Курсовая с практикой на тему Релейная защита и автоматика силового трансформатора

Содержание:

Исходные данные. 3

Задание. 4

Введение. 5

1 Аварийные
и ненормальные режимы силовых трансформаторов. 6

2 Дифференциальная
защита трансформатора. 9

3 Расчет
токов короткого замыкания. 13

3.1 Расчет токов КЗ. 13

4 Дифференциальная
защита трансформатора. 16

4.1 Выбор трансформаторов тока и
определение вторичных токов в плечах дифференциальной защит I21 и I22. 16

4.2 Определение уставок и
чувствительности продольной дифференциальной защиты с реле РНТ-565. 17

4.3 Определение уставок и
чувствительности продольной дифференциальной защиты с реле ДЗТ-11. 21

4.4 Определение уставок и
чувствительности продольной дифференциальной защиты с реле РСТ-15. 23

5 Защита
от перегрузки трансформатора. 28

6 Газовая
защита. 29

7 Автоматика
трансформатора. 32

7.1 Устройства для регулирования
напряжения под нагрузкой (РПН) 32

7.2 Автоматическое повторное
включение. 34

7.3 Автоматическое включение резерва. 35

8 Блок-схема
цифровой ДЗ. 36

Заключение. 42

Список литературы   43

Введение:

Защита
всех элементов системы электроснабжения (генераторов, трансформаторов, линий
электропередач (ЛЭП), сборных шин, электродвигателей и тд.) от аварийных и
ненормальных режимов выполняется в соответствии с требованиями Правил устройств
электроустановок (ПУЭ). Вид применяемых защит зависит от класса напряжения
электрической сети, величины мощности электрооборудования, режима работы нейтрали,
требований по быстродействию и ряду других особенностей.

Анализ
рабочих и аварийных режимов дает возможность правильно выбрать, рассчитать и
оценить поведение релейной защиты и автоматики элементов электрической системы
в аварийных и ненормальных режимах.

Основные
назначения релейной защиты:

1. выявление места КЗ и быстрое отключение
поврежденного участка от неповрежденной части;

2. выявление нарушений нормального режима
работы и подача предупредительных сигналов или проведение операций для
восстановления нормального режима;

3. релейная защита осуществляет связь с
автоматикой (АПВ, АВР, АЧР и т.д)

Основные
требования, предъявляемые к релейной защите:

1. селективность
– способность отключать только поврежденный участок;

2. быстродействие;

3. чувствительность
– необходима для реагирования на отклонения от нормального режима;

4. резервирование;

5. надежность
– защита должна безотказно работать при КЗ в пределах установленной для нее
зоны и не должна срабатывать в режимах, при которых ее работа не
предусматривается.

Заключение:

В данной курсовой работе были рассчитаны
необходимые токи коротких замыканий, изучены защиты, применяемые для защиты
силового трансформатора. Произведены необходимые расчеты для выбора
дифференциальной защиты трансформатора, а также рассмотрено газовое реле и
защита от перегрузки.

Также была изучена блок-схема цифровой
дифференциальной защиты.

Фрагмент текста работы:

1 Аварийные и ненормальные режимы силовых
трансформаторов

Согласно ПУЭ для трансформаторов
должны быть предусмотрены устройства релейной защиты от следующих видов
повреждений и ненормальных режимов работы:

1) многофазных замыканий в обмотках и
на выводах;

2) однофазных замыканий на землю в
обмотке и на выводах, присоединенных к сети с глухозаземленной нейтралью;

3) витковых замыканий в обмотках;

4) токов в обмотках, обусловленных
внешними КЗ;

5) токов в обмотках, обусловленных
перегрузкой;

6) понижения уровня масла;

7) частичного пробоя изоляции вводов
500 кВ;

8) однофазных замыканий на землю в
сетях 3-10 кВ с изолированной нейтралью, если трансформатор питает сеть, в
которой отключение однофазных замыканий на землю необходимо по требованиям
безопасности.

Междуфазные повреждения внутри трансформаторов возникают значительно
реже. В трехфазных трансформаторах они хотя и не исключены, но маловероятны
вследствие большой прочности между фазной изоляции. В трансформаторных группах,
составленных из трех однофазных трансформаторов, замыкания между обмотками фаз
практически невозможны.

При витковых замыканиях токи, идущие к месту повреждения от источников
питания, могут быть небольшими.

В случае замыкания на землю обмотки трансформатора, подключенной к сети с
малым током замыкания на землю, ток повреждения определяется величиной
емкостного тока сети. Поэтому защиты трансформатора, предназначенные для
действия при витковых замыканиях, а также при замыканиях на землю в обмотке,
работаю щей на сеть с изолированной нейтралью, должны обладать высокой
чувствительностью.

Для ограничения размера разрушения защита от повреждений в трансформаторе
должна действовать быстро. Повреждения, сопровождающиеся большим током к. з.
должны отключаться без выдержки времени с t = 0,05−0,1 с.

Защиты от повреждений. В качестве таких защит применяются
токовая отсечка, дифференциальная и газовая защиты. В последнее время
применяется довольно простая защита от замыкания на корпус (кожух)
трансформатора.

Наиболее частым ненормальным режимом работы трансформаторов является
появление в них сверхтоков, т. е. токов, превышающих номинальный ток обмоток
трансформатора. Сверхтоки в трансформаторе возникают при внешних КЗ, качаниях и
перегрузках. Последние возникают вследствие самозапуска электродвигателей,
увеличения нагрузки в результате отключения параллельно работающего
трансформатора, автоматического подключения нагрузки при действии АВР и т. п.

Внешние КЗ. При внешнем КЗ, вызванном повреждением на шинах
трансформатора или неотключившимся повреждением на от ходящем от шин
присоединении, по трансформатору проходят токи КЗ которые нагревают его обмотки
сверх допустимого значения, что может привести к повреждению трансформатора. В
связи с этим трансформаторы должны иметь защиту от внешних КЗ, отключающую
трансформатор для прекращения протекающего по нему тока повреждения. Поскольку
внешнее КЗ сопровождается понижением напряжения в сети, защита должна
действовать с минимальной выдержкой времени, необходимой для селективности.

Защита от внешних КЗ осуществляется при помощи максимальной токовой
защиты, максимальной защиты с блокировкой минимального напряжения, токовой
защиты нулевой последовательности и защиты обратной последовательности. В зону
действия защиты от внешних КЗ, как правило, должны входить шины под станций (I
участок защиты) и все присоединения, отходящие от этих шин (II участок защиты).
Защиты от сверхтоков являются также резервными от повреждений в трансформаторе.

Перегрузка. Перегрузки обычно не сопровождаются значительным понижением
напряжения в сети. Поэтому требование ко времени действия защиты от перегрузки
определяется только нагревом изоляции обмоток. Масляные трансформаторы
допускают длительную перегрузку по току на 5 %. В аварийных режимах допускается
кратковременная перегрузка в следующих пределах.

Наиболее часто возникают кратковременные, самоликвидирующиеся перегрузки,
неопасные для трансформатора ввиду их непродолжительности. Например,
перегрузки, вызванные самозапуском электродвигателей или толчкообразной
нагрузкой (электропоезда, подъемники и т. п.). Отключения трансформатора при
таких перегрузках не требуется.

Более длительные перегрузки, вызванные, например, автоматическим
подключением нагрузки от АВР, отключением параллельно работающего
трансформатора и т. п., могут быть ликвидированы обслуживающим персоналом,
который имеет для этого достаточное время. На подстанциях без дежурного
персонала ликвидация длительной перегрузки должна производиться автоматически
от защиты отключением менее ответственных потребителей или перегрузившегося
трансформатора.

Таким образом, защита трансформатора от перегрузки должна действовать на
отключение, только когда перегрузка не может быть устранена персоналом. Во всех
остальных случаях защита должна действовать на сигнал.

Защита от перегрузки выполняется, как правило, реагирующей на ток с
действием на сигнал или отключение в зависимости от характера обслуживания
подстанции.

Повышение напряжения. К числу опасных для трансформаторов ненормальных
режимов, возникающих в сетях 500−750 кВ, относится повышение напряжения. Оно
возникает при одностороннем отключении длинных линий с большой емкостной
проводимостью или при резонансе, вызванном определенным сочетанием емкости
линии и индуктивности шунтирующих реакторов.