Худугуев В.И., Данеев В.В. Релейная защита трансформаторов и автотрансформаторов

Подождите немного. Документ загружается.

Но определяющим является условие отстройки от броска

тока намагничивания, по которому I

СЗ

=60,3А и

обеспечивается необходимая чувствительность защиты.

Определяется число витков тормозной обмотки реле ДЗТ-

11, необходимое для обеспечения бездействия защиты при

внешнем трехфазном КЗ в точке К1, по выражению (15)

6,12

76,0*511

5,29*7,110*5,1

)3(

110.1

.11.

===

tgI

WIK

РАСЧУКНБOTC

принимается W

=13.

Для защиты выставляются следующие числа витков

обмоток реле ДЗТ-11: W

=28; W

У1

=30; W

У2

=31; W

=13

Рис.12. Схема включения обмоток реле ДЗТ-11 в

дифференциальной защите автотрансформатора.

9. Расчет дифференциальной защиты трехобмоточного

трансформатора

Исходные данные: трех-обмоточных понижающий

трансформатор ТДЦТН-63000/220; S

= 63МВ*А;

=230kB±12%; U

=38,5kB±5%;U

=11; U

KBH-CH

=12,5%;

KBH-HH

=24%; U

KCH-HH

=10,5%; схема соединения обмоток

У/У/Д; трансформатор питается от энергосистемы с

параметрами Х

С.МАКС

=12 Ом, Х

С.МИН

=18 Ом (сопротивления

приведены к базисному напряжению U

=230кВ)

KBH

=0,5(12,5+24-10,5)=13%

KСH

=0,5(12,5+10,5-24)=0

KНH

=0,5(24+10,5-12,5)=11%

Сопротивления сторон трансформатора

;109

63*100

230*13

*100

Ом

БKBH

===

=0;

Ом

БKHH

4.92

63*100

230*11

*100

===

Рис.13. а) Исходная схема; б) Схема замещения

220кВ

К2

10кВ

К3

К1

35кВ

Х сист.

а)

б)

К4

При расчетах Т.К.З. для защит трансформаторов с РПН

учитывается изменение сопротивления за счет регулирования

напряжения. Для трансформаторов 220кВ можно принять:

Т.МИН

=Х

Т.НОМ

*(1-∆U)

;

Т.МАКС

=Х

Т.НОМ

*(1+∆U)

;

Отсюда

В.МИН

=109(1-0,12)

=84,4 Ом;

В.МАКС

=109(1+0,12)

=137 Ом;

Н.МИН

=92,4(1-0,12)

=71,6 Ом;

Н.МАКС

=92,4(1+0,12)

=116 Ом;

Ток КЗ на шинах СН (рис.13, точка К1)

;38,1

)4,8412(3

230

)(3

)3(

кА

ХХ

МИНВМАКСС

МАКСК

;742,0

)13718(2

230

)(2

)2(

кА

ХХ

МАКСВМИНС

МИНК

Ток КЗ на шинах НН (рис.13, точка К2)

;791,0

)6,714,8412(3

230

)(3

...

)3(

кА

ХХХ

МИННМИНВМАКСС

МАКСК

;424,0

)11613718(2

230

)(2

...

)2(

кА

ХХХ

МАКСНМАКСВМИНС

МАКСК

Токи КЗ приведены к ступени напряжения 230кВ.

Определяются вторичные токи в плечах защиты, результаты

сводятся в таблицу3.

Таблица 3

Наименование

величины

Численные значения для стороны

230кВ 38,5кВ 11кВ

Первичные

номинальные токи

трансформатора, А

Коэффициенты

158

230*3

63000

945

5,38*3

63000

3310

11*3

63000

трансформации

трансформаторов тока

Схемы соединения

обмоток

трансформаторов тока

Вторичные токи в

плечах защиты, А

400/5

42,3

3*158

2000/5

09,4

400

3*945

4000/5

13,4

800

3310

А. Дифференциальная защиты с реле РНТ.

Ток срабатывания защиты определяется по условиям:

А) отстройки от бросков тока намагничивания

СЗ

=К

ОТС

ТР.НОМ

=1,3*158=205А

Б) отстройка от тока небаланса

)3(

.15,382300

*)**(

МАКСКАОТССЗ

IUUЕКККI ∆+∆+=

СЗ

=1,3(1*1*0,1+0,12+0,05)*1380=484А

Принимается I

СЗ

=484А.

Предварительная проверка чувствительности защиты

производится по первичным токам при двухфазном КЗ на

стороне НН (рис.13, точка К4)

288,0

484

424

)2(

<===

СЗ

МИНК

Б. Поскольку защита с реле РНТ не обеспечивает требуемую

чувствительность, применяется защита с реле ДЗТ.

Определяется уставка защиты по условиям:

А)отстройки от бросков тока намагничивания

трансформатора

СЗ

=К

ОТС

ТР.НОМ

, где К

ОТС

=1,5 (ДЗТ)

СЗ

=1,5*158=237А

Б) отстройки от тока небаланса при КЗ на шинах С.Н.

)3(

.15,382300

*)**(

МАКСКАОТССЗ

IUUЕКККI ∆+∆+=

СЗ

=1,5(1*1*0,1+0,12+0,05)*1380=559А;

В)отстройки от тока небаланса при КЗ на шинах Н.Н

)3(

.22300

*)**(

МАКСКАОТССЗ

IUЕКККI ∆+=

;

СЗ

=1,5(1*1*0,1+0,12)*791=261А;

Принимается реле ДЗТ-11 с установкой тормозной

обмотки со стороны С.Н.. Тогда отстройка от токов

небаланса

при КЗ на шинах С.Н. будет обеспечена за счет магнитного

торможения, а ток срабатывания защиты принимается

СЗ

=261А

Чувствительность защиты при КЗ на стороне Н.Н в

условиях минимального регулирования

263,1

261

424

)2(

<===

СЗ

МИНК

несколько меньше нормируемой, однако, уже при

номинальном коэффициенте трансформации

;524,0

)4,9210918(*2

230

)(2

)2(

..2

кА

ХХХ

НВМИНС

НМИНК

201,2

261

524

>==К

Из таблицы 3 следует, что в качестве основной следует

взять сторону защиты 11кВ.

КI

ТА

СХТСЗ

82,6

4000*11

1*5*230*261

11.

===

Расчетное число витков рабочей обмотки для основной

стороны

Р.РАСЧ

11.РАСЧ

CP.11

=100/6,82=14,66;

Принимается W

=14, что соответствует

СР.11

=100/14=7,14А;

CXT

TACP

СЗ

273

1*5*230

4000*11*14,7

11.

===

Расчетные числа витков для других сторон

трансформатора:

Для стороны 230кВ

9,16

42,3

13,4*14

230.

11.11

.230.1

====

РАСЧРАСЧУ

принимается W

У1

230

=17;

для стороны 38,5кВ

1,14

09,4

13,4*14

5,38.

11.11

.5,38.2

====

РАСЧРАСЧУ

принимается W

У2

38,5

=14

Ток срабатывания защиты с учетом погрешности

выравнивания

;*)**(

)3(

1.1

2300

МАКСК

РАСЧУ

УРАСЧУ

АОТССЗ

UЕКККI

−

+∆+=

;268791*)

9,16

179,16

12,01,0*1*1(5,1 АI

СЗ

−

++=

Уточненный расчетный ток срабатывания реле

АI

СР

14.7005,7

4000*11

1*5*230*268

<==

Поскольку уточненный ток срабатывания реле меньше

фактического, то выбор витков обмоток реле ДЗТ-11

закончен.

Расчетный ток небаланса защиты при КЗ на стороне

38,5кВ с учетом погрешности выравнивания

)3(

2.2

5,3823005,38.

*)**(

МАКСК

РАСЧУ

УРАСЧУ

АНБ

UUЕККI

−

+∆+∆+=

АI

НБ

3821380*)

1,14

141,14

05,012,01,0*1*1(

5,38.

−

+++=

Согласно (15) число витков тормозной обмотки

tgI

WIK

МАКСК

РАСЧНБОТС

32,7

8,0*1380

1,14*382*5,1

)3(

.5,385,38.

===

принимается W

Фактическая чувствительность защиты определяется

приближенно по первичным токам при расчетном КЗ на

стороне 11кВ для случаев минимального и нормального

регулирования напряжения.

56,1

273

424

)2(

===

СЗ

МИНК

92,1

273

524

)2(

..2

===

СЗ

НМИНК

Поскольку чувствительность защиты примерно

соответствует 2, то дифференциальная защиты с ДЗТ-11

рекомендуется к установке со следующими данными (рис.14):

=14; W

У1

230

=17; W

У2

38,5

=14; W

Рис.14. Схема включения обмоток реле ДЗТ-11 в дифференциальной

защите трехобмоточного трансформатора.

10. Расчет защит повышающего трансформатора связи

Исходные данные: повышающий трансформатор связи

ТДЦ-80000/220 работает через один выключатель на двойную

систему шин 220кВ с обходной и через один выключатель на

секцию шин генераторного напряжения 10кВ (рис.15);

=80000кв*А; U

=242kB; U

=10,5kB; U

=11%;

РПН±(9х1,78)%; схема соединения обмоток У/Д-11;

110 кВ

35 кВ

Wт

9 вит.

Wу1

17 вит.

Wу2

14 вит.

Wр

14 вит.

10 кВ

1730

)3(

МАКСК

А – максимальный ток трехфазного КЗ на

выводах 220кВ трансформатора;

1350

)2(

МИНК

А –

минимальный ток двухфазного КЗ на выводах 220кВ.

Для трансформатора связи рассматриваются следующие

защиты:

1) Продольная дифференциальная защита при

повреждениях обмоток, вводов и ошиновки

трансформатора;

2) Газовая защита – при повреждениях внутри бака

трансформатора, сопровождающихся выделением газа,

а также при понижении уровня масла;

3) Максимальная токовая защита с пуском по напряжению

– от внешних симметричных КЗ;

4) Одноступенчатая токовая защита обратной

последовательности – от внешних несимметричных КЗ;

5) Одноступенчатая токовая защита нулевой

последовательности – от внешних однофазных КЗ на

землю в сети с заземленными нейтралями при работе

трансформатора связи с заземленной нейтралью;

6) Одноступенчатая максимальная защита напряжения

нулевой последовательности – от внешних однофазных

КЗ на землю в сети с заземленными нейтралями при

работе трансформатора связи с изолированной

нейтралью;

7) Защита от симметричных перегрузок

А. Рассматривается дифференциальная защита с реле РНТ и

определяются вторичные токи в плечах защиты (таблица 4).

Таблица 4

Численные значения для стороны

Наименование

величины

242кВ 10,5кВ

Первичные 80000/( 3 *242)=191 80000/( 3 *10,5)=4404

номинальные токи

трансформатора, А

Коэффициенты

трансформации

трансформаторов

тока

Схемы соединения

обмоток

трансформаторов

тока

Вторичные токи в

плечах защиты, А

400/5

191*

3 /80=4,13

5000/5

4404/1000=4,4

Условия определения уставки защиты:

А) отстройка от бросков тока намагничивания

трансформатора

СЗ

=К

ОТС

ТР.НОМ

=1,3*191=248,3А

Б) отстройка от тока небаланса

)3(

*)**(

МАКСКАОТССЗ

IUЕКККI ∆+=

;

СЗ

=1,3(1*1*0,1+0,16)*1730=585А;

Принимается I

СЗ

=585А.

CXTСЗ

5,13

5000*5,10

1*5*242*585

===

В соответствии с токораспределением в цепях защиты

(рис.15) при двухфазном КЗ на выводах трансформатора со

стороны ВН по реле проходит ток I

Р.МИН

CXТМИНК

5000*5,10*3

1*5*242*1350*2

**2

)2(

===

Тогда

267,2

5,13

>===

СР

МИНР

При грубой оценке

231.2

585

1350

)2(

>===

СЗ

МИНК

Поскольку со стороны 10,5кВ проходит наибольший

вторичный ток (таблица 4), она принимается основной и для

нее используется уравнительная обмотка У1, а другая

уравнительная обмотка У2 применяется для выравнивания

токов в плечах защиты. Рабочая обмотка Р не используется.

Определяется расчетное значение витков основной

обмотки

У1.РАСЧ

10,5.РАСЧ

=100/13,5=7,41

Принимается W

У1

=7 витков

Неосновная сторона 242кВ:

У2РАСЧ

242.РАСЧ

У1

В.10,5

В.242

=7*4,4/4,13=7,46

Принимается W

У2

Рис.15. Распределение токов в цепях дифференциальной

защиты при двухфазном КЗ со стороны 242кВ

трансформатора связи.

242кВ

10,5кВ

АВС

(2)

к.мин

.=1350А

18А 36А 18А

к реле

5000

242*.

*10.5

(2)

к.мин.