Курсовая работа по релейке. 1 Исходные данные для проектирования релейной защиты трансформатора 4
 Скачать 3.65 Mb.
|
Сведем исходные данные при параллельной работе трансформаторов для расчета в программе ТКЗ-3000 в таблицу 3.Рассчитываем токи короткого замыкания в точке 9 – к.з. на шинах НН. Таблица 3 – Данные для расчёта раздельной работы трансформаторов
Короткое замыкание на стороне НН (точка 9 на рис.5) Uпа=6,50 В; Z1=0+j0,169 Ом I1=22318 -90 А Таблица 4– результаты расчёта к.з. в точке 9
5 РАСЧЁТ УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ ТРАНСФОРМАТОРА 5.1 Расчёт дифференциальной токовой защиты 5.1.1 Расчет продольной дифференциальной защиты понижающего трансформатора с реле серии РНТ-565 Расчёт параметров защиты Таблица 5 - Расчет первичных токов на сторонах ВН и НН трансформатора и вторичных токов в плечах защиты
Для определения тока срабатывания производим расчёт токов небаланса при КЗ в точке 9 (по наибольшему значению тока внешнего к.з.) Ток внешнего к.з. в точке 9 (рис.4) при раздельной работе:  Ток внешнего к.з. в точке 9 (рис.5) при параллельной работе:  Ток через трансформатор:   ,где  - периодическая составляющая тока, проходящего через защищаемую зону, при расчетном внешнем к.з.; - относительная погрешность трансформатора тока, принимается равной 0,1, т.к. трансформаторы тока выбираются по кривым 10% погрешности; - коэффициент однотипности трансформаторов тока, равный 1, т.к. трансформаторы тока, подключенные к реле, разнотипные; - коэффициент апериодичности, учитывающий апериодическую составляющую тока (переходный режим),для реле РНТ и ДЗТ принят равным 1, т.к. в реле входят быстронасыщающиеся трансформаторы, производящие отстройку от апериодической составляющей тока к.з..  [1, стр.4], т.к. трансформаторы тока выбираются по кривым 10 % погрешности. [1, стр.4], т.к. трансформаторы тока, к которым подключено реле разные.  [1, стр.4], т.к. в реле входят БНТ, производящие отстройку от апериодической составляющей тока к.з.   ,где  - периодическая составляющая тока, проходящая при расчетном внешнем к.з. по стороне, где происходит регулирование; - относительная погрешность, обусловленная регулированием напряжения на защищаемом трансформаторе (принимается равной половине суммарного диапазона регулирования на соответствующей стороне).   2. Определяем предварительно значение тока срабатывания защиты: а)  ,  -коэффициент, используемый для отстройки от броска намагничивающего тока;  б)  ,  Принимаем наибольшее значение  3. Предварительное определение коэффициента чувствительности:  ,где  - минимальное значение первичного тока КЗ при двухфазном замыкании на выводах НН защищаемого трансформатора.  На основании ПУЭ коэффициент чувствительности для дифференциальных защит трансформаторов мощностью до 80МВА должен быть не менее 1,5. Полученное значение удовлетворяет этому условию, поэтому расчет защиты с реле типа РНТ-565 можно продолжить. Определение тока срабатывания реле для основной стороны, числа витков обмотки БНТ реле РНТ – 565 для основной и неосновной сторон, полного тока небаланса, окончательного значения тока срабатывания для основной стороны и коэффициента отстройки приведено в табл. 6
Определение числа витков обмотки БНТ реле, соответствующее току срабатывания защиты  для основной стороны: ,где  - магнитодвижущая сила (МДС) срабатывания реле; - ток срабатывания реле, отнесенный к основной стороне. [1, стр.5]Основная сторона 115 кВ, т.к. 2,319>1,4 (табл. 5). Ток срабатывания реле для основной стороны, приведенный ко вторичным цепям трансформаторов тока основной стороны:  Число витков обмотки НТТ реле основной стороны:  Принимаем предварительно  Ток срабатывания реле на основной стороне:  Число витков обмотки НТТ реле для неосновной стороны:  Предварительно принимаем  Составляющая первичного тока небаланса, обусловленная округлением расчетного числа витков неосновной стороны для расчетного случая повреждения:  Первичный расчетный ток небаланса с учетом составляющей  : Ток срабатывания на основной стороне:  Коэффициент отстройки защиты:  ≥1,3Полученное в результате расчёта значение  соответствует требуемому поэтому принимаем для установки на обмотки БНТ релеи РНТ-565 следующие числа витков;- для основной стороны: - для неосновной стороны Окончательное определение коэффициента чувствительности защиты производится с использованием тока срабатывания защиты  , определенным в п.7 табл.6:  , где  -ток двухфазного металлического к.з. в зоне действия защиты  Значение коэффициента чувствительности удовлетворяет требованиям ПУЭ, следовательно, рассмотренная продольная дифференциальная защита с реле серии РНТ-565 может быть использована для защиты двухобмоточного трансформатора в качестве основной. Схема подключения реле РНТ к двухобмоточному трансформатору представлена на рис.6.  5.1.2 Расчет продольной дифференциальной защиты понижающего трансформатора с реле серии ДЗТ-11 Расчёт первичных токов на сторонах ВН и НН защищаемого трансформатора и вторичных токов в плечах защиты приведён в табл.7: Таблица 7
За основную сторону принимается сторона 115 кв, так как вторичный ток в плече защиты на этой стороне имеет большее значение. Тормозную обмотку на двухобмоточном трансформаторе присоединяем к трансформаторам тока, установленным на стороне низшего напряжения. Определяем значение первичного минимального тока срабатывания защиты для основной стороны  Определяются ток срабатывания реле на основной стороне, число витков рабочих обмотках БНТ реле для основной стороны и неосновной стороны исходя из значения минимального тока срабатывания защиты. Расчет сводится в таблицу8: Таблица 8
Принимается к использованию на БНТ реле ДЗТ-11 следующее число витков Wосн=28, W1=46. Это соответствует току срабатывания защиты на основной стороне:  Для определения Iнб.рас расчетным является наибольшее значение  А. Для уточнения числа витков БНТ реле, определяется ток небаланса: ,где  - составляющая, обусловленная погрешностью трансформаторов тока; - составляющая, обусловленная регулированием напряжения защищаемого трансформатора под нагрузкой; - составляющая, обусловленная неточностью установки на БНТ реле расчетных чисел витков для не основных сторон. ,где  - периодическая составляющая тока, проходящего через защищаемую зону при расчетном внешнем КЗ; i – относительная погрешность трансформатора тока, принимаемая равной 0,1 так, как трансформаторы тока выбираются по кривым 10% погрешности;кодн – коэффициент однотипности трансформаторов тока; кодн = 1 капер – коэффициент апериодичности, учитывающий апериодическую составляющую тока при переходном процессе, для ДЗТ принят равным 1.  , где  - относительная погрешность, обусловленная регулированием напряжения на защищаемом трансформаторе, принимается равной половине суммарного диапазона регулирования на соответствующей стороне. ΔN1=0,16  ,где W1P – расчетное число обмоток БНТ реле для не основной стороны; W1 – принятое число витков обмоток БНТ реле для не основной стороны.  Расчеты сводятся в таблицу 9: Таблица 9
Определение коэффициента чувствительности защиты при КЗ между двумя фазами в минимальном режиме работы системы, когда торможение отсутствует (раздельная работа трасформаторов):  Определяется чувствительность защиты при к.з. в защищаемой зоне, когда имеется торможение. При наличии торможения и двухфазном к.з. в зоне действия защиты ток в тормозной обмотке реле существует при параллельной работе трансформаторов и равен  . Этот же ток, пересчитанный на НН трансформатора  . Определим ток через тормозную обмотку, которая включена на сторону НН.  А Рассчитаем намагничивающую силу торможения:  AвПо рабочей обмотке протекает сумма токов с ТТ высокой стороны и ТТ с низкой стороны. Рабочая намагничивающая сила реле равна:  ; А – вторичный ток, протекающий в реле от ТТ ВН трансформатора; ;Тогда рабочая намагничивающая сила реле равна:  AвFср.раб определятся по графику   Значения ранее рассчитанных коэффициентов чувствительности дифференциальных защит с реле РНТ-565 и реле ДЗТ-11 удовлетворяют требованиям ПУЭ и РУ по РЗ, следовательно, могут быть применены к данному трансформатору. Но, так как ДЗТ-11 с коэффициентом чувствительности, равном 4,5, обеспечивает более высокую чувствительность, то применим её в качестве основной защиты понижающего двухобмоточного трансформатора. Расчет максимальной токовой защиты с пуском по напряжению от коротких замыканий для трансформатора Произведем расчет МТЗ с комбинированным пуском напряжения, выполненной с помощью реле тока (типа РТ-40), фильтра – реле напряжения обратной последовательности (типа РНФ-1М) и минимального реле напряжения (типа РН-54). МТЗ с минимальным пуском напряжения в трехфазном трехрелейном исполнении устанавливается на стороне ВН и НН трансформатора. Место установки МТЗ показано на рис. 7  Рис. 7- Распределение релейной защиты по трансформаторам тока Определяем ток срабатывания защиты и ток срабатывания реле для: МТЗ стороны ВН трансформатора:  , где  =1,2 – коэффициент отстройки, учитывающий ошибку реле и небольшой запас;  =0,8 – коэффициент возврата реле. МТЗ стороны НН трансформатора:   По расчётным значениям Iср определяем уставки по току Iуст и выбираем токовые реле защиты серии РТ-40: для стороны ВН Iуст.в=3,5 А, тип реле РТ-40/6; для стороны НН Iуст.н=2,1 А, тип реле РТ-40/6. Определяем напряжение срабатывания защиты и срабатывания реле с учетом того, что пуск по напряжению подключается к ТН секции шин 10 кв: для минимального реле напряжения:  ; ;для фильтра реле-напряжения обратной последовательности:  ; По расчётным значениям UСР определяем уставки по напряжению и выбираем реле напряжения: UУСТ =39,4 В, тип реле РН-54/80; UУСТ =3,8 В, тип реле РНФ-1М. Проверка чувствительности защиты для её токовых реле: для МТЗ стороны НН:  для МТЗ стороны ВН:  Значения коэффициентов чувствительности удовлетворяют требованиям ПУЭ, следовательно, могут применяться в качестве резервных защит трансформатора. 5.3 Расчет максимальной токовой защиты от перегрузки Для двухобмоточного трансформатора без расщепления вторичной обмотки защита устанавливается на стороне ВН. Ток срабатывания защиты и реле:  ,где  ,   По расчётному значению Iср выбираем ток уставки и тип реле: Iуст=1,8 А, тип реле РТ-40/6. Выдержка времени МТЗ согласуется с временем действия защит отходящих присоединений соответствующей стороны. Так МТЗ на НН согласуется с МТЗ присоединений низкой стороны защищаемого трансформатора:  ;  (0,4 - 0,6) с. с, с.Заключение В данном курсовом проекте была спроектирована релейная защита понижающего трансформатора ТДН-16000/110. В соответствии с правилами устройств электроустановок (ПУЭ) и руководящими указаниями по релейной защите (РУ по РЗ) к защищаемому трансформатору применяем: - в качестве дифференциальной токовой защиты (основной быстродействующей защиты от всех видов кз в обмотках и на их наружных выводах) реле типа ДЗТ-11, которая обеспечит более высокую чувствительность; - в качестве газовой защиты (от всех повреждений внутри бака трансформатора, сопровождающихся выделением газа и трансформаторного масла) газовое реле РГЧЗ-66; - в качестве максимальной токовой защиты (МТЗ) с пуском по напряжению (защиты от сверхтоков, обусловленными внешними двухфазными кз) токовые реле типа РТ-40/6. Для повышения чувствительности МТЗ применяем комбинированный пусковой орган по напряжению, состоящий из фильтра - реле напряжения обратной последовательности типа РНФ-1М и минимального реле напряжения типа РН-54/80; - в качестве максимальной токовой защиты от перегрузки (при длительном превышении током нагрузки номинального тока трансформатора) реле типа РТ-40/6. Библиографический список 1 Проектирование релейной защиты понижающих трансформаторов: методические указания к курсовой работе / Л.Ф. Богданова, В.П. Федотов. - Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2007. 36 с. 2 Релейная защита электроэнергетических систем: учебное пособие / Л.Л. Богатырев, Л.Ф. Богданова, А.В. Паздерин. - Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2003.112 с. 3 Руководящие указания по релейной защите. Выпуск 13А. Релейная защита понижающих трансформаторов и автотрансформаторов 110-500 кВ: Схемы. – М.: Энергоатомиздат, 1985. 4 Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. М: Энергоатомиздат, 1989. 608с. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
80,4
840,7
2,32
1,4
3,481
28,727
46,4
при КЗ на шинах НН, А
