Защита трансформатороы

5.2.1 Дифференциальная защита

Дифференциальная защита является основной защитой мощных силовых трансформаторов от внутренних повреждений. Она работает при коротком замыкании внутри зоны, ограниченной двумя комплектами трансформаторов тока и не имеет выдержки времени. Защита может выполняться как дифференциальная отсечка или дифференциальная защита. В последнем случае она выполняется с быстронасыщающимся трансформатором TLA или с реле с торможением.

Защита с TLA получила наибольшее распространение из-за повышенной чувствительности при достаточном быстродействии. У трансформаторов тока, расположенных со стороны звезды силового трансформатора, вторичные обмотки соединены в треугольник, а со стороны треугольника – в звезду.

Наличие TLA позволяет эффективно отстраиваться от бросков намагничивающего тока и токов небаланса при внешних коротких замыканиях. Отстройка защиты может производиться от установившегося значения периодической составляющей тока небаланса, что значительно повышает чувствительность защ

Рисунок 5.2.1 – Принципиальная схема дифференциальной защиты.

(Л – 5 стр.513)

Высокая чувствительность дифференциальной защиты может быть сохранена при использовании специального реле типа ДЗТ с магнитным торможением. Дифференциальная защита действует при витковых коротких замыканиях в трансформаторе, однако, её чувствительность зависит от доли замкнувшихся витков.

Рисунок 5.2.2 – Развёрнутая схема дифференциальной защиты.

Трансформаторы тока выбираются по следующим условиям:

1 По напряжению: ;

2 По току нагрузки: ;

Номинальный ток должен быть как можно ближе к рабочему току установки, т.к. недогрузка первичной обмотки приводит к увеличению погрешностей.

3 По конструкции и классу точности:

Трансформаторы тока для внутренней установки до 35 кВ имеют литую эпоксидную изоляцию. В установках на 10 кВ на номинальные токи 2000-5000 А применяются проходные шинные трансформаторы тока, у которых роль первичной обмотки выполняет шина, проходящая внутри трансформатора (ТПШЛ). Для наружной установки выпускаются трансформаторы тока фарфоровой изоляцией, обмотками звеньевого типа, маслонаполненные типа ТФЗМ.

Значение погрешностей определяет класс точности работы трансформаторов тока. Для измерений используют трансформаторы тока классов 0,2; 0,5; 1; 3; 5; 10, а для релейной защиты классов 5Р и 10Р. Измерительные приборы (кроме счётчиков) в цепях генераторов, мощных трансформаторов и синхронных компенсаторов должны иметь класс точности 1,5 и присоединятся к трансформаторам тока класса точности 0,5. Все счётчики для денежного расчёта присоединяются к трансформаторам тока класса точности 0,5.

4 По динамической устойчивости:

,

где – ударный ток короткого замыкания по расчёту;

– кратность динамической устойчивости по каталогу;

– номинальный первичный ток трансформатора тока.

Динамическая устойчивость шинных трансформаторов тока определяется устойчивостью самих шин РУ. Вследствие этого трансформаторы по этому условию не выбираются.

5 По термической устойчивости:

,

где – тепловой импульс по расчёту;

– кратность термической устойчивости по каталогу;

– время термической устойчивости по каталогу.

6 По вторичной нагрузке:

,

где – вторичная нагрузка трансформатора тока;

– номинальная допустимая нагрузка трансформатора тока в выбранном классе точности.

Вторичная нагрузка зависит как от параметров подключенных к трансформатору тока приборов или реле, так и от схемы их соединений с трансформатором тока, определяющей расчётную длину соединительных проводов. С увеличением нагрузки сверх номинальной в данном классе точности трансформатор тока перейдёт работать в худший класс точности. В целях упрощения расчёта в учебном курсовом проекте этим условием можно пренебречь.

Также для упрощения расчётов при учебном проектировании сечение многожильного контрольного кабеля от трансформаторов тока до измерительных приборов принимается по условию механической прочности не менее 2,5 мм² для алюминиевых жил и 1,5 мм² для медных жил. Сечение больше 6 мм² обычно не применяется.

(Л – 1 стр.438)

1 Сторона низкого напряжения.

Составляем таблицу расчетных и каталожных данных.

Расчетные и каталожные данные. Таблица 6.1.1

Условие выбора	Расчетные данные	Каталожные данные
UC ≤ UНОМ	UC = 10 кВ	UНОМ = 10 кВ
Iнорм.расч ≤ Iном	Iнорм.расч =0,8 кА	Iном = 800 А
ВК ≤ (KT ∙ Iном)	В к =4800 кА2∙с	(KT ∙ Iном)=2704 кА2∙с
i у k д ∙ √2 ∙ Iном	i у = 5,24 кА	179,2 кА

Выбираем трансформатор тока марки ТПОЛМ – 10-800 – трансформатор токаоднофазный с литой изоляцией, на номинальное напряжение 10 кВ, номинальный ток 800 А, класс точности 0,5/Р.

3 Сторона высокого напряжения.

Составляем таблицу расчетных и каталожных данных.

Расчетные и каталожные данные. Таблица 6.1.2

Выбираем трансформатор тока марки ТФНД –110М – 150 – трансформатор тока с фарфоровой изоляцией с регулированием напряжения, маслонаполненный,на номинальное напряжение 110 кВ, номинальный ток 150 А, класс точности 0,5/10Р.

Контрольно-измерительные приборы:

- ваттметр типа Д-305: класс точности – 1,5

потребляемая мощность одной катушки – 2 В·А

число катушек – 2

cosψ = 1

sinψ = 0

число приборов – 1

общая потребляемая мощность Р = 4 Вт;

- варметр типа Д-305: класс точности – 1,5

потребляемая мощность – 0,5 В·А

общая потребляемая мощность Q = 2 В·А;

- счётчик активной энергии для трёхпроводных сетей типа И-670М:

класс точности – 2

потребляемая мощность одной катушки – 2,5 В·А

общая потребляемая мощность Р = 1,5 Вт

размеры 282×173×124.

Трансформаторы напряжения выбираются по следующим условиям:

1 По напряжению: ;

2 По конструкции и схеме соединения обмоток.

По конструкции различают трёхфазные и однофазные трансформаторы. Трёхфазные трансформаторы напряжения применяются при напряжении до 18 кВ, а однофазные – на любые напряжения.

В зависимости от назначения могут применятся трансформаторы напряжения с различными схемами соединения обмоток. Когда для защиты или измерений необходимо наличие трёх междуфазных напряжений, можно использовать два однофазных двухобмоточных трансформатора НОМ, НОС, соединённых по схеме разомкнутого треугольника, а также трёхфазный друхобмоточный трансформатор НТМК, обмотки которого соединены в звезду. На сторону низкого напряжения также можно выбрать трёхфазный трёхобмоточный трансформатор типа НТМИ, первичная обмотка которого соединяется в звезду, а вторичная – по схеме звезда и разомкнутый треугольник, для присоединения измерительных приборов и реле защиты от замыканий на землю.

3 По классу точности:

В зависимости от величины номинальной погрешности различают классы точности: 0,2; 0,5; 1; 3.

4 По вторичной нагрузке:

,

где – номинальная мощность трансформатора напряжения в выбранном классе точности;

– нагрузка всех измерительных приборов и реле, присоединённых к трансформатору напряжения.

Суммарное потребление обмоток измерительных приборов и реле, подключенных ко вторичной обмотке трансформатора напряжения не должно превышать номинальную мощность трансформатора напряжения, т.к. в противном случае это приведёт к увеличению погрешностей. В целях упрощения расчётов в учебном курсовом проекте этим условием можно пренебречь.

Также для упрощения расчётов при учебном проектировании сечение проводов от трансформаторов напряжения до измерительных приборов принимается по условию механической прочности 1,5 мм² для медны

1 Сторона низкого напряжения.

Из справочника выбираем трансформатор напряжения типа НОМ – 10 – трансформатор напряжения однофазный с маслянным охлаждением на номинальное напряжение 10 кВ.

2 Сторона высокого напряжения.

Условие выбора	Расчетные данные	Каталожные данные
UC ≤ UНОМ	UC = 110 кВ	UНОМ = 110 В
класс точности	0.5	0.5
S2н ≤ Sн	S2н = 37,01 В·А	Sн = 2000 МВ·А

Из справочника выбираем трансформатор напряжения типа НКФ – 100 – 58 – трансформатор напряжения комплектующий, масляный с фарфоровой изоляцией на номинальное напряжение 110 кВ.

Для упрощения расчетов в курсовом проекте сечение многожильного контрольного кабеля то трансформаторов до измерительных приборов принимаем по условию механической прочности не менее 2,5 мм² для алюминиевых жил и 1,5 мм² для медных. Сечение больше 6 мм² обычно не применяется.

Предохранителем называется аппарат, предназначенный для автоматического однократного отключения электрической цепи при коротком замыкании или перегрузке.

Для защиты измерительных трансформаторов напряжения при = 10 кВ применяются предохранители марки ПКН 001–10УЗ – предохранитель с кварцевым наполнением для защиты измерительных трансформаторов напряжения, 01 – конструктивное исполнение контакта, на номинальное напряжение 10 кВ, для работы в районах с умеренным климатом в закрытых помещениях с естественной вентляцией. Номинальный ток этого предохранителя и номинальный ток отключения не нормируются.

(Л – 3 стр.186)

1) Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций.– М.: Энергия, 1975.

2) Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций, 2-е изд., перераб. – М.: Энергия, 1980.

3) Фёдоров А.А. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию.– М.: Энергоатомиздат, 1986.

4) Мазуркевич В.Н., Свита Л.Н. Методические указания по курсовому проектированию по курсу «Электрическая часть электрических станций» для студентов специальностей 0301, 0302, 0303.– Мн.:1982.

5) Неклепаев Б.Н. Электрическая часть станций и подстанций – 2-е изд., перераб. и доп.– М.: Энергоатомиздат, 1986.

6) Неклепаев Б.Н., Крючков Н.П. Электрическая часть станций и подстанций: справочные материалы для курсового и дипломного проектирования – 4-е изд., перераб. и доп.– М.: Энергоатомиздат, 1989.

Поиск по сайту: