Трансформатор 110/35/6 кВ

Дифференциальная защита.

Определим первичные и вторичные номинальные токи, коэффициенты трансформаторов тока и схемы их соединения. Со сторона ВН вторичные обмотки ТТ соединяются по схеме «звезда с нулевым проводом». Со сторона НН вторичные обмотки ТТ соединяются по схеме «звезда». Расчет уставок защиты проводится в относительных величинах. За базисное значение принимается номинальный ток стороны ВН силового трансформатора.

Для выбора номинального тока преобразователя измерительного тока (ПИТ) на стороне ВН и НН необходимо определить входной расчетный ток Iвх. расч по выражению:

.

где Sном — номинальная мощность трансформатора, кВА;

Uном — номинальное напряжение стороны ВН или НН трансформатора, кВ;

;

;

.

Выбирается номинальный ток ПИТ Iн =5 А, ближайший больший к входному расчетному току таблица 33.

Таблица 3.3 Расчет уставок защиты трансформатора 110/35/6 кВ.

Относительное значение начального дифференциального тока срабатывания Iдзт. нач определяется по выражению:

.

где Котс — коэффициент отстройки; Котс = 1,3;

е — относительная погрешность первичного трансформатора тока в установившемся режиме; е = 0,1;

Uрег — принимается равным половине используемого диапазона регулирования при блокировке учета реального коэффициента трансформации по текущему положению РПН, так как трансформатор без РПН, то Uрег = 0,16;

Fвыр — относительное значение погрешности выравнивания токов плеч; Fвыр = 0,03;

коэффициент 0,5 учитывает, что тормозная характеристика имеет первый излом при значении тормозного тока, равном 0,5 Iном.

А.

Алгоритм защиты автоматически выбирает нужную группу уставок, которые целесообразно использовать в данном режиме защищаемого трансформатора.

Расчет коэффициента торможения Кторм.2 на втором участке проводится исходя из отстройки от тока небаланса. Расчет относительного значения тока небаланса Iнб. расч выполняется по выражению:

.

где Кпер — коэффициент, учитывающий возрастание погрешности трансформаторов тока в переходном режиме, является расчетной величиной.

Погрешности трансформаторов тока в переходном режиме определяются предельной кратностью К10, под которой понимается наибольшая кратность первичного тока, при которой полная погрешность е в установившемся режиме при заданной вторичной нагрузке не превышает 10%. Чем больше предельная кратность К10, тем меньше возрастание погрешности трансформаторов тока в переходном режиме. С учетом этого принято соединение трансформаторов тока по схеме «звезда» с нулевым проводом. В этом случае расчетное сопротивление нагрузки трансформаторов тока при трехфазных КЗ уменьшается примерно в три раза, а предельная кратность К10 во столько же раз возрастает.

Оценка коэффициента К10 проводится для сторон ВН и НН следующим образом. Определяется параметр К10 отн по выражению:

.

где I1 ном. ТА — первичный номинальный ток трансформатора тока соответствующей стороны;

Iном.тр — номинальный ток той же обмотки защищаемого трансформатора.

К10 — расчетная кратность ТТ, равная:

.

.

.

При выполнении для всех сторон условия К10 отн больше или равно 20 принять Кпер равным 2,0, в противном случае принять Кпер равным 2,5. Принимаем Кпер равным 2,5, тогда:

А.

Коэффициент торможения Кторм.2 определяется по выражению:

.

подстанция релейный автоматика трансформатор где Котс = 1,3 — коэффициент отстройки;

коэффициент 1,5 учитывает положение второй точки излома характеристики торможения при значении тормозного тока, равном 1,5 Iном;

.

Принимаем .

Коэффициент торможения Кторм.3 на третьем участке выбирается с учетом того, что при больших кратностях токов внешних КЗ наблюдается значительное искажение формы кривой токов небаланса. Методика точного расчета значения Кторм.3 с учетом всех влияющих факторов довольно сложна. Целесообразно использовать следующие приближенные расчетные значения: для трансформаторов мощностью 25 МВЕА и менее следует принять Кторм.3 равным 0,7; для трансформаторов мощностью 40 МВЕА и более следует принять Кторм.3 равным 0,9. Принимаем Кторм.3 равным 0,9 (в соответствии с рисунком 1).

Рисунок 1. Тормозная характеристика ДЗТ.

Выбор уставки информационного параметра блокировки.

Основным режимом, определяющим значение коэффициента информационного параметра блокировки Кипб, является режим отстройки от броска тока намагничивания силового трансформатора при его включении на холостой ход. Для защит трансформаторов распределительных сетей рекомендуется значение Кипб. равное 0,38.

Коэффициент чувствительности Кч определяется соотношением:

.

где Iд. min — минимальное относительное значение дифференциального тока при КЗ за трансформатором расчетного вида. Поскольку Iдзт. нач меньше 0,5 (о.е.) и тормозная характеристика имеет горизонтальный участок до тока торможения, равного 0,5 (о.е.), то для дифференциальных защит понижающих двухобмоточных трансформаторов всегда получается Кч > 2 с большим запасом и проводить проверку чувствительности не обязательно.

Дифференциальная токовая отсечка.

По условию отстройки от броска тока намагничивания силового трансформатора при его включении на холостой ход рекомендуется принять уставку отсечки на уровне 6 Iн.

По условию отстройки от тока небаланса при внешнем КЗ уставку выбрать по выражению:

.

где Котс = 1,2 — коэффициент отстройки;

Кнб — отношение амплитуды первой гармоники тока небаланса к приведенной амплитуде периодической составляющей тока внешнего КЗ; Кнб =0,7.

Iкз.внеш.max — относительное значение максимального тока внешнего КЗ.

.

Из двух полученных значений уставок отсечки выбираем наибольшее, равное 6.

МТЗ НН с пуском по напряжению.

Первичный ток срабатывания МТЗ НН определяется по условию отстройки от максимального тока нагрузки (8.18):

А.

Принимаем уставку А.

Вычислим ток срабатывания реле (8.12).

А.

Определим коэффициент чувствительности (8.13):

1,5.

Значение коэффициента чувствительности соответствует требованиям ПУЭ.

Выбираем выдержку времени на ступень селективности 0,3 с выше, чем у защиты вводного выключателя:

=1,8+0,3=2,1 с.

Для минимального реле междуфазного напряжения уставка выбирается исходя из:

1) отстройка от минимального напряжения после отключения внешнего КЗ:

.

где kОТС — коэффициент отстройки, kОТС = 1,2 /6/;

— междуфазное напряжение в месте установки реле в режиме самозапуска двигателей, после отключения внешнего КЗ, согласно рекомендациям по выбору уставок ориентировочно 0,85−0,9 Uном;

В.

2) отстройки от напряжения самозапуска при включении от АПВ или АВР заторможенных двигателей нагрузки:

.

где — междуфазное напряжение в месте установки реле в условиях самозапуска заторможенных двигателей нагрузки при включении их от АПВ или АВР в ориентировочных расчетах может быть принято равным 0,7 Uном;

В.

Принимаем минимальную уставку В.

Вычислим напряжение срабатывания реле защиты (8.28):

В.

МТЗ СН с пуском по напряжению.

В терминале предусмотрены МТЗ на сторонах ВН, СН и НН трансформатора. Для пусков по напряжению предусмотрены реле напряжения на стороне НН. При этом на ней контролируется снижение междуфазных напряжений UАВ и UВС и увеличение напряжения обратной последовательности U2.

Первичный ток срабатывания МТЗ СН определяется по условию отстройки от максимального тока трансформатора:

А.

Принимаем уставку Iсз=340А.

Вычислим ток срабатывания реле.

А.

Определим коэффициент чувствительности:

1,5.

Значение коэффициента чувствительности соответствует требованиям ПУЭ.

Пуск по напряжению осуществляется по сигналу минимального реле междуфазного напряжения, работающего на напряжениях НН, уставки рассчитаны в расчете МТЗ НН.

Выбираем выдержку времени на ступень селективности 0,3 с выше, чем у МТЗ НН:

=2,4+0,3=2,7 с.

МТЗ ВН с пуском по напряжению.

В терминале предусмотрены МТЗ на сторонах ВН, СН и НН трансформатора. Для пусков по напряжению предусмотрены реле напряжения на стороне НН. При этом на ней контролируется снижение междуфазных напряжений UАВ и UВС и увеличение напряжения обратной последовательности U2.

Первичный ток срабатывания МТЗ ВН определяется по условию отстройки от максимального тока трансформатора:

А.

Принимаем уставку А.

Вычислим ток срабатывания реле.

А.

Определим коэффициент чувствительности:

> 1,2.

Значение коэффициента чувствительности соответствует требованиям ПУЭ.

Пуск по напряжению осуществляется по сигналу минимального реле междуфазного напряжения, работающего на напряжениях НН, уставки рассчитаны в расчете МТЗ НН.

Выбираем выдержку времени на ступень селективности 0,3 с выше, чем у МТЗ СН, так как у нее большая выдержка времени (8.14):

=2,7+0,3=3с.

Расчет защиты от перегрузки на стороне ВН.

Ток срабатывания защиты:

;

где kОТС — коэффициент отстройки, равный 1,05;

kВ — коэффициент возврата, равный 0,94.

А;

Принимаем уставку А.

Находим ток срабатывания реле (8.12):

А.

Типичное значение уставки — 9−10 с. Принимаем значение уставки .

Газовая и струйная защита.

Газовая защита трансформатора выполнена на реле РГТ-80. Основным элементом газовой защиты является газовое реле, устанавливаемое в рассечку маслопровода между баком трансформатора и расширителем.

Струйная защита отсека РПН выполнена на реле типа РCТ-25.

В терминалах обеспечивается прием сигналов от сигнальной и отключающей ступеней газовой защиты трансформатора и струйной защиты РПН. С помощью программной накладки сигнальная ступень может быть переведена на отключение.