Релейная защита подстанции 110/35/10 кВ «Степная»

Страницы работы

Содержание работы

6 Релейная защита подстанции 110/35/10 кВ «Степная»

6.1 Общие сведения

Наиболее опасными видами повреждения являются короткие замыкания между фазами на выводах и внутри бака с большим числом замкнувшихся витков, когда возникают значительные токи в трансформаторе и значительное снижение напряжения в сети. Конструктивное выполнение трансформатора обеспечивает большую прочность междуфазной изоляции, что уменьшает вероятность многофазных коротких замыканий. Наиболее частыми являются витковые замыкания, которые сопровождаются малыми токами в наружных выводах при значительных токах в месте короткого замыкания. Для таких видов повреждений предусмотрена продольная дифференциальная защита, в результате которой происходит немедленное отключение трансформатора.

Короткие замыкания в смежном оборудовании, к которому присоединяется трансформатор, приводят к увеличению тока сверх номинального значения. Нагрев обмоток сверх допустимой температуры в этом режиме может привести к пробою изоляции и выходу из строя трансформатора на длительное время. Поэтому в защитах трансформатора предусматриваются устройства, действующие при внешних коротких замыканиях с выдержкой времени, такие как максимальные токовые защиты.

Уменьшение количества масла в трансформаторе возможно при сильном понижении температуры из-за недостаточного его количества в расширителе или утечки масла из бака. В качестве устройства, определяющего недопустимое снижение уровня масла, используется газовая защита, которая действует на сигнал, а в некоторых случаях и на отключение.

Для отключения силового трансформатора предусматривается установка маломасляного выключателя типа ВМТ – 110Б – 25/1250УХЛ1.

6.2  Расчёт первичных токов силового трансформатора

,                                               (6.1)

где  Sномт - номинальная мощность силового трансформатора, кВ·А;

Uном - номинальное напряжение, кВ;

 А

Так как мощность обмоток СН и НН составляет 66,7% от номинальной мощности трансформатора, то:

 А.

 А

6.3 Выбор коэффициентов трансформации

и первичных токов, трансформаторов тока

Схемы соединения обмоток трансформаторов тока на стороне 110 кВ в треугольник, на стороне 10 кВ в звезду.

,                                                   (6.2)

где  Ксх - коэффициент схемы;

 А

 А

 А.

Коэффициенты трансформации:

             

6.4 Выбор трансформаторов тока

на стороне 110 кВ: ТВТ 110 – I - 200/5

на стороне 35 кВ: ТВТ 35 – I - 600/5

на стороне 10 кВ: ТЛМ 10 – 2 - 1000/5

6.5 Расчёт вторичных токов трансформаторов тока

,                                                  (6.3)

 А

 А

 А

6.6 Продольная дифференциальная защита

Продольная дифференциальная защита выполнена на реле типа ДЗТ – 11.

Эта защита от всех видов КЗ в обмотках и на выводах, включая витковые замыкания. Для данного трехобмоточного трансформатора тормозную обмотку подключаем на сумму токов трансформатора тока сторон ВН и СН.

Сторона защищаемого трансформатора с наибольшим вторичным током  в плече защиты принимается за основную, то есть сторона на 10 кВ. Минимальное значение тока срабатывания защиты из условия отстройки от броска намагничивающего тока, определяем по формуле:

,                                               (6.4)

где К-коэффициент отстройки;

 А.

Расчётное число витков обмотки НТТ реле для основной стороны:

,                                                  (6.5)

где  Fср - МДС срабатывания реле, А;

Iср.осн - ток срабатывания реле для основной стороны, А;

,                                              (6.6)

 А

Выбираем число витков на не основной стороне =16

Расчётное число витков рабочей обмотки НТТ реле на стороне 35 кВ, которая является не основной:

,                                         (6.7)

Принимаем число витков на не основной стороне

Число витков рабочей обмотки НТТ реле для не основной стороны 110 кВ:

,                                              (6.8)

Принимаем число витков на не основной стороне

Результирующий ток в тормозной обмотке на стороне 10 кВ:

,                                      (6.9)

где   , -трёхфазные токи на сторонах 110 и 35 кВ, А;

        /смотри расчет токов к.з./

 А

Первичный ток небаланса:

                                                                                                              (6.10)

где  Кпер - коэффициент, учитывающий переходной режим;

Кодн - коэффициент однотипности трансформаторов тока;

 - относительное значение полной погрешности;

*  - относительные значения половины суммарного

                              диапазона на ВН, СН;

- коэффициенты токораспределения на ВН, СН;

      

Необходимое число витков тормозной обмотки:

,                         (6.11)

где   - тангенс угла , наклона касательной к оси абсцисс

Коэффициент чувствительности:

             ,                                          (6.12)

где  -двухфазный ток короткого замыкания на стороне 35 кВ, кА;

      

Вторичный ток, подводимый к рабочей обмотке НТТ реле на СН:

   ,                                 (6.13)

где  двухфазный ток на стороне 35 кВ, А

 А

Вторичный ток, подводимый к рабочей обмотке НТТ реле

 на стороне 110 кВ:

,                                      (6.14)

 А

Вторичный ток подводимый к рабочей обмотке НТТ реле на стороне 10 кВ:

 А

Рабочая и тормозная магнитодвижущая сила:

,                                                         (6.15)

Fраб = 10,2×19+10,6×19 = 395,2 А

Fторм =  6,1×21 = 128,1 А

Коэффициент чувствительности защиты с торможением:

         ,                                             (6.16)

где Fср р - магнитодвижущая сила срабатывания реле, А;

      

6.7 Газовая защита

Защита от замыканий внутри бака силового трансформатора и в контакторном объёме устройства  регулирования напряжения под нагрузкой (РПН) сопровождающихся выделением газа, обеспечивается газовыми реле. Оно расположено между баком трансформатора и расширителем, выполнено с двумя ступенями, действующими на сигнал и на отключение. Газовая защита контакторного отсека РПН выполнена одной ступенью, действующей на отключение.

6.8 Максимальная токовая защита с пуском по напряжению

МТЗ с пуском по напряжению - защита от многофазных внешних коротких замыканий.

Основная защита выполняется на стороне 10 кВ.

Ток срабатывания защиты:

      ,                                         (6.17)

где   Котс - коэффициент отстройки;

 Кв - коэффициент возврата реле тока;

   А

Ток срабатывания реле:

        ,                                         (6.18)

 А

Выбираем реле тока РТ 40/10: Sp=0,5 ВА.

Время срабатывания защиты , с.

Коэффициент чувствительности определяется по (6.12):

, что больше 1,5

Выбираем трансформаторы напряжения и их коэффициенты трансформации.

На стороне 110 кВ:

,  НКФ –110 - 83У1

,  3НОМ –35 - 65У1

,  НАМИ –10

Напряжение срабатывания защиты:

 кВ

Напряжение срабатывания реле:

, В

Выбираем реле напряжения типа РН 54/160.

На стороне 35 кВ - резервная защита.

, А

, А

Выбираем реле тока типа   РТ 40/10;

Sср=0,5 ВА

     с.

Коэффициент чувствительности:

  , что больше 1,5

Напряжение срабатывания защиты:

    ,                                    (6.19)

, кВ

Напряжение срабатывания реле:


          , В                                          (6.20)

Выбираем реле напряжения РН 54/160.

На стороне 110 кВ – резервная защита.

 А

 А

Выбираем реле тока  РТ 40/100; Sср = 1,8 ВА.

, что больше 1,5

  с.

Напряжение срабатывания защиты: Uсз = 0,9×110000 = 99 кВ

Напряжение срабатывания реле:


Выбираем реле напряжения РН 54/160.

 МТЗ с независимой выдержкой времени

Эта защита от симметричных перегрузок, действует на сигнал с выдержкой времени. Устанавливается на стороне 110 кВ.

Ток срабатывания защиты:

                                 ,                                                                                                                                                 (6.21)

 А

Ток срабатывания реле:

  А

Выбираем реле тока РТ 40/50; Sср = 0,8 ВА.

   с.

Коэффициент чувствительности:

  , что больше 1,5

МТЗ с независимой выдержкой времени на стороне 10 кВ

Ток срабатывания защиты по (6.17):

    А

Ток срабатывания реле по (6.18):

    А

Выбираем реле тока РТ 40/10  Sср=0,5 ВА.

   с.

Коэффициент чувствительности:

   , что больше 1,5.

6.9 Электротехнические и конструктивные решения

Релейная защита, автоматика, сигнализация, измерение и учет электроэнергии на подстанции 110/35/10 кВ «Степная» выполнены в объеме, предусмотренном ПУЭ[1], действующими директивными указаниями и проектными решениями.

Оперативный ток для питания всех присоединений – выпрямленный 220 В от блоков питания.

Токовые блоки питания типа БПТ – 1002 подключены по два на выносные трансформаторы тока в цепи силовых трансформаторов.

Устройства стабилизированного напряжения типа УСН – 2401 подключены к трансформаторам напряжения 110кВ ВЛ 110 кВ – W1 и W2.

Аппаратура автоматики, защиты, управления и учета силовых трансформаторов, вводов 10 кВ, вводов СВ - 35 кВ и линий 35 кВ, организации оперативного выпрямленного тока, а также цепи управления и измерения вводов, ТН и СВ 35 кВ и 10 кВ размещаются на панелях, устанавливаемых в ОПУ – 6 заводского изготовления.

Аппаратура автоматики и защиты СВ – 10 кВ, автоматики и учета вводов 10 кВ, а также защита, измерение, учет ВЛ 10 кВ, ТН 10 кВ, установлена в релейных отсеках ячеек 10 кВ типа К – 59.

Управление выключателями вводов и СВ 10, 35, 110 кВ, а также управление РПН трансформаторов осуществляется с помощью ключей на панелях управления в ОПУ. Управление линейными выключателями 10 кВ ключами в шкафах КРУН, разъединителями – ручное.

На панели в ОПУ установлена центральная сигнализация. При аварийном отключении или неисправности на подстанции предусмотрена звуковая сигнализация, обеспечивающая привлечение внимания оперативного персонала, а также световая, сигнализирующая о срабатывании указательных реле в релейных отсеках ячеек 10 кВ и на панелях в ОПУ.

Измерение тока на всех маслянных выключателях, измерение мощности на вводах 35, 10 кВ, измерение напряжения на секциях шин 10, 35, 110 кВ, а также учет электроэнергии на вводах и линиях 10, 35 кВ.

Похожие материалы

Информация о работе