1 Проверка трансформаторов тока по кривым 10% погрешности тт

• Название: 1 Проверка трансформаторов тока по кривым 10% погрешности тт
• Анкор: shpory_RZES.docx
• Дата: 05.02.2017
• Размер: 2.01 Mb.
• Имя файла: shpory_RZES.docx
• Тип: Документы; #2304
• страница: 11 из 15

66) Как расчитать ток не баланса в диференциальной защите трансформатора

ток небаланса дифференциальной защиты трансформаторов состоит из трех составляющи

                                         I_нб=I^/_нб+I^//_нб+I^///_нб^.                                                     

         Первым условием выбора первичного тока срабатывания защиты является отстройка от тока небаланса

                                                          I_сз≥k_нI_нб,                                                        

гдеk_н – коэффициент надежности, учитывающий ошибку реле и необходимый запас;

                 k_н= 1,3 для реле РНТ.

         Первая составляющие тока небаланса, входящие в выражение , определяются следующим образом:

                                                 I^/=K_aK_одн_iI,                                               

         гдеI–периодическая составляющая тока при внешнем трехфазном КЗ, приведенный к основной стороне;

         _i– относительная 10 % погрешность трансформатора тока (_i =0,1);

         К_одн – коэффициент однотипности трансформатора тока (К_одн =1,0);

         К_а – коэффициент, учитывающий наличие апериодической составляющей тока КЗ (для реле РНТ-565 К_а =1).

         Расчетным путем I^/_нбоценивается по приближенной формуле

                             I^/_нб =К_одн0,1 I (приведенный к основной стороне).     

Вторая составляющая, обусловленная регулированием напряжения защищаемого трансформатора

                           I^//_нб = N_Т I(приведенный к основной стороне),           

где  N_Т – относительная погрешность, обусловленная регулированием напряжения силового трансформатора, принимается равным половине диапазона регулирования напряжения трансформатора (N_рег = 0,10,16).

Третья составляющая, обусловленная неточностью установки на коммутаторе реле РНТ-565 расчетных чисел витков для неосновной стороны

     _I///нб=I
( приведенный к основной стороне),    

гдеW_{1неосн.расч.} – расчетное число витков обмотки реле РНТ-565 неосновной системы;

                 W_{1неосн.уст.} – фактически установленное число витков обмотки неосновной стороны.
67)Поясните назначение и принцип действе защит трансформаторов        

В процессе эксплуатации электрооборудования энергосистемы не исключена возможность повреждений как внутри самого трансформатора, так и  его соединение с выключателями. Имеют место также опасные ненормальные режимы работы, не связанные с повреждениями трансформатора. Возможность повреждений и ненормальных режимов обуславливает необходимость установки на трансформаторах защитных устройств.



Рисунок  – Схема соединения РНТ-565

Согласно ПУЭ, силовые трансформаторы должны быть защищены от:

1) многофазных замыканий в обмотках трансформатора и на его выводах;

2) витковых замыканий в обмотках;

3) однофазных замыканий на землю в сетях 110-220 кВ с глухозаземленнойнейтралью;

4) токов в обмотках, обусловленных внешними к.з.;

5) токов в обмотках, обусловленных перегрузкой;

6) понижением уровня масла.

Для защиты силовых трансформаторов ГПП мощностью 6,3 МВА и выше от первых трех видов повреждений широко применяется быстродействующая продольная дифференциальная защита, основанная на принципе сравнения токов в начале и конце обмоток трансформатора (зона защиты).

В дифференциальной защите линий и генераторов первичные токи в начале и конце защищаемого участка одинаковы, поэтому для выполнения условия селективности достаточно иметь равенство коэффициентов трансформации трансформаторов тока. Так как коэффициент трансформации силовых трансформаторов не равен 1,0, то при нормальной работе токи I_Н1 и I_Н2 на стороне высшего и низшего напряжений (ВН и НН) не равны между собой. В случае разного соединения обмоток трансформатора, например по схеме Y/, токи сдвинуты по фазе на угол, определяемый группой соединения обмоток. Соответственно сдвинуты по фазе и вторичные токи i₂₁ и i₂₂.
Дифференциальная защита трансформаторов имеет несколько особенностей, отличающих её от дифференциальных защит других элементов.

1)                Необходимость отстройки от бросков намагничивающего тока I_нам=68I_нам.тр, возникающих при включении ненагруженного трансформатора (автотрансформатора) под напряжение.

2)                Необходимость отстройки от токов небаланса обусловленных неполным выравниванием вторичных токов в плечах дифференциальной защиты.

68. Поясните назначение и принцип действия защит трансформатора

В обмотках трансформаторов и АТ могут возникать КЗ между фазами, одной или двух фаз на землю, между витками одной фазы и замыкания между обмотками разных напряжений. На вводах трансформаторов (АТ), ошиновке и в кабелях могут также возникать КЗ между фазами и на землю.

В эксплуатации могут происходить нарушения нормальных режимов работы трансформаторов (АТ), к которым относятся: прохождение через трансформатор (АТ) сверхтоков при повреждении других, связанных с ними, элементов, перегрузка, выделение из масла горючих газов, понижение уровня масла, повышение его температуры.

Защита трансформаторов (АТ) должна выполнять следующие функции:

- отключать трансформатор (АТ) при его повреждении от всех источников питания;

- отключать трансформатор (АТ) от повреждённой части электроустановки при прохождении через него сверхтока в случаях повреждения шин или другого оборудования, связанного с трансформатором (АТ), а также при повреждениях смежных линий электропередачи или оборудования и отказах защит или выключателей;

- подавать предупредительный сигнал дежурному персоналу подстанции (ЭС) при перегрузке трансформатора (АТ), выделении газа из масла, понижение уровня масла, повышение его температуры.

Для защиты трансформаторов (АТ) при их повреждении и сигнализации о нарушении нормальных режимов работы применяются следующие типы защиты:

- дифференциальная – для защиты при повреждениях обмоток, вводов и ошиновки трансформаторов (АТ);

- токовая отсечка мгновенного действия – для защиты трансформатора (АТ) при повреждениях ошиновки, вводов и части обмотки со стороны источника питания;

- газовая – для защиты при повреждениях внутри бака трансформатора (АТ), сопровождающихся выделением газа, а также при понижении уровня масла;

- от сверхтоков, проходящих через трансформатор (АТ) при повреждениях как самого трансформатора (АТ), так и других связанных с ним элементов –максимальная токовая или максимальная токовая направленная защита, реагирующая на фазные токи, а также на токи нулевой и обратной последовательности, МТЗ с пуском минимального напряжения, дистанционная защита;

- от замыканий на корпус;

- от перегрузки и др.
69.Источники оперативного тока

Применяют два вида оперативного тока: переменный — на подстанциях с упрощенными схемами и постоянный — на станциях и подстанциях, имеющих стационарные аккумуляторные установки.

В качестве источников переменного оперативного тока используются трансформаторы тока и напряжения, а также трансформаторы собственных нужд. Эти источники тока имеют свои недостатки. Так, ТТ обеспечивают надежное питание оперативных цепей только лишь во время КЗ, когда резко возрастают ток и напряжение на их зажимах, а ТН и ТСН не пригодны для питания оперативных цепей при КЗ, так как при этом снижается напряжение в питающей сети, но они пригодны для питания оперативных цепей в режимах работы, близких к номинальным, поэтому область их раздельного применения ограничена.



Рис. 12.2. Блоки питания БПТ-1002 и БПН-1002:

1 и 2 — блоки питания от трансформаторов тока и собственных нужд

Рис. 12.3. Схема конденсаторного устройства УЗ-401



Рис. 12.4. Блоки питания БПЗ-401 (а) и БПЗ-402 (б): 1... 10 — зажимы выводов


Рис. 12.5. Схема питания оперативных цепей выпрямленным током:

ТСН1 и ТСН2 — трансформаторы собственных нужд; ВУ1, ВУ2 — выпрямительные устройства; У31 и У32 — зарядные устройства конденсаторов; ШП — шины питания электромагнитного включения выключателей; БПН1, БПН2 — блоки питания; БПТ1, БПТ2 — токовые блоки питания
Широкое применение на подстанциях получили источники комбинированного питания одновременно от трансформаторов тока и напряжения (рис. 12.2). От них включают полупроводниковые выпрямительные устройства и специальные блоки питания (рис. 12.4). Источники комбинированного питания можно разделить на три группы: источники для заряда и подзаряда аккумуляторных батарей; источники оперативного тока, питающие цепи управления и сигнализации; источники, предназначенные для питания электромагнитов включения масляных выключателей. К источникам выпрямленного тока следует также отнести предварительно заряженные конденсаторы, поскольку они заряжаются через выпрямители, питаемые от источников переменного тока (рис. 12.3).

Устройства комбинированного питания применяются для питания электромагнитов включения масляных выключателей от трансформаторов СН через выпрямители, а цепи управления, защиты и автоматики — от небольшой герметичной аккумуляторной батареи с автоматическим подзарядом от выпрямительных устройств (рис. 12.5).
70 Назначение промежуточного реле

Промежуточные реле используются в качестве вспомогательных устройств и применяются если необходимо:

1. Разомкнуть или замкнуть некоторое количество автономных цепей схемы, т.е. размножение контактов (к примеру: с помощью одного контакта необходимо отключить выключатель, а вторым подать на схему сигнализации аварийный сигнал).

2. Необходимо управлять более мощным реле, коммутирующим цепи, по которым течет большой ток (к примеру: нам необходимо подвести напряжение к включающему проводнику выключателя, где ток при включении растет до 65 Ампер, но осуществить это при помощи эдинственного промежуточного реле нельзя, поэтому сначала мы подаем напряжение на катушку одного промежуточного реле, а оно, соответственно, замыкает свои контакты, и приводит в действие более мощный замыкатель, который производит коммутацию более больших токов).

3. Искусственно замедлить действие релейной защиты.

Способы включения промежуточных реле

Варианты включения промежуточного реле. Есть два способа подключения промежуточного реле:

1. Шунтовое. В таком случае, на обмотку реле подается полное напряжение сети питания. (Она называется обмоткой напряжения).

2. Сериесное. Обмотка реле соединяется последовательно с катушкой выключателя. (Она называется токовой обмоткой).

Промежуточные реле, по особенности своей конструкции, изготавливаются с 1-ой обмоткой (РП-23, РП-252) и 2-мя обмотками (РП-11), намного реже встречаются с 3-мя. При стабильном напряжении источника питания, реле должны быть достаточно надежны в срабатывании, также они должны эффективно срабатывать при аварийном снижении напряжения сети до 20-40%.

Классификация промежуточных реле

Промежуточные реле классифицируются на:

1. Электромагнитное реле постоянного тока;
2. Электромагнитное реле переменного тока.
71. Назначение и принцип действия дистанционной защиты

В сетях сложной конфигурации с несколькими источниками питания простые и направленные МТЗ (НТЗ) не могут обеспечить селективного отключения КЗ. Так, например, при КЗ на W2 (рис.11.1) НТЗ 3 должна подействовать быстрее РЗ 1,а при КЗ на W1,наоборот, НТЗ 1 должна подействовать быстрее РЗ 3. Эти противоречивые требования не могут быть выполнены с помощью НТЗ. Кроме того, МТЗ и НТЗ часто не удовлетворяют требованиям быстродействия и чувствительности. Селективное отключение КЗ в сложных кольцевых сетях может быть обеспечено с помощью дистанционной РЗ (ДЗ).
Выдержка времени ДЗ t3 зависит от расстояния (дистанции) t3 = f(lр.к) (рис.11.2) между местом установки РЗ (точка Р) и точкой КЗ (К),т.е. lр.к, и нарастает с увеличением этого расстояния. Ближайшая к месту повреждения ДЗ имеет меньшую выдержку времени, чем более удаленные ДЗ.








Например, при КЗ в точке К1 (рис.11.2) ДЗ2,расположенная ближе к месту повреждения, работает с меньшей выдержкой времени, чем более удаленная ДЗ1. Если же КЗ возникает в точке К2,то время действия ДЗ2 увеличивается, и КЗ селективно отключается ближайшей к месту повреждения ДЗ3.

Основным элементом ДЗ является дистанционный измерительный орган (ДО), определяющий удаленность КЗ от места установки РЗ. В качестве ДО используются реле сопротивления (PC), реагирующие на полное, реактивное или активное сопротивление поврежденного участка ЛЭП (Z,X,R). Сопротивление фазы ЛЭП от места установки реле Р до места КЗ (точки К)пропорционально длине этого участка lр.к, так как Zр.к = Zylр.к; Xр.к = Xylр.к; Rр.к = Rylр.к, где Zр.к, Xр.к, Rр.к – полное, реактивное и активное сопротивления участка ЛЭП длиной lр.к; Zy,Xy,Ry – удельные сопротивления на 1 км ЛЭП.

Таким образом, поведение дистанционного органа, реагирующего на сопротивление линии, зависит от расстояния до места повреждения.

В зависимости от вида сопротивления, на которое реагирует ДО (Z,Xили R), ДЗ подразделяются на РЗ полного, реактивного и активного сопротивлений. Дистанционные РЗ реактивного и активного сопротивлений применяются редко, поэтому в дальнейшем рассматриваются только ДЗ, построенные на измерении полного сопротивления. Реле сопротивления, применяемые в ДЗ для определения сопротивления Zр.к до точки КЗ, контролируют напряжение и ток в месте установки ДЗ (рис.11.3). К зажимам PC подводятся вторичные значения U, и Iрот ТН и ТТ. Реле выполняется так, чтобы его поведение в общем случае зависело от отношения UpкIp.Это отношение является некоторым сопротивлением Zp. При КЗ Zp= Zр.к, и при определенных значениях Zр.к PC срабатывает; оно реагирует на уменьшение Zp, поскольку при КЗ Up, уменьшается, а Ipвозрастает. Наибольшее значение Zp, при котором PC
срабатывает, называется сопротивлением срабатывания релеZc.p:

(11.1)




Для обеспечения селективности в сетях сложной конфигурации на ЛЭП с двусторонним питанием ДЗ необходимо выполнять направленными, действующими при направлении мощности КЗ от шин в ЛЭП. Направленность действия ДЗ обеспечивается при помощи дополнительных РHМ или применением направленных PC, способных реагировать и на направление мощности КЗ.

72. Принцип действия индукционного реле направления мощности

Реле направления мощности (РМ) применяются в различных устройствах релейной защиты для определения знака мощности при К.З.

Реле имеет две обмотки. Одна из них подключается к ТТ и обтекается вторичным током Iр, а вторая- к ТН и обтекается током, пропорциональным напряжению Uр на зажимах обмотки.

Каждый из токов создает магнитный поток. Поскольку один из магнитных потоков пропорционален току Iр, а второй напряжению Uр, то вращающий момент возникающий на подвижной части реле оказывается пропорциональным величине мощности на зажимах реле, а его направление (знак) зависит от направления этой мощности.



В схемах релейной защиты используется главным образом однофазные индукционные реле направления мощности с цилиндрическим ротором типов РБМ-170 и РБМ-270.






Токовая обмотка расположенная на полюсах и создает через них проходящий магнитный поток Фт. Обмотка напряжения расположенная на ярме и состоит из четырех секций, который соединены между собой так, что магнитный поток Фн создаваемый ими проходил через другую пару полюсов. При таком выполнении обмоток магнитный потоки Фт иФн оказываются сдвинутыми в пространстве относительно друг друга на угол 90⁰. Магнитные потоки Фт и Фн создают токи в стенках алюминиевого сердечника пропорциональные им на угол y токи I_dт и I_dн. В результате взаимодействия магнитного потока Фт с током I_dн и Фн с током I_dт на цилиндр действуют силы:



Суммарная сила создает на цилиндре вращающий момент Мвр, под действием которого цилиндр поворачивается и с помощью подвижных контактов замыкает неподвижные. Общее выражение для вращающего момента индукционного реле имеет вид:



Из выражения (6.2) следует, что когда магнитные потоки совпадают по фазе, т.е. y=0, siny=0, то Мвр=0, и наоборот когда y=90⁰, siny=1, то Мвр=max.



На векторной диаграмме :

φ_р- угол сдвига между Uр и Iр определяемый параметрами сети и схемой включения реле;

Iн – вектор тока в обмотке напряжения реле;

γ_н - угол между Uр и Iн (внутренний угол реле) определяемый соотношением активного и реактивного сопротивлений цепи напряжения, которая включает в себя как обмотку, так и дополнительно включаемые внешние сопротивления и конденсаторы.

Заменяя в выражении (6.2) магнитные потоки Фт и Фн на соответствующие им ток Iр и напряжение Uр и угол y равным ему углом γ_н-φ_р получим общее выражение для вращающего момента на подвижной части индукционного реле с цилиндрическим ротором:



В этом выражении есть мощность на зажимах реле. Следовательно, вращающий момент рассматриваемого реле пропорционален мощности:

Мвр=кSр,

т.е. реле реагирует на мощность.