Курсовая работа по релейке. 1 Исходные данные для проектирования релейной защиты трансформатора 4
 Скачать 3.65 Mb.
|
3.2 Максимальная токовая защита с пуском по напряжениюВ качестве резервных защит от внешних КЗ используют МТЗ с независимой характеристикой, и МТЗ с пуском по напряжению. Выдержка времени у этих защит больше, чем у защит во внешней сети. Защитой от внешних межфазных КЗ на низкой стороне подстанции является МТЗ с комбинированным пуском (по Umin). В случае КЗ внутри трансформатора или на его выводах защита действует отключение его со всех без выдержки времени. МТЗ предназначено для резервирования дифференциальной защиты трансформатора. Как основная защита применяется при КЗ на шинах НН, а также МТЗ трансформаторов резервирует защиты отходящих присоединений. Пусковые органы данной МТЗ фиксируют одновременно изменение двух параметров: резкое увеличение тока и резкое снижение напряжения, что характерно для режима к.з. Время согласуется с временем отходящих от шин низкого напряжения присоединений. Максимальная защита с блокировкой минимального напряжения не действует при перегрузках, не сопровождающихся понижением напряжения, и имеет повышенную чувствительность к току к.з. по сравнению с простой максимальной токовой защитой. Принцип действия МТЗ основан на том, что при возникновении КЗ происходит увеличение тока сверх определенного значения, что приводит к срабатыванию максимальных токовых реле. Для повышения чувствительности МТЗ и улучшения отстройки ее от токов нагрузки применяется пуск при помощи реле минимального напряжения. Защита действует на отключение только при условии срабатывания реле напряжения. Уставки реле напряжения выбираются так, чтобы реле не работало при минимальном уровне рабочего напряжения, не давая возможности защите действовать на отключение, даже если токовые реле замкнут свои контакты в результате перегрузки линии. При КЗ напряжение сети понижается, и реле минимального напряжения срабатывают, разрешая защите действовать на отключение. Для обеспечения надежной работы блокировки при двухфазных КЗ устанавливаются три реле напряжения, включаемые на линейные напряжения. Однако при таком включении реле плохо реагируют на однофазные КЗ. Поэтому в сетях с заземленной нейтралью предусматривается реле реагирующее на напряжение обратной последовательности. На подстанциях находящихся под наблюдением персонала защита от перегрузки выполняется действующей на сигнал посредством токового реле. Для избежания излишних сигналов при КЗ и кратковременных перегрузках, предусматривается реле времени. На подстанциях без дежурного персонала защита от перегрузок выполняется трехступенчатой. Первая ступень работает при малых перегрузках и действует на сигнал, передаваемый с помощью телемеханики на дежурный пункт. Вторая ступень защиты действует при больших перегрузках, когда требуется быстрая разгрузка. Эта ступень действует на отключение части потребителей, разгружая трансформатор до допустимого значения. Третья ступень – страховочная, она действует на отключение трансформатора, если по каким-либо причинам вторая ступень не осуществит разгрузки. Защита от перегрузок действует с выдержкой времени t1 на сигнал, с t2>t1 – на отключение части потребителей и с t3>t2 – на отключение силового трансформатора. 3.3 Максимальная токовая защита от перегрузки трансформатора Защита от перегрузок предусматривается при параллельной работе нескольких трансформаторов мощностью по 400кВА и более, а также при раздельной работе с действием на сигнал, автоматическую разгрузку или отключение. Для защит от перегрузок устанавливаются МТЗ на всех трансформаторах со стороны источника питания или, в случае необходимости, со всех сторон трансформатора. Перегрузка обычно является симметричной, поэтому защита от перегрузки выполнена на токовом реле, установленном на одну из фаз трансформатора тока защиты от внешних коротких замыканий, и работает на сигнал. Работа сигнала происходит с выдержкой по времени, для исключения случайных срабатываний.3.4 Газовая защита Кроме перечисленных защит, на все силовые трансформаторы устанавливается газовая защита, которая защищает от КЗ внутри бака трансформатора и реагирует на поток продуктов разложения масла. Действует на сигнал и на отключение при слабом и сильном потоке соответственно. Газовая защита получила широкое распространение в качестве весьма чувствительной защиты от внутренних повреждений трансформаторов. Повреждения трансформатора, возникающие внутри, сопровождаются электрической дугой или нагревом деталей, что приводит к разложению масла и изоляционных материалов и образованию летучих газов. При интенсивном газообразовании, имеющем действие при значительных повреждениях, бурно расширяющиеся газы создают сильное давление, под влиянием которого масло в трансформаторе приходит в движение, перемещаясь в сторону расширителя. Таким образом, образование газов и движение масла в сторону расширителя могут служить признаком повреждения внутри трансформатора. Эти признаки используются для выполнения специальной защиты при помощи газовых реле. Газовые реле способны различать степень повреждения в трансформаторе, при малых повреждениях оно дает сигнал, при больших повреждениях производит отключение, а так же реагирует на понижения уровня масла в трансформаторе. Газовая защита является наиболее чувствительной защитой трансформатора от повреждений его обмоток и особенно при витковых замыканиях, на которые дифференциальная защита реагирует при замыкании большого числа витков. Особенностью газовой защиты является то, что она может работать не только при повреждениях и опасных ненормальных режимах, но и при появлении в кожухе трансформатора воздуха, при толчках масла, вызванных любой причиной, и механических сотрясениях, имеющих место вследствие вибрации корпуса трансформатора. Для предупреждения ложного отключения трансформатора необходимо соблюдать правила при доливке масла. А так же учитывать, что на трансформаторах большой мощности наблюдается повышенная вибрация корпуса и, как показала практика, реле работают ненадежно. Все трансформаторы мощностью 1000 кВА и более имеют газовую защиту, которая реагирует на все виды внутренних повреждений трансформатора, а также действует при утечке масла из бака. Основным элементом газовой защиты является газовое реле KSG, устанавливаемое в маслопроводе между баком и расширителем (рис. 1а). Рассмотрим принцип действия реле РГЧЗ-66 с чашкообразными элементами 1 и 2 (рис. 1б). Элементы выполнены в виде алюминиевых чашек, вращающихся вместе с подвижными контактами 4 вокруг осей 3. Эти контакты замыкаются с неподвижными контактами 5 при опускании чашек. В нормальном режиме при наличии масла в кожухе реле чашки удерживаются пружинами 6 в положении, указанном на рисунке. Масса чашки с маслом достаточна для преодоления силы пружины при отсутствии масла в кожухе реле. Поэтому понижение масла сопровождается опусканием чашек и замыканием соответствующих контактов. Сначала опускается верхняя чашка и реле действует на сигнал. При интенсивном газообразовании возникает сильный поток масла и газов из бака в расширитель через газовое реле.  Рис.2 – Газовое реле защиты трансформатора На пути потока находится лопасть 7, действующая вместе с нижней чашкой на общий контакт. Лопасть поворачивается и замыкает контакт в цепи отключения трансформатора, если скорость движения масла и газа достигает определенного значения, установленного на реле. При этом время срабатывания реле составляет 0,05-0,5 с. После ремонта трансформатора, доливки масла, а также при включении в работу нового трансформатора газовая защита должна включатся (2–3 дня) только на сигнал. В противном случае выделяющийся из масла воздух может вызвать ложное отключение трансформатора. Достоинства газовой защиты: высокая чувствительность и реагирование практически на все виды повреждения внутри бака; сравнительно небольшое время срабатывания; простота выполнения, а также способность защищать трансформатор при недопустимом понижении уровня масла по любым причинам. Наряду с этим защита имеет ряд несколько недостатков – нереагирование её на повреждения, расположенные вне бака, в зоне между трансформатором и выключателем. В связи с этим газовую защиту нельзя использовать в качестве единственной защиты, поэтому она дополняется дифференциальной защитой. 4 РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ НА ПОДСТАНЦИИ Расчёт токов короткого замыкания производится для выбора параметров (уставок) устройств релейной защиты трансформатора. Расчет токов короткого замыкания производим по программе ТКЗ - 3000. Расчет токов короткого замыкания выполнен в следующей последовательности: 1. по схеме электрической сети составляется схема замещения, включающая трансформаторы проектируемой подстанции – рис. 2 2. производятся упрощения схемы замещения при раздельной и параллельной работе трансформаторов– рис. 3, рис. 4; 3. рассчитываются параметры схемы замещения; 4. составляется таблица исходных данных по ветвям для программы ТКЗ-3000. 5. выводятся результаты вариантных расчётов при раздельной и параллельной работе трансформаторов, полученных после окончания работы программы ТКЗ – 3000. Расчет параметров схемы замещения электрической сети 1 Линии  [3, стр.104]    Ом  Ом Ом  Ом Ом 2 Турбогенераторы ТВВ – 200 - 2АУ3 [4, табл. 2.1]  о.е. В МВА кА    3 Автотрансформатор АТДЦТН – 200000/220/110 [4, табл.3.8]  МВА   кВ  кВ  кВ      4 Трансформаторы ТДЦ-25000/220 [4, табл. 3.8]  МВА     5 Трансформатор ТДЦ-250000/110 [4, табл. 3.6]      6 Трансформаторы ТДН – 16000/110 [4, табл. 3.6]      7 Система  при  Uс=220кВ  Схема замещения представлена на рис. 3  Произведем преобразование схемы замещения:   Все преобразования схемы замещения и значения всех параметров представлены на рис. 4 – при раздельной работе трансформаторов; рис. 5 – параллельной работе трансформаторов.   4.2 Расчет токов короткого замыкания по программе ТКЗ 3000 4.2.1 Расчёт т.к.з. для раздельной работы трансформаторов |