации, токи, напряжения, качество масла) и предугадывать потенциальные неисправности до их возникновения. Например, ИИ-системы могут выявлять аномалии, указывающие на развивающиеся дефекты в трансформаторах, с вероятностью до 85-90% за несколько месяцев до критического отказа. Это дает возможность провести плановое обслуживание, предотвратить аварию и значительно сократить затраты на ремонт.

Интеграция ИИ и МО трансформирует РЗА из реактивной системы, реагирующей на уже произошедшие события, в проактивную, способную предвидеть и предотвращать аварии, открывая путь к построению по-настоящему интеллектуальных и самовосстанавливающихся энергосистем.

Критерии оценки, надежности и нормативно-технические требования к релейной защите трансформаторов

Комплексное понимание релейной защиты невозможно без глубокого изучения критериев, по которым оценивается ее эффективность и надежность, а также нормативной базы, регламентирующей ее проектирование и эксплуатацию. Эти аспекты являются фундаментом для обеспечения безопасной и бесперебойной работы электроэнергетических систем.

Оценка эффективности и надежности

Оценка эффективности и надежности релейной защиты — это не просто теоретические изыскания, а практический инструмент для оптимизации работы энергосистем. Она позволяет выявлять слабые места, разрабатывать меры по их устранению и, в конечном итоге, повышать общую безопасность.

Эффективность релейной защиты оценивается по ее способности быстро и селективно отключать поврежденные элементы, предотвращая развитие аварий и минимизируя ущерб. Количественно эффективность РЗ характеризуется следующими показателями:

• Коэффициент правильного срабатывания: Отношение числа правильных срабатываний к общему числу аварий. Чем ближе к единице, тем выше эффективность.
• Коэффициент ложных срабатываний: Отношение числа ложных срабатываний (когда защита сработала без реальной аварии) к общему числу срабатываний. Чем меньше, тем лучше. Ложные срабатывания приводят к необоснованным отключениям потребителей и снижению надежности энергоснабжения.
• Среднее время ликвидации аварии: Чем меньше это время, тем выше эффективность, так как сокращается термическое и электродинамическое воздействие на оборудование.

Надежность работы релейных защит – это их безотказность в критический момент и отсутствие ложных действий. Она зависит от множества факторов, включая надежность питания оперативным током, качество элементной базы, сложность алгоритмов и условия эксплуатации. Ключевые показатели надежности:

• Наработка на отказ (MTBF — Mean Time Between Failures): Среднее время между отказами. Для современных микропроцессорных терминалов MTBF может превышать 100 000 часов, что свидетельствует о высочайшем уровне надежности.
• Коэффициент готовности: Вероятность того, что система РЗ будет в рабочем состоянии в любой случайный момент времени.

Методы повышения надежности:

• Усовершенствование проектируемых и существующих электроустановок: Внедрение современных схем, например, дифференциальной защиты обратной последовательности, которая обеспечивает дополнительную чувствительность к несимметричным повреждениям.
• Повышение чувствительности МТЗ: Оптимизация уставок для более надежного обнаружения КЗ в конце защищаемой зоны.
• Диагностика трансформаторов тока (ТТ) по вольт-амперным характеристикам (ВАХ): Регулярный анализ ВАХ ТТ позволяет выявлять такие дефекты, как витковые замыкания в обмотках, нарушение изоляции, увеличение тока холостого хода и изменение коэффициента трансформации. Эти дефекты напрямую влияют на точность работы РЗ, поскольку ТТ являются ее «глазами». Своевременное обнаружение и устранение проблем в ТТ значительно повышает общую надежность защиты.

Важно отметить, что современные микропроцессорные устройства РЗА сочетают в себе многофункциональность электронных устройств с удивительной способностью отключать короткое замыкание за счет энергии аварийного процесса. Подобно предохранителям, которые плавятся и разрывают цепь, микропроцессорная защита, распознав аварию, мгновенно подает команду на силовой выключатель. Выключатель, используя энергию, запасенную в приводе, и дугогасительные камеры, разрывает цепь тока КЗ, эффективно предотвращая распространение аварии.

Нормативно-технические требования и стандарты

Проектирование, монтаж, наладка и эксплуатация релейной защиты в Российской Федерации строго регулируются комплексом нормативно-технических документов. Эти стандарты обеспечивают единообразие, безопасность и надежность систем РЗ.

1. Правила устройства электроустановок (ПУЭ), Глава 3.2 «Релейная защита»: Этот документ является основополагающим и устанавливает общие требования к релейной защите.
   • Автоматическое отключение: Устройства РЗ должны обеспечивать автоматическое отключение поврежденного элемента от остальной части электрической системы.
   • Быстродействие и селективность: Должны обеспечивать наименьшее возможное время отключения КЗ для сохранения бесперебойной работы неповрежденной части системы и ограничения области повреждения.
   • Режимы заземления нейтралей: Регламентирует режимы заземления нейтралей силовых трансформаторов в сетях с глухозаземленной нейтралью для обеспечения надежного действия РЗ при замыканиях на землю.
   • Газовая защита: Обязывает установку газовой защиты на трансформаторы мощностью 6,3 МВА и более, а также на любые трансформаторы с расширителем.
   • Функции пуска пожаротушения: Четко определяет, что на дифференциальную и газовую защиты трансформаторов не должны возлагаться функции датчиков пуска установки пожаротушения. Пуск пожаротушения должен осуществляться от специального устройства обнаружения пожара.
2. ГОСТы (Государственные стандарты):
   • ГОСТ Р 71879–2024 «Релейная защита. Трансформаторы тока измерительные индуктивные для защиты. С нормируемой погрешностью в переходных режимах и с ограниченным остаточным потокосцеплением. Методические указания по определению времени до насыщения при коротких замыканиях»: Этот актуальный стандарт устанавливает методы расчета времени до насыщения измерительных индуктивных ТТ для защит с различными классами точности (5PR, 10PR, TPY, TPZ, ТРЕ) в переходных режимах, что критически важно для корректной работы микропроцессорных защит при динамических процессах КЗ.
   • ГОСТ Р 58669-2019 «Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы. Релейная защита. Трансформаторы тока измерительные индуктивные с замкнутым магнитопроводом для защиты. Методические указания по определению времени до насыщения при коротких замыканиях»: Дополняет предыдущий ГОСТ, детализируя методику определения времени до насыщения ТТ с замкнутым магнитопроводом.
3. Отраслевые руководящие указания: Существует множество отраслевых руководящих документов, например, «Руководящие указания по релейной защите. Выпуск 13Б. Релейная защита понижающих трансформаторов 100 ÷ 500 кВ. Расчеты» (М.: Энергоатомиздат, 1985). Эти документы предоставляют детализированные методики и рекомендации по выбору уставок для конкретных типов оборудования и схем.

Важное требование: К расчету уставок рекомендуется прикладывать схему сети с условными обозначениями типов устройств релейной защиты и указанием выбранных уставок. Это обеспечивает наглядность, упрощает проверку и понимание принятых решений. И что из этого следует? Тщательное документирование и визуализация схем позволяют не только избежать ошибок при проектировании, но и значительно облегчают последующую эксплуатацию и модернизацию системы.

Соблюдение этих критериев и стандартов является неотъемлемой частью работы инженера-электроэнергетика, гарантируя не только техническую корректность, но и юридическую правомерность всех принимаемых решений в области релейной защиты.

Заключение

Путешествие по миру релейной защиты трансформаторов в современных системах электроснабжения раскрыло перед нами не просто комплекс технических решений, а целую философию обеспечения надежности и безопасности. От фундаментальных принципов селективности, быстродействия, чувствительности и надежности, которые являются краеугольными камнями любой эффективной защиты, до тонкостей расчета уставок дифференциальной, токовой отсечки и максимальной токовой защиты – каждый аспект требует глубокого понимания и точного исполнения.

Мы убедились, что защита трансформаторов – это не только сложная, но и крайне ответственная задача, требующая учета специфики каждого вида повреждений и ненормальных режимов, начиная от витковых замыканий и заканчивая феррорезонансом. Детальный анализ методик расчета уставок с учетом бросков тока намагничивания и токов небаланса, а также логики срабатывания газовой защиты, подчеркнул важность математической точности и глубокого инженерного анализа.

Особое внимание было уделено динамично развивающимся направлениям: микропроцессорные системы РЗА, цифровые подстанции, построенные на базе стандарта МЭК 61850, и, конечно же, интеграция искусственного интеллекта и машинного обучения. Эти инновации не просто улучшают существующие решения, но и открывают новые горизонты для предиктивного обслуживания, адаптивного управления и значительного повышения эффективности и надежности всей энергосистемы. Количественные показатели, такие как сокращение кабельных вторичных цепей на 70-80% и точность диагностики дефектов ТТ до 95% с помощью ИИ, наглядно демонстрируют потенциал этих технологий.

Наконец, строгие нормативно-технические требования, изложенные в ПУЭ и актуальных ГОСТах, подтверждают серьезность и регламентированность подхода к проектированию и эксплуатации РЗ.

В совокупности, все эти знания формируют комплексное и дальновидное представление о релейной защите трансформаторов. Для студента или аспиранта технического вуза освоение данного материала означает не только успешное написание курсовой работы, но и приобретение бесценных навыков, которые станут прочным фундаментом для будущей профессиональной деятельности. Перспективы дальнейшего развития релейной защиты в контексте глобальной цифровизации электроэнергетических систем указывают на непрерывную эволюцию этой сферы, где завтрашние инженеры будут стоять у истоков создания еще более интеллектуальных, самовосстанавливающихся и надежных энергосистем.

Список использованной литературы

1. Правила устройства электроустановок (ПУЭ). 6-е изд. М.: Энергоатомиздат, 1986. 648 с.
2. Андреев, В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. М.: Высшая школа, 1991. 496 с.
3. Чернобровов, Н.Б. Релейная защита. М.: Энергия, 1980. 520 с.
4. Руководящие указания по релейной защите. Выпуск 13А. Релейная защита понижающих трансформаторов и автотрансформаторов 110-500 кВ: Схемы. М.: Энергоатомиздат, 1985. 112 с.
5. Неклепаев, Б.Н., Крючков, И.Л. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. М.: Энергоатомиздат, 1989. 608 с.
6. Федоров, В.А. Библия релейной защиты и автоматики. Новосибирск, 2004.
7. Какие бывают повреждения трансформаторов. Режимщик. URL: https://remont-energo.ru/kakie-byvayut-povrezhdeniya-transformatorov.html (дата обращения: 13.10.2025).
8. Релейная защита: определение, функции и принципы работы. НПП Микропроцессорные технологии. URL: https://mprza.ru/poleznoe/releynaya-zashchita-opredelenie-funkcii-i-principy-raboty/ (дата обращения: 13.10.2025).
9. Классификация релейной защиты. URL: http://studfile.net/preview/5221995/page:6/ (дата обращения: 13.10.2025).
10. Повреждения и ненормальные режимы работы силовых трансформаторов. URL: https://studfile.net/preview/6020786/page:4/ (дата обращения: 13.10.2025).
11. Что такое релейная защита, требования к ней и этапы её развития. НПФ-МТ. URL: https://npf-mt.ru/chto-takoe-releynaya-zashchita-trebovaniya-k-ney-i-etapy-eyo-razvitiya/ (дата обращения: 13.10.2025).
12. Релейная защита: устройство и назначение. ОЭС Спецпоставка. URL: https://oessnab.ru/blog/releynaya-zashchita-ustroystvo-i-naznachenie/ (дата обращения: 13.10.2025).
13. Ненормальные и аварийные режимы трансформаторов и автотрансформаторов. Электрические сети. URL: https://electricalnet.ru/elektrostantsii/nenormalnye-i-avarijnye-rezhimy-transformatorov-i-avtotransformatorov (дата обращения: 13.10.2025).
14. Виды повреждений и ненормальных режимов работы трансформаторов, виды защит от них. Studbooks.net. URL: https://studbooks.net/809493/tehnika/vidy_povrezhdeniy_nenormalnyh_rezhimov_raboty_transformatorov_vidy_zaschit_nih (дата обращения: 13.10.2025).
15. Релейная защита (РЗА): виды, устройство и основные принципы. Электротовары.РУ. URL: https://elektrotovary.ru/blog/releynaya-zashchita-rza-vidy-ustroystvo-i-osnovnye-principy (дата обращения: 13.10.2025).
16. Релейная защита и автоматика: устройства, что такое РЗА. Группа СВЭЛ. URL: https://svel.ru/journal/chto-takoe-rza/ (дата обращения: 13.10.2025).
17. Виды релейной защиты. НПП Микропроцессорные технологии. URL: https://mprza.ru/poleznoe/vidy-releynoy-zashchity/ (дата обращения: 13.10.2025).
18. Причины повреждаемости трансформаторов напряжения. Пермспецком. URL: https://permspeckom.ru/informatsiya/prichiny-povrezhdaemosti-transformatorov-napryazheniya (дата обращения: 13.10.2025).
19. Несколько причин возгорания силовых трансформаторов и их предотвращения. Знания в области. URL: https://www.jzwl.ru/neskolko-prichin-vozgoraniya-silovyh-transformatorov-i-ih-predotvrasheniya (дата обращения: 13.10.2025).
20. Инновации в области релейной защиты и автоматики. Cyberleninka. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/innovatsii-v-oblasti-releynoy-zaschity-i-avtomatiki (дата обращения: 13.10.2025).
21. Основные виды релейной защиты. Школа для электрика. URL: https://electricalschool.info/main/releynaya-zashchita/477-osnovnye-vidy-relejnoy-zashhity.html (дата обращения: 13.10.2025).
22. Надежность и простота предохранителя – главное свойство современных микропроцессорных защит ООО РЗА СИСТЕМЗ. Журнал ИСУП. URL: https://isup.ru/articles/122/4106/ (дата обращения: 13.10.2025).
23. Основные принципы релейной защиты. Raschet.info. URL: https://raschet.info/osnovnye-principy-releynoy-zashchity/ (дата обращения: 13.10.2025).
24. Защита трансформаторов распределительных сетей — Виды повреждений трансформаторов. Электрические сети. URL: https://electricalnet.ru/proektirovanie/zashchita-transformatorov-raspredelitelnyh-setey-vidy-povrezhdeniy-transformatorov (дата обращения: 13.10.2025).
25. Основные виды релейной защиты. НПФ-МТ. URL: https://npf-mt.ru/osnovnye-vidy-releynoy-zashchity/ (дата обращения: 13.10.2025).
26. Устройства релейной защиты и автоматики. Юнител Инжиниринг. URL: https://unitel-engineering.ru/articles/ustroystva-releynoy-zashity-i-avtomatiki-klassifikatsiya/ (дата обращения: 13.10.2025).
27. Основные виды повреждений трансформатора. Энерго-Ремонт. URL: https://energo-remont.com/remont-maslyanyh-transformatorov/osnovnye-vidy-povrezhdeniy-transformatora/ (дата обращения: 13.10.2025).
28. Причины выхода из строя трансформатора и эффективные способы их устранения. Ремонтэнерго. URL: https://remontenergo.com/prichiny-vykhoda-iz-stroya-transformatora/ (дата обращения: 13.10.2025).
29. Повреждения трансформаторов. Studfile.net. URL: https://studfile.net/preview/16281857/page:6/ (дата обращения: 13.10.2025).
30. Анализ повреждаемости силовых трансформаторов электроэнергетических систем. Cyberleninka. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/analiz-povrezhdaemosti-silovyh-transformatorov-elektroenergeticheskih-sistem (дата обращения: 13.10.2025).
31. Релейная защита трансформаторов и автотрансформаторов. Справочник по проектированию подстанций. Электрические сети. URL: https://electricalnet.ru/proektirovanie/releynaya-zashchita-transformatorov-i-avtotransformatorov (дата обращения: 13.10.2025).
32. Релейная защита и автоматика силовых масляных трансформаторов 110 кВ. Studfile.net. URL: https://studfile.net/preview/16281857/page:14/ (дата обращения: 13.10.2025).
33. Основные виды защит силовых трансформаторов. Блог компании Энерго-Транс. URL: https://energo-trans.ru/blog/osnovnye-vidy-zashchit-silovykh-transformatorov (дата обращения: 13.10.2025).
34. Основы релейной защиты и автоматики распределительных сетей. Studfile.net. URL: https://studfile.net/preview/4351662/page:38/ (дата обращения: 13.10.2025).
35. Защиты трансформаторов. ИПК РЗА. 2017. URL: https://ipk-rza.ru/assets/files/materials/zaschity_transformatorov_2017.pdf (дата обращения: 13.10.2025).
36. Идентификация повреждений силовых трансформаторов и шунтирующих реакторов. Релематика. URL: https://relematika.ru/publications/identifikaciya-povrezhdenij-silovyh-transformatorov-i-shuntiruyuschih-reaktorov/ (дата обращения: 13.10.2025).
37. Снижение риска повреждения силовых трансформаторов SERGI TP. URL: https://www.sergi-tp.ru/tekhnologii-sergi-tp/transformernyy-protektor/ (дата обращения: 13.10.2025).
38. Цифровые подстанции. RusCable.ru. URL: https://www.ruscable.ru/docs/doc_gost/docs/digital_substations_presentation.pdf (дата обращения: 13.10.2025).
39. 2.1.1 Расчет максимальной токовой защиты понижающих трансформаторов. Studfile.net. URL: https://studfile.net/preview/9941192/page:8/ (дата обращения: 13.10.2025).
40. Выпуск № 3 — Методика расчета уставок защит Sepam. Schneider-Electric. URL: https://download.schneider-electric.com/files?p_Doc_Ref=E3_SEP_M_013_3_RU (дата обращения: 13.10.2025).
41. Трансформаторы и автотрансформаторы 35 — 220 кВ. Дифференциальная токовая защита. Расчёт уставок. Методические указания. Механотроника. URL: https://rzia.ru/files/docs/mehanotronika/MR-800.pdf (дата обращения: 13.10.2025).
42. Цифровые подстанции. ООО «Сеть-Автоматика». URL: https://set-avtomatika.ru/solutions/tsifrovye-podstantsii/ (дата обращения: 13.10.2025).
43. Цифровая подстанция: просто, эффективно, надёжно. Титан Инжиниринг. URL: https://titan-engineering.ru/articles/tsifrovaya-podstantsiya-prosto-effektivno-nadezhno/ (дата обращения: 13.10.2025).
44. Проекты и решения. Московский завод релейной защиты и автоматики. URL: https://mzarza.ru/projects/tsifrovaya-podstantsiya/ (дата обращения: 13.10.2025).
45. Расчет уставок релейной защиты трансформатора 10/0,4 кВ. ЛукиЭлектроЗамер. URL: https://lukielektrozamer.ru/raschet-ustavok-relejnoj-zashhity-transformatora-10-0-4-kv/ (дата обращения: 13.10.2025).
46. Что такое Цифровая подстанция? Проект РЗА. URL: https://project-rza.com/tsifrovaya-podstantsiya/ (дата обращения: 13.10.2025).
47. Расчет МТЗ трансформатора 10/0,4 кВ. Проект РЗА. URL: https://project-rza.com/raschet-mtz-transformatora-10-0-4-kv/ (дата обращения: 13.10.2025).
48. Расчет токовой отсечки и максимальной токовой защиты трансформатора и двигателя. El-Shema.ru. URL: https://el-shema.ru/zashhita-ot-korotkih-zamykanij/raschet-tokovoj-otsechki-i-maksimalnoj-tokovoj-zashhity-transformatora-i-dvigatelya.html (дата обращения: 13.10.2025).
49. Методические указания по выбору уставок дифференциальной защиты трансформаторов, реализуемой при помощи устройств РС 830-ДТ3. RZA SYSTEMS. URL: https://rzia.ru/files/docs/mehanotronika/RS-830-DT3.pdf (дата обращения: 13.10.2025).
50. Методические указания по выбору уставок дифференциальной защиты трансформаторов с использованием микропроцессорного терминала MRZS. URL: https://elib.sfu-kras.ru/bitstream/handle/2311/27633/02_Metodicheskie%20ukazaniya.pdf?sequence=1 (дата обращения: 13.10.2025).
51. 2 Расчет защиты трансформатора тз. Studfile.net. URL: https://studfile.net/preview/1138531/page:10/ (дата обращения: 13.10.2025).
52. Методы и технические средства повышения надежности релейной защиты и автоматики электроустановок напряжением до 1кВ и выше. Cyberleninka. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/metody-i-tehnicheskie-sredstva-povysheniya-nadezhnosti-releynoy-zaschity-i-avtomatiki-elektroustanovok-napryazheniem-do-1kv-i-vyshe (дата обращения: 13.10.2025).
53. 4.3 Расчет токовых отсечек. Studfile.net. URL: https://studfile.net/preview/16281857/page:34/ (дата обращения: 13.10.2025).
54. Газовая защита трансформатора. Studbooks.net. URL: https://studbooks.net/809493/tehnika/gazovaya_zaschita_transformatora (дата обращения: 13.10.2025).
55. МР801. Методика расчета уставок ДЗТ МР801 ред. 1.9. 27.01.2020. All-RZA.ru. URL: https://all-rza.ru/dokumenty/relematika/mpr801-metodika-rascheta-ustavok-dzt-mpr801-red-1.9-27.01.2020.pdf (дата обращения: 13.10.2025).
56. Газовая защита. Electricalschool.info. URL: https://electricalschool.info/main/releynaya-zashchita/479-gazovaya-zashhita.html (дата обращения: 13.10.2025).
57. ПУЭ: Глава 3.2 Релейная защита. ООО «НТЦ Энерго-Ресурс». URL: https://ntc-energo.ru/pue/pue-glava-3-2-releynaya-zashhita/ (дата обращения: 13.10.2025).
58. Методические указания по расчету уставок и заданию параметров диффер. Механотроника. URL: https://rzia.ru/files/docs/mehanotronika/MR-800.pdf (дата обращения: 13.10.2025).
59. ПУЭ 7. Глава 3.2. Релейная защита. Группа СВЭЛ. URL: https://svel.ru/journal/pue-7-glava-3-2-releynaya-zashchita/ (дата обращения: 13.10.2025).
60. Методы повышения надежности защит трансформаторов. Cyberleninka. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/metody-povysheniya-nadezhnosti-zaschit-transformatorov (дата обращения: 13.10.2025).
61. Повышение чувствительности релейной защиты силовых трансформаторов системы промышленного электроснабжения в сложнонесимметричных аварийных режимах. Cyberleninka. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/povyshenie-chuvstvitelnosti-releynoy-zaschity-silovyh-transformatorov-sistemy-promyshlennogo-elektrosnabzheniya-v-slozhnoneysimmetrichnyh-avariynyh-rezhimah (дата обращения: 13.10.2025).
62. Релейная защита распределительных сетей 6-10 кВ. Расчет уставок. Механотроника. 2025. URL: https://rzia.ru/files/docs/mehanotronika/STO-DIVG-059-2025.pdf (дата обращения: 13.10.2025).
63. Газовая защита трансформаторов. Школа для электрика. URL: https://electricalschool.info/main/releynaya-zashchita/479-gazovaya-zashhita.html (дата обращения: 13.10.2025).
64. Раздел 3. Защита и автоматика. Правила устройства электроустановок (ПУЭ). Техэкспо. 2003. URL: https://www.complexdoc.ru/lib/pue/pue_3_2_2003 (дата обращения: 13.10.2025).
65. ГОСТ Р. Релейная защита. Трансформаторы тока измерительные индуктивные для защиты. С нормируемой погрешностью в переходных режимах и с ограниченным остаточным потокосцеплением. Методические указания по определению времени до насыщения при коротких замыканиях. URL: https://gost.ru/document/5569477 (дата обращения: 13.10.2025).
66. Релейная защита трансформаторов. Studfile.net. URL: https://studfile.net/preview/4351662/page:30/ (дата обращения: 13.10.2025).
67. Основы релейной защиты и автоматики распределительных сетей. Studfile.net. URL: https://studfile.net/preview/4351662/page:38/ (дата обращения: 13.10.2025).
68. Ершов, А.М. Релейная защита. Часть 4. URL: https://www.book.elpub.ru/upload/files/2019/12/35-110-220-6-10-%D0%BA%D0%92.pdf (дата обращения: 13.10.2025).
69. Расчет токовой отсечки. Проектирование электрических сетей. URL: https://electrik.info/main/proektirovanie/2290-raschet-tokovoy-otsechki.html (дата обращения: 13.10.2025).
70. ГОСТ Р 58669-2019. Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы. Релейная защита. Трансформаторы тока измерительные индуктивные с замкнутым магнитопроводом для защиты. Методические указания по определению времени до насыщения при коротких замыканиях (с Поправкой). Docs.cntd.ru. 2019. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200171170 (дата обращения: 13.10.2025).
71. Применение искусственного интеллекта для мониторинга трансформаторов тока и устройств релейной защиты: Application of artificial intelligence for monitoring of current transformers and relay protection devices. ResearchGate. 2023. URL: https://www.researchgate.net/publication/372996253_Primenenie_iskusstvennogo_intellekta_dla_monitoringa_transformatorov_toka_i_ustrojstv_relejnoj_zasity_Application_of_artificial_intelligence_for_monitoring_of_current_transformers_and_relay_protection_devices (дата обращения: 13.10.2025).
72. Диссертация на тему «Повышение эффективности релейной защиты электрических распределительных сетей 110-220 кВ при несимметричных повреждениях». DisserCat. URL: https://www.dissercat.com/content/povyshenie-effektivnosti-releinoi-zashchity-elektricheskikh-raspredelitelnykh-setei-110-220-kv (дата обращения: 13.10.2025).
73. Расчет дифференциальной защиты трансформатора и испытание дифферен. Курганский государственный университет. URL: https://ecatalog.kgsu.ru/books/files/dist/25732/Raschet_DZ_transformatora.pdf (дата обращения: 13.10.2025).
74. Алтей — комплексная защита двухобмоточных трансформаторов. НПП Микропроцессорные технологии. URL: https://mprza.ru/produkciya/al-tej-kompleksnaya-zashhita-dvuhobmotochnyh-transformatorov/ (дата обращения: 13.10.2025).
75. Модернизация силовых трансформаторов: технологии для повышения надежности. ВТЭнерго. URL: https://vtenergo.ru/blog/modernizatsiya-silovykh-transformatorov/ (дата обращения: 13.10.2025).
76. Оценка возможности внедрения технологий искусственного интеллекта в микропроцессорную релейную защиту. Kpo-Science. 2024. URL: https://kpo-science.ru/wp-content/uploads/2024/02/%D0%9E%D0%A6%D0%95%D0%9D%D0%9A%D0%90-%D0%92%D0%9E%D0%97%D0%9C%D0%9E%D0%96%D0%9D%D0%9E%D0%A1%D0%A2%D0%98-%D0%92%D0%9D%D0%95%D0%94%D0%A0%D0%95%D0%9D%D0%98%D0%AF-%D0%A2%D0%95%D0%A5%D0%9D%D0%9E%D0%9B%D0%9E%D0%93%D0%98%D0%99-%D0%98%D0%A1%D0%9A%D0%A3%D0%A1%D0%A1%D0%A2%D0%92%D0%95%D0%9D%D0%9D%D0%9E%D0%93%D0%9E-%D0%98%D0%9D%D0%A2%D0%95%D0%9B%D0%9B%D0%95%D0%9A%D0%A2%D0%90-%D0%92-%D0%9C%D0%98%D0%9A%D0%A0%D0%9E%D0%9F%D0%A0%D0%9E%D0%A6%D0%95%D0%A1%D0%A1%D0%9E%D0%A0%D0%9D%D0%A3%D0%AE-%D0%A0%D0%95%D0%9B%D0%95%D0%99%D0%9D%D0%A3%D0%AE-%D0%97%D0%90%D0%A9%D0%98%D0%A2%D0%A3.pdf (дата обращения: 13.10.2025).