Тема: Вибір та розрахунок релейного захисту силового трансформатора.

Практична робота № 6

Тема: Вибір та розрахунок релейного захисту силового трансформатора.

Мета: Навчитись розраховувати релейний захист силового трансформатора.

Література:
1.Липкин Б. Ю. "Электроснабжение промышленных предприятий и установок" Москва,

Высшая школа, 1990
2. Князевский Б. А, Липкин Б. Ю. "Электроснабжение промышленных предприятий"

Москва, Высшая школа, 1979

Знати: Знати види релейного захисту силових трансформаторів

Уміти: Практично вибирати тип захисту та визначати установки спрацювання реле для захисту силового трансформатора в залежності від потужності та напруги живлення

План роботи.
1. Інструктаж з правил техніки безпеки.

2. Ознайомлення з правилами та прийомами роботи.

3. Самостійне виконання вибору типу захисту та визначення установок спрацювання реле

для захисту силового трансформатора..

- ознайомлення з теоретичними даними.
- отримання завдання на розрахунки.
- виконання розрахунків згідно завдання.

4. Складання звіту про виконану роботу.

Короткі теоретичні відомості.

Захист силового трансформатора повинен забезпечувати його відключення при між фазних, міжвиткових коротких замиканнях, замиканнях на землю, а також подавати сигнал про ненормальний режимі роботи трансформатора (перенавантаженні, підвищенні темпера-тури масла та тому подібне).

Види захисту, який встановлюється на трансформаторі, визначаються його потужніс-тю, призначенням, місцем встановлення та другими вимогами до режиму експлуатації.
Захист трансформаторів ГПП. Види захисту трансформаторів: диференційний по-вздожній, від внутрішніх пошкоджень, понадструмів, від перенавантаження.
Диференційний повздовжній захист побудований на принципі порівняння струмів на початку та кінці захищаємої ділянки, наприклад на початку та в кінці обмоток силового тран-сформатора, генератора або двигуна. Так ділянка від трансформатора струму, встановленого на вході в трансформатор, (на високій стороні) до трансформатора струму встановленого на виході з трансформатора(на низькій стороні) називається захищаємою зоною. Якщо харак-теристики трансформаторів струму будуть однаковими, то в нормальному режимі роботи, а також при зовнішньому короткому замиканні (точка К1) за трансформатором струми у вто-ринних обмотках трансформаторів струму будуть однаковими, їх різниця рівна 0, тому струм по обмоткам струмового реле Т та проміжкового реле П протікати не буде. Захист при таких умовах працювати не буде.
При струмах короткого замикання в захищає мій зоні (точка К2) по обмоткам реле Т (КА) протікає струм. Якщо величина струму буде дорівнювати струму спрацювання реле або більше, то реле струму спрацює. За допомогою проміжкового реле виконає двостороннє відключення пошкодженої ділянки. Таким чином, повздовжній диференційний захист діє при міжфазних та міжвиткових коротких замиканнях

Диференційний захист надійний, високочутливий, швидкодійний, так як по умовам селективності не потребує витримки часу. Недоліком диференційного захисту є те, що він не забезпечує захисту при зовнішніх коротких замиканнях

Та може давати помилкове спрацювання при обриві в з'єднувальних проводах вторинного кола. Умовою надійної роботи диференційного захисту є відстройка струму небалансу, який виникає через деякі відмінності в характеристиках транс-форматорів струму.

.

Малюнок 1.Принципова схема повздовжнього диференційного захисту.
При встановленні диференційного захисту на трансформаторах струму необхідно вра-ховувати наступне: первинні та вторинні обмотки силових трансформаторів мають різні схеми з'єднань.(Y /∆, ∆ / Y та інші), тому їх струми мають зсув по фазі. Для його ком пенса-ції вторинні обмотки трансформаторів струму повинні мати схему з'єднання зворотню схемі з'єднання захищаємого силового трансформатора.

Захист від внутрішніх пошкоджень в трансформаторах здійснюється газовим реле ГПЗ – 22. Будова газового поплавкового реле ПГЗ - 22 наведена на малюнку 2.

Малюнок 2. Будова поплавкового газового реле ПГЗ – 22. 1- поплавок верхній, 2 - поплавок нижній, 3 - колбочки з ртутними контактами.
Пошкодження в середині трансформатора, які викликаються витковими та міжвитко-вими замиканнями, супроводжуються виділенням газу та зниженням рівня масла. При всіх видах пошкоджень гази, які утворились внаслідок р озкладення масла та ізоляції проводів, проходять через корпус реле. Реле встановлюється на трубопроводі, який з'єднує бак транс-форматора з розширювачем. При проходження газів через корпус реле вони витісняють масло з камери реле в розширювач. Верхній поплавок опускається та замикає контакти, які замикають коло сигналізації. При бурхливому протікання масла через реле нижній поплавок опускається та замикає контакти, які подають сигнал на відключення трансформатора.

Максимально – струмовий захист від понадструмів при зовнішніх коротких замикан-нях здійснюється двома реле прямої дії типу РТВ. Струм спрацювання максимально – стру-мового захисту відстроюється від максимального струму навантаження в найбільш важкому режимі роботи трансформатора.

В схемах захисту трансформаторів великої потужності в яких при зовнішніх коротких замиканнях напруги не бувають нижче допустимих (0,9 – 0,95 від номінальної напруги) максимально - струмовий може виконуватись з блокуванням мінімальної напруги.

Захист від перенавантажень здійснюється одним реле РТ – 80 з обмежено залежною характеристикою. Будова реле наведена на малюнку 3.

Малюнок 3. Будова реле РТ – 80: 1 – упор; 2 – пружина повернення рамки; 3 – рамка; 4 – ра-мка; 5 – постійний магніт; 6 – диск; 7 – сегмент з пальцем; 8 – підшипники; 9 – контакти живлення виконавчого механізму; 10 – планка; 11 – якір; 12 – регулюючий гвинт; 13 – кон-тактний гвинт; 14 – електромагніт; 15 – ярмо електромагніта; 16– короткозамкнені витки; 17 –пружина повернення рамки; 18 – черв'як.

Індукційне струмове реле призначене для захисту ліній, трансформаторів, двигунів і інших елементів електроустановок від перевантажень і коротких замикань. По способу вми-кання в коло струму, реле РТ-80 є вторинним, а по способу дії на привод вимикача - реле не-прямої дії. Наявність двох елементів індукційного і електромагнітного реле виконує одночас-но функції теплового реле, реле часу, проміжкового і вказівного реле. Це дозволяє значно спростити схему захисту. Наприклад: можна виконати максимально - струмовий захист з ви-тримкою часу і струмову відсічку за допомогою тільки одного реле РТ-80, включивши його через трансформатори струму на різницю струмів двох фаз.

Захист діє на сигнал або відключення з витримкою часу, яка на ступінь більше ви-тримки часу максимально - струмового захисту, який застосовується від понадструмів при зовнішніх коротких замиканнях.

Вибір варіантів завдання:

Дані завдання до практичної роботи

Варіант		Завдання		Варіант		Завдання
U1/U2	S н тр кВА	Ікз1 кА	Ікз2 кА	U1/U2	S н тр кВА	Ікз1 кА	Ікз2 кА
	35/10		18,6	12,4		110/10			2,4
	35/6		11,2	9,4		110/10		6,3	4,9
	35/6		3,8	1,2		110/10		5,4	4,1
	35/10		17,2	13,0		110/10		7,2	5,4
	35/6			18,6		110/10		6,9	5,2
	35/6		14,3	8,4		110/10		7,6	5,5
	35/10		17,6	10,2		110/10		8,2	6,3
	35/10		19,4	11,2		110/10		7,4	6,2
	35/10					110/10		5,4	4,2
	35/10					110/10		5,4	4,0
	35/10		10,2	7,4		110/10		6,2	4,8
	35/10			17,6		110/10		7,2	4,8
	35/6			10,1		1 і 0/10		9,2	6,8

Хід роботи (виконання розрахунків)
Приклад 1: Вибрати типи захисту і визначити уставки спрацювання реле для захисту сило-вого трансформатора потужністю S=2500 kBA, напругою 35/6 кВ. Струми короткого зами-кання на стороні високої напруги І_к1 =3,5 кА, на стороні низької напруги І_к2 =-0,8 кА.

Розв'язок: Приймаймо для захисту трансформатора максимально - струмовий захист на сто-роні низької напруги і струмову відсічку на стороні високої напруги трансформатора, газо-вий захист від внутрішніх пошкоджень.

1. Визначаємо номінальний струм на стороні високої напруги:

2. Визначаємо номінальний струм на стороні низької напруги:

3. Намічаємо установку двох трансформаторів струму із з'єднаням їх в неповну зірку (k_cx = 1). Дивись малюнок 4

Малюнок 4. З'єднання трансформаторів струму в неповну зірку.

Вибирасмо трансформатори струму: на стороні високої напруги ТФН-35-100/5 (k_cx = 1), а на стороні низької напруги ТПЛК-10-300/5.

4. Визначаємо струм спрацювання максимально - струмового захисту за формулою

Приймаємо для установки реле РТ-40/20 зі струмом спрацювання 5 - 10 А при послідовному з'єднані обмоток котушок.
Реле часу типу ЭВ-122 з встановленням часу 0,25-3,5 секунди.
5. Визначаємо коефіцієнт чутливості захисту при двохфазному короткому замиканні на стороні низької напруги трансформатора за формулою

1,86 більше мінімально допустимого коефіцієнту чутливості 1,5 (умова виконується).

6. Струм спрацювання відсічки, встановленої зі сторони живлення трансформатора визнача-ється за формулою

7. Коефіцієнт чутливості відсічки при двофазному короткому замиканні визначається за формулою

3,1 більше мінімально допустимого коефіцієнту чутливості 2 (умова виконується).

Прн вказаних в розрахунку струму спрацювання і чутливості струмова відсічка при короткому замиканні буде відключати одночасно трансформатор на стороні високої та низької напруг.

Для захисту від внутрішніх пошкоджень встановлюємо газове реле типу ПГЗ-22 з дією на відключення при внутрішніх пошкодженнях.

Приклад 2: Вибрати захист силового трансформатора потужністю S=бЗ00 кВА, напругою 110/10 кВ. Струми короткого замиканя на стороні високої напруги І_к1=5,3 кА, на стороні низької напруги І_к2 =2,5 кА.

Розв'язок: Приймаємо для захисту трансформатора від струмів короткого замикання макси-мально струмовий захист на стороні низької напруги і струмову відсічку на високої напруги трансформатора, а також захист від перенавантаження і газовий захист від внутрішніх по-шкоджень. Додатковим захистом є диференційний захист.
Намічаємо установку реле типу РТМ на стороні високої напруги з дією на привод ШПК короткозамикача
КЗ – 110 та реле РТВ на стороні низької напруги з дією на привод вимикача ВМП.

1. Визначаємо номінальний струм на стороні високої напруги:

2. Визначаємо номінальний струм на стороні низької напруги:

3. Намічаємо установку двох трансформаторів струму ТФЗМ – 110 – 400 / 5 зі з'єднаням їх в неповну зірку (k_cx = 1), а на стороні низької напруги ТПЛК-10-300/5. Дивись малюнок 4.

4. Визначаємо струм спрацювання максимально - струмового захисту реле РТВ за формулою

5. Визначаємо коефіцієнт чутливості захисту з реле РТВ при двохфазному короткому зами-канні на стороні низької напруги трансформатора за формулою

3,8 більше мінімально допустимого коефіцієнту чутливості 1,5 (умова виконується).

6. Струм спрацювання відсічки реле РТМ встановленої зі сторони живлення трансформатора визначається за формулою

7. Коефіцієнт чутливості відсічки при двофазному короткому замиканні визначається за формулою

2,3 більше мінімально допустимого коефіцієнту чутливості 2 (умова виконується).
Захист від перенавантаження виконується встановленням реле типу РТ – 80 з дією на сигнал та відключення при Іспр = 7 А.

Для захисту від внутрішніх пошкоджень встановлюємо газове реле типу ПГЗ-22 з дією на відключення при внутрішніх пошкодженнях.

Контрольні запитання:

1. Види захисту силових трансформаторів ГПП

2. Принцип дії диференціального захисту.

3. Як будується зона захисту відсічки?

Дата добавления: 2015-09-29