Расчет защит трехобмоточного трансформатора отпаечной тяговой подстанции переменного тока
Расчетное число витков уравнительных обмоток Wур определяется из условия равновесия намагничивающих сил в реле, создаваемых номинальными токами в дифференциальной и уравнительных обмотках. Число витков тормозной обмотки выбирается с учетом схемы ее включения, исходя из условия надежного несрабатывания защиты при внешних К.З. на стороне СН или НН трансформатора, по формуле: Выдержка времени МТЗ… Читать ещё >
Расчет защит трехобмоточного трансформатора отпаечной тяговой подстанции переменного тока (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Расчет дифференциальной защиты трансформатора.
Расчет максимальных и минимальных токов при трехфазных коротких замыканиях на сторонах среднего и низкого напряжения.
Сопротивления обмоток трехобмоточного трансформатора Хт определяются приближенно при известной номинальной мощности трансформатора по формуле:
где — номинальное напряжение первичной обмотки трансформатора; - напряжения короткого замыкания в % для отдельных обмоток трансформатора.
Величины по высокой, средней и низкой сторонам трансформатора определяются по соотношениям:
(2).
где — напряжения при коротком замыкании соответственно между обмотками высокой и средней сторон, высокой и низкой сторон, средней и низкой сторон:
%.
%.
%.
Ом.
Ом.
Ом Определим токи К.З. протекающие через защищаемый трансформатор при К.З. на стороне среднего, низшего напряжения. В max и min режиме работы.
где — номинальное напряжение обмотки высшего напряжения;
— результирующее сопротивление системы и обмоток трансформатора соответственно на максимальном и минимальном режимах работы.
Ом.
Ом На средней стороне:
Ом.
А.
Ом.
А На низкой стороне.
Ом.
А.
Ом.
А Принимаем А, А.
Расчет токов в плечах защиты.
Определим первичные токи для всех сторон защищаемого трансформатора; выберем номинальные коэффициенты трансформации трансформаторов тока (Т.Т.), вычислим токи в плечах защиты:
А;
А;
А;
А; А;
А;
Результаты расчетов сведем в таблицу 2.
Таблица 2. Результаты расчета токов в плечах защиты.
Наименование величины. | Числовые значения. | ||
ВН. | СН. | НН. | |
Первичные номинальные токи, А. | 201,055. | 600,55. | 840,86. |
Коэффициент трансформации,. | |||
Коэффициент схемы. | |||
Вторичные номинальные токи, А. | 5,803. | 6,501. | 4,2. |
Выбора типа реле дифференциальной защиты.
Первоначально определяется возможность применения реле типа РНТ. Для этого выбирается первичный ток срабатывания защиты, приведенный к стороне высшего напряжения трансформатора Первым условием выбора является отстройка от броска тока намагничивания:
а).
где — номинальный ток со стороны ВН трансформатора;
— коэффициент отстройки защиты от бросков тока намагничивания.
Для реле типа РНТ выбираем (для, ДЗТ = 1,5).
Вторым условием выбора является отстройка от тока небаланса при внешних К.З.
б) ;
где — коэффициент запаса. Для реле типа РНТ = 1,3 (для ДЗТ = 1,5);
— ток небаланса. Определяется по выражению:
где — коэффициент, учитывающий переходный режим токов К. З. Для реле с БНТ выбираем;
— коэффициент однотипности Т. Т. При одном выключателе на всех сторонах трансформатора ;
— допускаемая относительная погрешность Т.Т. ();
— относительная погрешность, обусловленная регулированием напряжения. Для трансформатора ТДНЭ ;
— относительная погрешность от неточного выравнивания токов плеч защиты вследствие невозможности точной установки на реле расчетного числа витков. Так как число витков пока еще неизвестно, то принимается ;
— максимальное значение тока К.З. (на стороне ВН трансформатора) при К.З. на стороне СН или НН.
Наибольшее из двух найденных значений принимается за ток срабатывания. А;
- а) А;
- б) А;
Принимаем А;
По выбранному току срабатывания определяется коэффициент чувствительности дифзащиты с реле типа РНТ:
; (6).
где — значение минимального тока двухфазного К.З., приведенного к стороне ВН трансформатора.
Определяется по выражению:
;(7).
А;
Так как при, дифзащиту с реле типа РНТ, т. е. без торможения, выполнить нельзя. В этом случае следует применить реле типа ДЗТ.
Выбор уставок реле типа ДЗТ.
Выбор уставок реле типа ДЗТ (уставки реле типа РНТ выбираются аналогично, только без расчета тормозной обмотки).
А;
Найдем вторичный ток срабатывания реле:
(8) А;
Выбираем реле типа РТ 40/10.
Определим число витков обмоток реле ДЗТ:
а) Число витков дифференциальной (рабочей) обмотки Wд определяется по выражению:
где — магнитодвижущая (намагничивающая) сила, необходимая для срабатывания реле. Для ДЗТ-11 АВит.
Исходя из расчетного значения, принимаем ближайшее целое число витков дифференциальной обмотки .
б) Расчетное число витков уравнительных обмоток Wур определяется из условия равновесия намагничивающих сил в реле, создаваемых номинальными токами в дифференциальной и уравнительных обмотках.
(10).
где — вторичные токи в плечах защиты.
витк.
Принимаем 11 витков.
витк.
Принимаем 17 виток.
в) Число витков тормозной обмотки выбирается с учетом схемы ее включения, исходя из условия надежного несрабатывания защиты при внешних К.З. на стороне СН или НН трансформатора, по формуле:
где — коэффициент запаса, ;
— расчетное число витков дифференциальной обмотки;
— максимальный ток небаланса при трехфазном К.З. на одной из сторон (СН или НН) трансформатора.
— для реле ДЗТ-11 (соответствует минимальному торможению по заводской характеристике).
витк.
где — расчетное и принятое к установке на реле число витков уравнительных обмоток.
А;
А;
Принимаем IНБ = 386 А, WBT = 7 витк.
Расчет коэффициента чувствительности.
Определение коэффициента чувствительности защиты при К.З. за трансформатором в зоне действия защиты.
где — значение минимального тока двухфазного К.З.;
— коэффициент трансформации и схемы соединения т. т со стороны ВН трансформатора.
— принятое к установке на реле число витков дифференциальной обмотки;
— магнитодвижущая сила для реле ДЗТ-11.
Расчет максимальных токовых защит трансформатора от внешних коротких замыканиях.
Ток срабатывания МТЗ в общем случае определяется по выражению:
где — коэффициент запаса;
— коэффициент, учитывающий режим самозапуска двигателей.
Принимается:
— для МТЗ со стороны ВН и тяговой обмотки трансформатора;
— Для МТЗ со стороны районной обмотки трансформатора;
— коэффициент возврата реле. Для реле типа PT-40 ;
— максимальный ток нагрузки. Принимается с учетом допустимой перегрузки соответствующей обмотки трансформатора.
— для стороны ВН трансформатора;
— для стороны тяговой и районной обмотки трансформатора.
А; А;
А; А;
А; А;
Выдержка времени МТЗ вводов тяговой и районной обмоток трансформатора выбирается из условия селективности по отношению к защитам фидеров, питающихся от соответствующих шин.
Выдержка времени МТЗ со стороны ВН трансформатора должна удовлетворять условиям:
С;
С;
с;
с;
Принимаем 1,6 С.
Расчет максимальной токовой направленной защиты.
Первичный ток срабатывания пусковых реле выбирается по выражению:
А; А;
Расчет максимальных токовых защит от ненормальных режимов.
Первичный ток срабатывания защиты от перегрузки на стороне ВН трансформатора.
А; А Первичный ток срабатывания автоматики обдува трансформатора определяется:
А; А.