Задачи на тему Расчет уставок защит двухобмоточного трансформатора

Содержание:

Введение 3

1 Определение параметров, необходимых для расчетов 5

1.1 Определение параметров схемы замещения 5

1.1.1 Определение параметров системы 5

1.1.2 Определение параметров линии 5

1.1.3 Определение параметров трансформатора 5

1.2 Определение максимального рабочих токов трансформатора 5

1.3 Определение токов короткого замыкания 5

1.3.1 Максимальный режим К(3) 6

1.3.2 Максимальный режим К(2) 6

2 Релейная защита трансформаторов 7

2.1 Газовая защита 7

2.2 Дифференциальная защита трансформатора (ДЗТ) 8

2.2.1 Дифференциальная токовая отсечка 8

2.2.2 Дифференциальная токовая защита с торможением 9

2.3 Максимальная токовая защита при внешних КЗ 14

2.4 Максимальная токовая защита от перегрузки 16

3 Противоаварийная автоматика 17

3.1 Автоматическое повторное включение трансформаторов 17

Список использованной литературы 18

Введение:

Силовые трансформаторы – самые дорогостоящие элементы оборудования распределительных подстанций. Трансформаторы рассчитаны на продолжительный срок службы, но при условии, что они будут работать в нормальном режиме, и не будут подвергаться недопустимым токовым перегрузкам, перенапряжениям и другим нежелательным режимам работы.

Для предотвращения повреждения трансформатора, продления его срока службы и обеспечения его работы в нормальном режиме нужны различные устройства защиты и автоматики.

В соответствии с требованиями ПУЭ (п. 3.2.51) [1] на трансформаторах устанавливаются следующие защиты:

‒ основные: газовая защита, применяемая для выявления повреждений внутри кожуха, сопровождающихся выделением газа, и понижения уровня масла, и продольная дифференциальная защита для выявления внутренних повреждений;

‒ резервные: МТЗ для выявления внешних КЗ и МТЗ для выявления перегрузок.

Для того чтобы обеспечить надежную защиту электрических сетей при повреждениях, часто недостаточно использовать защиту одного вида. Так, токовые отсечки обеспечивают быстрое выявление повреждений, но имеют зоны нечувствительности в конце контролируемого объекта. МТЗ имеют достаточно протяженные зоны действия, но их приходится выполнять с большими выдержками времени срабатывания, где требуется высокое быстродействие. Для того чтобы максимально использовать достоинства защит разных типов.

Наибольшее распространение получили трехступенчатые токовые защиты. В качестве первой ступени используются токовые отсечки мгновенного действия (селективные токовые отсечки). В качестве второй ‒ токовые отсечки с выдержкой времени срабатывания (неселективные токовые отсечки). В качестве третьей ступени ‒ МТЗ.

Исходные данные для расчета приведены ниже.

Фрагмент текста работы:

1 Определение параметров, необходимых для расчетов

1.1 Определение параметров схемы замещения

1.1.1 Определение параметров системы

U_c=115 кВ;

Е_c=U_(с.ном)/√3=115/√3=66,3 кВ;

x_1c=(U_(с.ном)^2)/(S_кзс^((3)) )=115^2/2340=5,652 Ом.

1.1.2 Определение параметров линии

Х_L=Х_1уд*L=0,4*12=4,8 Ом.

где Х_1уд ‒ удельное сопротивление воздушной линии, Ом/км;

L ‒ длина линии, км.

1.1.3 Определение параметров трансформатора

Х_(Т max)=u_(k max)/100*(U_(с.ном)^2*(1+0,16)^2)/S_T =12,36/100*(115^2*(1+0,16)^2)/32=68,7 Ом,

где u_(k max) ‒ напряжение короткого замыкания трансформатора при максимальном положении переключателя РПН, %.

Х_(Т min)=u_(k min)/100*(U_(с.ном)^2*(1-0,16)^2)/S_ =8,7/100*(115^2*(1-0,16)^2)/32=25,4 Ом,

где u_(k min) ‒ напряжение короткого замыкания трансформатора при минимальном положении переключателя РПН, %.

1.2 Определение максимального рабочих токов трансформатора

I_(ном Т)=S_ном/(√3*U_ном )=32000/(√3*110)=167,9 А;

I_(раб max⁡T 1)=〖2*k〗_пер*I_(ном Т1)=2*1,4*167,9=470,1 A,

где k_пер ‒ коэффициент допустимой перегрузки трансформатора.

1.3 Определение токов короткого замыкания

Схема замещения для расчетов токов КЗ представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 – Схема замещения для расчетов токов КЗ

1.3.1 Максимальный режим К^((3))

I_К1^((3))=E_c/(X_c1+X_L )=66,395/(5,652+4,8)=6,352 кA;

I_К2^((3))=E_c/(X_c1+X_L+X_(т min) )=66,395/(5,652+4,8+25,4)=1,852 кA.

1.3.2 Максимальный режим К^((2))

I_К1^((2))=√3/2*I_К1^((3))=√3/2*6,352=5,5 кА;

I_К2^((2))=√3/2*I_К2^((3))=√3/2*1,852=1,6 кА.

2 Релейная защита трансформаторов

Дифференциальную токовую защиту применяют в качестве основной быстродействующей защиты трансформаторов и автотрансформаторов от повреждений на выводах, а также от внутренних повреждений [6].

В терминалах БМРЗ [7] реализованы следующие токовые защиты с контролем трёх фазных токов:

‒ ТО от КЗ на выводах трансформатора и внутренних КЗ;

‒ МТЗ от токов в обмотках, обусловленных внешними и внутренними многофазными КЗ;

– защита от перегрузки трансформатора.

Защита от перегрузки может быть с действием на отключение и сигнализацию или только на сигнализацию.

2.1 Газовая защита

Газовая защита применяется в качестве весьма чувствительной защиты от внутренних повреждений трансформаторов. Повреждения внутри трансформаторов сопровождаются электрической дугой или нагревом деталей, что приводит к разложению масла и изоляционных материалов и образованию летучих газов.

Образование газов в кожухе трансформатора и движение масла в сторону расширителя могут служить признаком повреждения внутри трансформатора. Эти признаки используются для выполнения специальной защиты при помощи газовых реле, реагирующих на появление газа и движение масла [2].

Для газовой защиты трансформаторов выберем газовое реле типа

РГЧЗ-66. Данное реле имеет две ступени защиты. Контакты первой ступени действуют на сигнал, контакты второй ‒ на отключение [3].

2.2 Дифференциальная защита трансформатора (ДЗТ)

В качестве основной быстродействующей защиты трансформаторов от КЗ между фазами, однофазных КЗ на землю и от замыканий витков одной фазы широкое распространение получила дифференциальная релейная защита [2].

Благодаря наличию обмотки торможения на магнитопроводе насыщающегося трансформатора тока ток срабатывания защиты выбирается только по условию отстройки от броска тока намагничивания, ток небаланса не учитывают.

Средние значения первичных и вторичных номинальных токов в плечах защиты приведены в таблице 3.

Таблица 3 – Значения первичных и вторичных номинальных токов в плечах защиты Т