Расчет релейной защиты

13. Расчет релейной защиты

Распределительные сети 6-220 кВ промышленных предприятий обычно имеют простую конфигурацию и выполняются, как правило, радиальными и магистральными. Силовые трансформаторы подстанций на стороне низшего напряжения обычно работают раздельно. Поэтому промышленные электросети и электроустановки для своей защиты от повреждения и аномальных режимов в большинстве случаев не требуют сложных устройств релейной защиты. В месте с тем, особенности технологических процессов и связанные с ними условия работы и электрические режимы электроприемников и распределительных сетей могут предъявлять повышенные требования к быстродействию, чувствительности и селективности устройств релейной защиты, к их взаимодействию с сетевой автоматикой: автоматическим выключением резервного питания (АВР, автоматическим повторным включением (АПВ), автоматической частотной разгрузкой (АЧР).

Исходными данными определено произвести расчет релейной защиты трансформаторов ПГВ. Согласно [3] для трансформаторов, устанавливаемых в сетях напряжением 6 кВ и выше, должны предусматриваться устройства релейной защиты от многофазных КЗ в обмотках и на выводах, однофазных КЗ в обмотке и на выводах, присоединенных к сети с глухозаземленной нейтралью, витковых замыканий в обмотках, токов в обмотках при внешних КЗ и перегрузках, понижений уровня масла в маслонаполненных трансформаторах и маслонаполненных вводах трансформаторов.

13.1 Защита от повреждений внутри кожуха и от понижений уровня масла

Тип защиты – газовая, реагирующая на образование газов, сопровождающих повреждение внутри кожуха трансформатора, в отсеке переключения отпаек устройства регулирования коэффициента трансформации (в отсеке РПН), а также действующая при чрезмерном понижении уровня масла. В качестве реле защиты в основном используется газовые реле. При наличии двух контактов газового реле защита действует в зависимости от интенсивности газообразования на сигнал или на отключение.

Типовыми схемами защиты предусматривается в соответствие с требованиями ПЭУ возможность перевода действия отключающего контакта газового реле (кроме реле отсека РПН) на сигнал и выполнение раздельной сигнализации от сигнального и отключающего контактов реле. Газовое реле отсека РПН должно действовать только на отключение.

При выполнении газовой защиты с действием на отключение принимаются меры для надежного отключения выключателей трансформатора при кратковременном замыкании соответствующего контакта газового реле.

Газовая защита установлена на трансформаторах ПГВ и на внутрицеховых трансформаторах мощностью 630 кВА и более. Применяем реле типа РГУЗ-66.

Защита от повреждений внутри кожуха трансформатора, сопровождающихся выделением газа, может быть выполнена и с помощью реле давления, а защита от понижения уровня масла – реле уровня в расширителе трансформатора.

13.2 Защита от повреждений на выводах и от внутренних повреждений трансформатора

Для этой цели будем использовать продольную дифференциальную токовую защиту, действующую без выдержки времени на отключение поврежденного трансформатора от неповрежденной части электрической системы с помощью выключателя. Данная защита осуществляется с применением реле тока, обладающих улучшенной отстройкой от бросков намагничивающего тока, переходных и установившихся токов небаланса. Согласно рекомендациям [3] будем использовать реле торможением типа ДЗТ-11. Рассматриваемая защита с реле ДЗТ-11 выполняется так, чтобы при внутренних повреждениях трансформатора торможение было минимальным или совсем отсутствовало. Поэтому тормозная обмотка реле обычно подключается к трансформаторам тока, установленных на стоне низшего напряжения трансформатора.

Произведем расчет продольной дифференциальной токовой защиты трансформаторов ПГВ, выполненной с реле типа ДЗТ-11. Для этого сначала определяем первичные токи для всех сторон защищаемого трансформатора, соответствующие его номинальной мощности:

где S_НОМ – номинальная мощность защищаемого трансформатора, кВА.

U_НОМ – номинальное напряжение соответствующей стороны, кВ.

Ток для высшей стороны напряжения:

 А

Для низшей стороны напряжения:

Принимаем трансформаторы тока с n_{Т ВН} = 150/5 и n_{Т НН} = 1500/5. Схемы соединения трансформаторов тока следующие: на высшей стороне D, а на низшей стороне – Y.

Определим соответствующие вторичные токи в плечах защиты:

где К_СХ – коэффициент схемы включения реле защиты, которой согласно [3] для ВН равен , для НН-1.

Тогда с использованием выражения (11.2.2):

  А

  А

Выберем сторону, к трансформаторам тока которой целесообразно присоединить тормозную обмотку реле. В соответствии с [8] на трансформаторах с расщепленной обмоткой тормозная обмотка включается в сумму токов трансформаторов тока, установленных в цепи каждой из расщепленной обмоток. Первичный минимальный ток срабатывания защиты определяется из условия отстройки от броска тока намагничивания:

где К_отс = 1,5 – коэффициент отстройки.

 А

Расчетный ток срабатывания реле, приведенный к стороне ВН:

 А

Расчетное число витков рабочей обмотки реле включается в плечо защиты со стороны ВН:

где F_СР = 100 – магнитодвижущая сила срабатывания реле, А.

Согласно условию W_ВН £ W_{ВН расч} принимаем число витков W_ВН = 9, что соответствует минимальному току срабатывания защиты:

  А

Расчетное число витков рабочей обмотки реле, включаемых в плечо защиты со стороны НН:

Принимаем ближайшее к W_{НН расч} целое число, т.е. W_НН = 17.

Определим расчетное число витков тормозной обмотки, включаемых в плечо защиты со стороны НН:

где e = 0,1 – относительное значение полной погрешности трансформатора тока;

Du – относительная погрешность, обусловленная РНП, принимается равный половине суммарного диапазона регулирования напряжения;

α – угол наклона касательной к горизонтальной характеристике реле типа ДЗТ-11, tgα = 0,75.

Для ТРДН-25000-110 Du = 0,5×2×9×0,0178 = 0,16

Согласно стандартного ряда, приведенного в [3], принятое число витков тормозной обмотки для реле ДЗТ-11 W_Т = 9.

Определим чувствительность защиты при металлическом КЗ в защищаемой зоне, когда торможение отсутствует. Для этого определим ток КЗ между двумя фазами на стороне НН трансформатора:

 кА

 кА = 462 А

Коэффициент чувствительности:

 ,

что удовлетворяет условиям

Определяем чувствительность защиты при КЗ в защищаемой зоне, когда имеется торможение.

Вторичный ток, подводимый к рабочей обмотке реле:

  А

Второй ток, подводимый к тормозной обмотке:

  А.

Рабочая МДС реле:

  А

Тормозная МДС реле:

  А

По характеристике срабатывания реле, приведенной в [9], графически определяем рабочую МДС срабатывания реле: F_CР = 125 А.

Тогда коэффициент чувствительности:

 ,

что удовлетворяет условиям

13.3 Защита от токов внешних многофазных КЗ

Защита предназначена для отключения внешних многофазных КЗ при отказе защиты или выключателя смежного поврежденного элемента, а также для выполнения функции ближайшего резервирования по отношению к основным защитам трансформатора (дифференциальной и газовой). В качестве защиты трансформатора от токов внешних КЗ используются:

1.  токовые защиты шин секций распределительных устройств низшего и среднего напряжений, подключенных к соответствующим выводам трансформатора;

2.  максимальная токовая защита с пуском напряжения, устанавливаемая на стороне высшего напряжения защищаемого трансформатора.

Защита установленная на стороне ВН, выполняется двухобмоточных трансформаторах с двумя, а на трехобмоточных с тремя реле тока. Реле присоединяется ко вторичным обмоткам ТТ, соединенным, как правило, в треугольник.

Непосредственное включение реле защиты от токов внешних КЗ в токовые цепи дифференциальной защиты не допускается.

Похожие работы

Деятельность Ивановского меланжевого комбината

Скачать

47380

0

10

... . За 1940 год сверх плана было выработано 750 тысяч метров ткани. В начале 1941 года Постановлением ЦК Союза рабочих хлопчатобумажной промышленности Ивановскому меланжевому комбинату присвоили звание "Стахановского". На комбинате в то время трудились 1000 коммунистов, 1100 комсомольцев, которые были застрельщиками всех новых начиний, 9978 стахановцев. Достойный вклад внесли меланжисты в дело ...

Расчет схемы электроснабжения плавильного цеха обогатительной фабрики

Скачать

64380

14

0

... ступени напряжения точки КЗ. Произведем вычисления тока КЗ для плавильного цеха обогатительной фабрики. 1) Расчетная схема и схема замещения . ТМ2500/10  Х1 0,0041 К1 К1 К2 Х2 К2 0,00046 ...

Стратегия развития предприятия ОАО "Сукно"

Скачать

83042

16

2

... и ценовым параметрам.  Основные показатели финансово-хозяйственной деятельности общества за предыдущие годы (2006-2008гг.) год представлены в таблице 1. 2.4 Стратегия развития предприятия Целью развития ОАО «Сукно» является дальнейшее наращивание производственного потенциала, создании условий для привлечения инвестиций, направленных на техническое перевооружение производства, расширение ...

Социально-экономическая характеристика Республики Узбекистан

Скачать

150374

7

2

... трасс 4100 км. В городе Самарканд действует международный аэропорт. Самарканд - второй в стране по экономическому и научно-культурному потенциалу после Ташкента. В Самарканде действует большое число научных организаций, включая Институт Археологии при Академии Наук Республики Узбекистан. Мировые известные архитектурные памятники области делают Самарканд самым большим центром международного ...