Описание релейной защиты силового трансформатора. Расчет дифференциальной токовой защиты двухобмоточного трансформатора с расщеплением

СОДЕРЖАНИЕ

1.Исходные данные. 2

2. Описание релейной защиты силового трансформатора. 3

3. Расчет дифференциальной токовой защиты двухобмоточного трансформатора с расщеплением. 4

4.     Максимальная токовая защита с пуском напряжения для трансформатора. 8

5. Максимальная токовая защита от перегрузки. 9

Библиографический список. 10

1.Исходные данные.

Из курсового по ЭЧС – выбираем трансформаторы.

Трансформатор ТРДН – 25000/110

Uк % = 10,5

Uвн – 115 кВ

Uнн – 10,5 кВ

2. Описание релейной защиты силового трансформатора.

Трансформатор – это сложное электротехническое устройство большой стоимости. Поэтому он требует устройств систем защиты от различного рода повреждений. В трансформаторе они могут быть следующими:

1.  Межвитковое замыкание в обмотках

2.  Замыкание на корпус обмоток или их выводов

3.  Замыкание между фазами внутри бака или на выводах

Часто один вид замыканий переходит в другой, поэтому должны быть предусмотрены как защиты от данных видов к.з., так и резервные защиты. Кроме того, на всех трансформаторах устанавливается защита от перегрузок, действующая на сигнал, если же степень перегрузки превышает допустимый уровень и снизить ее не возможно, то и на отключение.

В качестве основной защиты трансформаторов от всех видов к.з. применяются продольно – дифференциальная защита. Сравниваемые защитой токи снимаются с трансформаторов тока, которые размещаются с обеих сторон трансформатора, следовательно, зона действия защиты будет располагаться между этими трансформаторами.

В случае к.з. внутри трансформатора или на его выводах защита действует на отключение его со всех сторон без выдержки времени. Ток срабатывания защиты выбирается из следующих условий:

1)  Условие от броска тока намагничивания при включении трансформатора под нагрузку: 

Где: ток срабатывания защиты

номинальный ток трансформатора

коэффициент надежности.

2)  Условие отстройки от максимального тока небаланса при внешнем 3-х фазном к.з., который обусловлен в основном тем, что трансформаторы тока, которые работают на защиту, стоят на разных ступенях напряжения.

Где: максимальный ток небаланса при сквозном внешнем к.з.

В качестве резервных защит от внешних к.з. используют МТЗ с независимой характеристикой, и МТЗ с пуском по напряжению. Выдержка времени у этих защит больше чем у защит во внешней сети.

3. Расчет дифференциальной токовой защиты двухобмоточного трансформатора с расщеплением.

Так как мощность силовых трансформаторов равна 25 МВА, то выбираем защиту на реле типа ДЗТ – 11.

 

Схема замещения трансформатора с расщеплением.

 Ом

 Ом

 Ом

 Ом

Определяем первичные токи для всех сторон защищаемого трансформатора, соответствующие его номинальной мощности. По этим токам определяются соответствующие вторичные токи в плечах защиты, исходя из коэффициентов трансформации трансформаторов тока nт и коэффициентов схемы kсх. Расчеты сводятся в таблицу 1.

Таблица 1.

Наименование величины	Обозначение и метод определения	Числовое значение
		110 кВ	10 кВ
1.Первичный ток на сторонах защищаемого трансформатора
2. Схема соединения трансформаторов тока	-----
3. Коэффициент трансформации трансформаторов тока	nт	200/5	1500/5
4. Вторичный ток в плечах защиты

Для основной зоны минимальный ток срабатывания защиты определяется по условию отстройки от броска намагничивающего тока при включении нагруженного трансформатора под напряжение:

Определяем число витков рабочей обмотки БНТ реле для основной стороны 110 кВ и для стороны 10 кВ, исходя из значения минимального тока срабатывания защиты.

Расчеты сводятся в таблицу 2.

Таблица 2.

Наименование величины	Обозначение и метод определения	Числовое значение
1. Ток срабатывания реле на основной стороне, А
2. Число витков обмотки БНТ реле для основной стороны: -  расчетное - предварительно принятое	Wосн	12

4. Число витков обмотки НТТ реле для неосновной стороны: -  расчетное - предварительно принятое

W1

14

Принимаю к использованию следующие числа витков: Wосн = 14 витков, что соответствует

 А

Определение токов .

В случае раздельной работы трансформаторов:

 Ом

 А

Это величина тока, протекающего через защиту при внешнем коротком замыкании.

В случае параллельной работы:

 Ом

 А

Ток, протекающий через один трансформатор:

 А

Для определения Iнб.рас. расчетным является наибольшее значение  А

Расчеты сводятся в таблицу 3.

Таблица 3.

Наименование величины	Обозначение и метод определения	Числовое значение
1. Первичный расчетный ток небаланса с учетом составляющей  при к.з. на шинах НН, А.
2. Число витков тормозной обмотки БНТ реле: -  расчетное -  принятое	Wтор	7

Определяем чувствительность защиты при к.з. между двумя фазами в минимальном режиме работы системы.

 А

4.  Максимальная токовая защита с пуском напряжения для трансформатора.

Определяем токи срабатывания защиты на всех сторонах. Для этого определяем номинальные токи всех сторон.

где kотс = 1,2; kв = 0,85

 А

А

 А

 А

Определяем токи срабатывания для всех защит:

А

А

Определяем Uсз и Uср:

где kн = 1,1-1,2; kв = 1,15;

кВ

В

Если пуск реле по напряжению выполнен с помощью реле минимального напряжения и реле обратной последовательности, то

кВ

В

Проверка коэффициента чувствительности

Токовые kч проверяются по токам внешнего к.з.

Для МТЗ, установленной на НН kч проверяем по  на НН:

МТЗ, установленная на ВН проверяется по  на НН:

Следовательно, все МТЗ удовлетворяют требованиям, предъявляемым к чувствительности защиты и могут применяться в качестве резервных защит трансформатора.

5. Максимальная токовая защита от перегрузки.

Защита стоит только на питающей стороне для двухобмоточных