Расчет и выбор установок релейных защит силового трансформатора подстанции 110/10кВ

Страницы работы

Содержание работы

13. Релейная защита и автоматика

Произведем расчеты и выбор уставок релейных защит силового трансформатора подстанции 110/10кВ.

13.1. Расчет токов короткого замыкания

Для выбора уставок релейной защиты необходимо выполнить расчет токов к.з. в точке К2 и установке выбранного трансформатора на ГПП ТДН-10000-110/10кВ.

Расчеты выполняем согласно схеме замещения, представленной на рис. 6.2 и базисных величин: Sб = 4800 МВ·А ; Uб1 = 115 кВ и Uб2 = 10,5 кВ.

Базисный ток для точки к.з. К2 будет равен:

Iб2 = Sб / Ö3 · Uб2 = 4800 / 1,73 · 10,5 = 264,2 кА.

Параметры трансформатора для схемы замещения составят: хт = (Uк %  · Sб) / (100%  · Sт,ном ) = (10,5 / 100) · (4800 / 10) = 50,4 ;

rт = (Рк %  · Sб) / S2т,ном  = 0,060 · 4800 / 102 = 2,88.

Периодическая составляющая тока к.з. в точке К2:

I(3)К2 = Uс  · IБ2 / х2 = 1,0 · 264,2 / 52,06 = 5,07 кА, где х2 = х1 + хт = 1,66 + 50,4 = 52,06.

13.2. Выбор типов релейной защиты

Согласно  ПУЭ [1] силовые трансформаторы мощностью 6,3 МВ·А  и выше должны быть обеспечены продольной дифференциальной защитой для защиты от повреждений на выводах, а так же от внутренних повреждений; в качестве защиты от токов в обмотках, обусловленных внешними многофазными к.з.,  предусмотрена максимальная токовая защита (МТЗ) с комбинированным пуском напряжения и без него.

Для снижения времени срабатывания  МТЗ при максимальных токах к.з. дополнительно к МТЗ устанавливают токовую отсечку;  для защиты трансформатора от перегрузки, возникающих при отключении параллельно работающего трансформатора или при самозапуске мощных электродвигателей, питающихся от трансформаторов.

От повреждений внутри кожуха, сопровождающихся выделением газа и от понижения уровня  масла должна быть предусмотрена газовая защита.

13.3. Расчет релейных защит

13.3.1. Расчет продольной дифференциальной токовой защиты

Определим токи трансформатора, соответствующие его номинальной мощности:

- на стороне ВН:   

- на стороне НН:

Выбираем измерительные трансформаторы тока:

- на стороне ВН:  nтт.110 = 300 / 5 = 60;

- на стороне НН:  nтт.10 = 1500 / 5 = 300.

Определяем  вторичные токи в плечах дифференциальной защиты:

- на стороне ВН:  

- на стороне НН:  

где  Ксх = 1,0 – коэффициент схемы, имеющий значения для ВН Ксх = Ö3 и для  НН Ксх = 1,0, [11].

Определим первичный расчетный ток небаланса без учета составляющей I'''н.б., обусловленный неточностью установки на реле РНТ-565 расчетных чисел витков:

 

где =А – максимальный ток к.з. приведенный к ступени высшего напряжения ;

Кодн   = 1,0 – коэффициент однотипности трансформаторов тока ;

Капер. = 1,0 – коэффициент, учитывающий наличие апериодической составляющей тока [11] ;

¦ = 0,1 – относительное значение тока намагничивания ;

DUα  = 0,16 – относительная погрешность, равная половине диапазона регулирования напряжения [11].

В этом случае первичный ток небаланса равен:

Iнб,расч = (1 · 1 · 0,1 + 0,16) · 462,9 = 120,4 А.

Значение тока срабатывания защиты по условию отстройки от токов небаланса равен:

Iс.з.  =  Кн  ·  Iн.б.расч = 1,3 · 120,4  = 156,5 А, где Кн = 1,3 – коэффициент надежности [11].

Определим ток срабатывания защиты от бросков тока намагничивания:

Iс.з. =  Кн · Iном.вн   = 1,3 · 50,26  = 65,3 А.

Из двух полученных значений Iс.з. выбираем большее:

Iс.з. = 156,5 А.

Проверим возможность применения защиты реле РНТ-565 по предварительно определяемой чувствительности защиты. Расчетным является к.з. между двумя фазами в точке К2 при минимальном режиме системы:

Значение расчетного тока в реле при двухфазном к.з. за трансформатором определяем по формуле:

 

где  А.

В этом случае ток в реле равен:

Коэффициент чувствительности защиты определяем из соотношения:

К ч =

Следовательно, расчеты показали, что продольная дифференциальная защиты трансформатора с помощью реле РНТ-565 удовлетворяет требуемым условиям.

Для определения числа витков обмотки насыщающего трансформатора для обеих сторон трансформатора (ВН и НН) воспользуемся табличным методом (табл. № 13.1.).

На основании полученных расчетных данных определим чувствительность защиты при уточненном значении тока срабатывания реле:

Кч = Iрасч / Iср = 11,6 / 4,9 = 2,4 > 2.                                                                          

Таблица №13.1.

Наименование величин

Обозначение и способ

вычисления

Числовые значения

1. Ток срабатывания на стороне 110 кВ

Iср.110 = (Iсз · Ксх)/nтт.110

(1,73 · 156,5)/60=4,5А

2. Расчетное число витков обмотки насыщающегося трансформатора для стороны 110кВ

w110 = Fср/ Iср.110

100 / 4,5 = 22,2 виток

3. Предварительно принятое число витков обмотки реле на стороне 110кВ

w110

22 витка

4. Ток срабатывания на стороне 110 кВ (предварительно)

Iср.110 = Fср /w110

100 / 22 = 4,55 А

5. Расчетное число витков насыщающегося трансформатора для стороны 10 кВ

wрасч.10 = w110 · ( Iр.110/ Iр.10)

22 · (1,45 / 8,4)=17,34

витка

6. Предварительно принятое число витков на стороне 10 кВ

w10

17 витков

7. Составляющая  I'''нб,расч  для к.з. в точке К2

8. Первичный расчетный ток небаланса с учетом  I'''н.б.расч

Iн.б.расч = I'н.б.расч +  I''н б.расч +  + I'''н б.расч

120,4+9,1 = 129,5А

9. Уточненное значение первичного тока срабатывания защиты

Iс.з. = Кн  ·  Iн.б.расч

1,3 · 129,5 = 168,4 А

10. Уточненное значение тока срабатывания  реле

Iср.110 =

 

11.Окончательно принятое число витков насыщающегося трансформатора:

На стороне 110кВ

На стороне 10кВ

w110 = Fср/ Iс.з.110.

w10

100/4,9 = 20 витков

17 витков

Похожие материалы

Информация о работе