Защита силового трансформатора

Дифференциальная токовая защита трансформаторов, выполненная с реле серии РНТ-560

Эквивалентное сопротивление системы рассчитано для максимального режима работы. Так как неизвестно какие элементы будут отключатся в минимальном режиме и чему будет равно сопротивление системы в режиме минимальных нагрузок примем сопротивление системы равным сопротивлению максимального режима. Х_с^* = 1,551.

Дальнейший расчет ведется в соответствии с руководящими указаниями по релейной защите понижающих трансформаторов и автотрансформаторов.

Сопротивления защищаемого трансформатора рассчитаны при двух крайних реально возможных положениях регулятора по формулам

где U_вн - номинальное напряжение на стороне ВН, кВ;

DU - половина полного диапазона регулирования напряжения на стороне ВН (в процентах);

S_ном,тр - номинальная мощность трансформатора, МВ×А.

Рассчитаем ток короткого замыкания для точки КЗ2 и КЗ3. Произведем дальнейшее эквивалентирование схемы. Так как на подстанциях установлены одинаковые трансформаторы то для точек короткого замыкания КЗ2 и КЗ3 будет одинаков и составит

Для перевода рассчитанных токов в именованные единицы, рассчитаем базисные токи, для данных уровней напряжений по формуле

Рассчитаем базисный ток для обоих режимов работы

Минимальный ток срабатывания защиты определяем по условию отстройки от броска намагничивающего тока, при включении ненагруженного трансформатора под напряжение

где k_отс - коэффициент отстройки защиты от бросков тока намагни- чивания (k_отс=1,3);

I_ном - номинальный ток, соответствующий номинальному напряже- нию среднего ответвления устройства РПН и номинальной мощности трансформатора, А

Определим первичный ток небаланса I_{нб, расч}, А. Расчетный ток небаланса определяем как сумму трех составляющих

I_{нб,расч}= |I^¢_{нб,расч}| + |I^¢¢_{нб,расч}| + |I^¢¢¢_{нб,расч}|,

где I^¢_{нб,расч} - составляющая, обусловленная погрешностью трансформа- торов тока, А;

I^¢¢_{нб,расч} - составляющая, обусловленная регулированием напряжения защищаемого трансформатора, А;

I^¢¢¢_{нб,расч} - составляющая, обусловленная неточностью установки на НТТ реле расчетных чисел витков для неосновных сторон, А.

Данные составляющие могут определяться как значения, пропорциональные периодической составляющей соответствующих токов внешнего КЗ, по выражениям:

где I_к_max - периодическая составляющая тока (при t=0), проходящего через защищаемую зону при расчетном внешнем (как правило, трехфазном) металлическом КЗ на стороне, где рассматривается повреждение, кА;

k_пер - коэффициент, учитывающий переходной режим (наличие апери-одической составляющей тока);

k_одн - коэффициент однотипности трансформаторов тока;

e - относительное значение полной погрешности трансформаторов тока, соответствующее установившемуся режиму КЗ;

DU_a - относительная погрешность, обусловленная регулированием напряжения, %;

k_ток_a - коэффициент токораспределения, равный отношению слагающих тока расчетного внешнего КЗ к току на стороне, где рассматривается КЗ;

w_I_расчи w_II_расч - расчетные числа витков обмоток НТТ реле для неосновных сторон;

w_I и w_II - принятые (целые) числа витков обмоток НТТ реле для соответствующих неосновных сторон;

Определим первичный ток небаланса без учета третьей составляющей тока небаланса

I_{нб,расч}= |I^¢_{нб,расч}| + |I^¢¢_{нб,расч}| =323,4 + 352,8 = 676,2 А,

В качестве тока срабатывания выбираем ток небаланса при внешнем КЗ. За основную сторону защиты принимаем сторону высокого напряжения.

Число витков обмотки НТТ реле для основной стороны

Число витков обмотки НТТ реле для неосновной стороны

Составляющая первичного тока небаланса, обусловленная округлением расчетного числа витков неосновной стороны для расчетного случая повреждения

I_{нб,расч}= |I^¢_{нб,расч}| + |I^¢¢_{нб,расч}| + |I^¢¢¢_{нб,расч}| =323,4 + 352,8 + 41,56 = 717,76 А.

Ток срабатывания защиты на основной стороне

Определяем чувствительность защиты при металлических КЗ в защищаемой зоне. Рассматриваем КЗ между двумя фазами на стороне низшего напряжения трансформатора в точке К2, при раздельной работе трансформаторов в минимальном режиме работы системы.

Первичный ток в защите при рассматриваемом КЗ равен

Коэффициент чувствительности при двухфазном КЗ определяется по формуле

Как следует из приведенных расчетов, во всех рассмотренных случаях КЗ в защищаемой зоне, защита выполненная с реле серии РНТ-565, обеспечивает минимально допустимый по ПУЭ коэффициент.

В системе электроснабжения данного предприятия для повышения надежности работ мы применим следующие виды автоматики: автоматическое включение резерва (АВР) и автоматическое повторное включение кабельной линии (АПВ КЛ).

Устройства автоматики в системе электроснабжения выполняются как на оперативном переменном, так и на оперативном постоянном токе. В данном случае отдадим предпочтение оперативному переменному току.

Автоматическое включение резерва питания должно предусматривать во всех случаях, когда перерыв в электроснабжении вызывает убытки, значительно превышающие стоимость установки устройства АВР.

Устройства АВР применяются только в тех случаях, когда имеется в наличии или проектируется дополнительный (резервный источник питания) в этом случае при отключении рабочего источника устройством АВР включается второй источник питания, нормально находящийся в резерве. Такие системы действуют надежно, но требуют для своего осуществления значительных капитальных затрат.

Для устранения этого недостатка чаще всего применяются устройства АВР для оборудования, которое в нормальном режиме тоже работает, но используется не полностью, что часто отвечает экономически целесообразному режиму работы этих установок. Например, КПД трансформатора максимален при 60-80% номинальной нагрузки. В этом случае при отключении одного (рабочего) источника второй под действием устройства АВР принимают на себя всю нагрузку и, перегружаясь (в допустимых пределах) обеспечивает бесперебойное электроснабжение электроустановки.

Такого же эффекта можно добиться при параллельной работе двух или большего числа источников питания электроэнергией и отключении поврежденного элемента средствами только релейной защиты, без устройства АВР. Однако такое включение источников питания системы электроснабжения вызывает увеличение токов короткого замыкания, значительное усложнение работы релейной защиты, удорожание ее и часто не обеспечивает необходимой избирательности действия.

Автоматическое включение резервного питания и оборудования линий, силовых трансформаторов, как правило, происходит после отключения любыми видами защит, а также при ошибочных действиях обслуживающего персонала или самопроизвольном отключении выключателей.

При выключении устройств АВР питания должны соблюдаться следующие условия:

1. Для предотвращения включения резервного источника на короткое замыкание в не отключившемся рабочем источнике схема АВР не должна работать до отключения выключателя рабочего источника.

2. Действие АВР должно быть однократным. Для ускорения отключения резервного источника питания, при включении его на не устранившееся короткое замыкание, обычно предусматривается ускорение защиты резервного источника после АВР.

3. При установке устройства АВР, кроме основной максимальной токовой защиты на рабочем источнике питания, должен устанавливаться пусковой орган минимального напряжения, для того чтобы схема АВР могла действовать при исчезновении напряжения на шинах, питающих рабочий источник.

Устройство АВР выполняются как на оперативном переменном, так и на оперативном постоянном токе. Источником питания оперативного переменного тока служит трансформаторы напряжения, устанавливаемые на рабочем или резервном вводе или на шинах подстанции.

Эффективность действия АВР в системах электроснабжения составляет 90-95%. Простота схем и высокая эффективность обусловим широкое применение АВР в электрических сетях и энергосистемах.

Сущность АПВ состоит в том, что элемент системы электроснабжения, отключившийся при срабатывании защиты, через определенное время (0,5-1,5 с) снова включается под напряжение (если нет запрета не обратное включение), и если причина, вызвавшая отключение элемента, исчезла, то он остается в работе.

Стоимость устройства АПВ ничтожно мала по сравнению с убытками производства, вызываемыми перерывами в электроснабжении.

АПВ кабельных линий действует после отключения любыми видами защиты. Осуществляется с предварительной проверкой синхронизма или отсутствия напряжения на приемном конце линии. Проверка синхронизма не обязательна при следующих условиях:

1) при повреждении на линии элемента между энергосистемой и промышленным предприятием, когда электростанция предприятия с частью нагрузки, не повышающей ее мощности, отделяется от энергосистемы путем отключения секционного или междушинного выключателя; остальная часть нагрузки после АПВ присоединяется к энергосистеме.

2) когда при повреждении на линии электропередачи генераторы электростанции предприятия отключаются и переводятся в асинхронный режим; после АПВ линии генераторы автоматически подключаются к энергосистеме по методу синхронизации.

3) при наличии на линии быстродействующего устройства АПВ (длительность полного цикла 0,2-0,3 с).

АПВ кабельных линий применяется для потребителей I категории, не может быть рекомендовано и для II категории. Устройства АПВ кабельных линий, как правило, однократного действия.

Эффективность применения однократного АПВ для кабельных линий в энергосистемах составляет 60-75%.

Устройство однократного АПВ на оперативном переменном токе выполняется, как правило, с применением пружинных проводов (ППМ-10, ПП-61 и др.) и происходит за счет энергии сжатой пружины.

Для упрощения и увеличения надежности устройств АПВ применяют комплекты АПВ с реле типов РПВ-58, РПВ-258, РПВ-358 и их модификаций.

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: