Определение типа защит, устанавливаемых на трансформаторе и питающей линии 110 кВ. Расчет защит трансформатора и питающей линии 110 кВ

Оглавление:

1. Определение типов защит ________________________________________4

2. Расчет токов к.з. ________________________________________________4

3. Расчет защит трансформатора____________________________________10

4. Расчет защит питающей линии  __________________________________14

5. Схема защиты трансформатора___________________________________17

6. Схема защиты питающей линии __________________________________20

5. Список литературы _____________________________________________21

          Задание на типовой расчет:

1.  Определить типы защит, устанавливаемых на данном трансформаторе и питающей линии 110 кВ.

2.  Рассчитать токи к.з., необходимые для выбора защит и проверки их чувствительности.

3.  Выполнить расчет защит трансформатора и составить разнесенные схемы защиты.

4.  Выполнить расчет защит питающей линии 110 кВ и составить разнесенные схемы защит.

Исходные данные:

S_тр= 25 МВА, S_сист= 600 МВА, X_сист= 0,9 о.е., L=15 км, тип реле – ДЗТ-11.

рис.1 Схема сети

1.  Определение типов защит.

Для защиты трансформатора мощностью 25 МВА применяются следующие типы защит, согласно [1]:

- дифференциальная защита на реле ДЗТ-11,

- МТЗ от внешних к.з.,

- защита от перегрузки,

- газовая защита.

Для защиты питающей линии 110 кВ применяются следующие типы защит согласно [1]:

- двухступенчатая токовая защита от междуфазных к.з. (ТО и МТЗ),

- одноступенчатая дистанционная защита от междуфазных к.з.,

- двухступенчатая токовая защита нулевой последовательности.

Защита питающей линии выполнена на типовой панели ЭПЗ-1644.

2.  Расчет токов короткого замыкания.

Расчет токов производим в относительных единицах. По [2] выбираем трансформатор: ТРДН – 25000/110,

предел регулирования ± 9×1,78%; U_вн=115 кВ; U_нн=6,3/6,3 кВ; U_к%=10,5; R_т=2,54 Ом; Х_т=55,9 Ом.

Выбираем базисные величины:

S_б=600 МВА; U_бI=115 кВ; U_бII=6,3 кВ.

Базисные токи:

сопротивление системы:

сопротивление линии:

2.1  Работают 2 линии и 2 трансформатора.

а) трехфазное к.з.

рис.2 схема замещения.

б) однофазное к.з.

точка К-1

рис.3 схема замещения.

точка К-3:

рис.4 схема замещения.

2.1  Работают 1 линия и 2 трансформатора.

а) токи трехфазного к.з. те же, что в п. 2.1.

б) токи однофазного к.з.

точка К-1

рис.5 схема замещения.

точка К-3

рис.6 схема замещения.

Сведем все полученные данные в таблицу.

                                                   Табл.1

	К-1	К-2	К-3
2 линии, 2трансформатора
, кА	2,56	9,35	-
3I0, кА	2,7	-	3,85
IЛ0, кА	2,37	-	0,2
IТ0, кА	0,36	-	0,2
1 линия, 2 трансформатора
3I0, кА	2,95	-	3,8
IЛ0, кА	2,08	-	0,2
IТ0, кА	0,3	-	0,1

3.  Расчет защит трансформатора.

3.1 Продольная дифференциальная защита на реле ДЗТ-11

1) токи на сторонах ВН и НН

2) коэффициенты трансформации ТА

3) вторичные токи в плечах защиты

4)

5)

6) а)

принимаем ω_ур1=24 вит

    б)

принимаем ω_ур11=11 вит

7)

8)

     

9)

          принимаем =7 вит

10)

 

защита проходит по чувствительности.

рис.7 токораспределение в цепях д.з. при К⁽²⁾_ВС.

рис.8 векторная диаграмма

3.2  МТЗ от внешних к.з.

На трансформатор с расщепленной обмоткой устанавливаем 3 комплекта МТЗ: 1 на стороне ВН и 2 на стороне НН.

В качестве пусковых органов используем реле РТ – 40.

1) МТЗ – 2 комплект на стороне НН

чувствительность по К⁽²⁾_{(К – 1)}.

2) МТЗ – 1 – комплект на стороне ВН

3) Защита от перегрузки (устанавливаем на стороне НН)

4) Газовая защита

Выполнена на специальном реле неэлектрического действия РГЧЗ – 66.

4.  Расчет защит питающей линии 110 кВ.

Для защиты данной линии используется типовая панель ЭПЗ – 1644, которая имеет 2 раздельных комплекта:

          1 комплект:

- двухступенчатая токовая защита от междуфазных к.з. (ТО и МТЗ)

- первая ступень двухступенчатой токовой защиты НП

          2 комплект:

- одноступенчатая дистанционная защита от междуфазных к.з.

- вторая ступень токовой защиты НП.

4.1  Двухступенчатая токовая защита от междуфазных к.з.

1)  ТО (пусковой орган РТ – 40)

Отстройка от срабатывания при к.з. на шинах 6 кВ

Отстройка от бросков тока намагничивания в цикле АПВ.

Последнее определяющее условие можно исключить, организовав выдержку времени t=(0,15÷0,2) с.

I_СР.З.=665,9 А

ТО является основной защитой, МТЗ – резервной.

2)  МТЗ

МТЗ линии согласовывается с МТЗ трансформатора.

4.2  Одноступенчатая дистанционная защита от междуфазных к.з.

4.3  Двухступенчатая токовая защита нулевой последовательности.

1)  ТО нулевой последовательности.

а)

б)

2)  Ток защиты нулевой последовательности

Оценка необходимости установки органа мощности:

Сравним ток от нейтрали трансформатора, посылаемый в точку к.з. и I_ср.з.

I_ТО=200 А

I_СР.З.=66,6 А

I_ТО > I_СР.З – орган мощности необходим.

Схема защиты трансформатора:

а)

 

KAW1, KAW2 – продольная дифференциальная защита.

KA6, КА7 – МТЗ на НН2

КА5 – защита от перегрузки на НН1

КА8 – защита от перегрузки на НН2

КА9 – контроль тока в цепях отключения отделителя

YAC – электромагнит включения QN

YAT – электромагнит отключения Q

Краткое описание работы схемы:

- при срабатывании диф. защ. контакты KAW1 и KAW2 замыкаются, срабатывает KL1 и подает сигнал на отключение  Q2 и Q3. Затем включается QN и в бестоковую паузу паузу отключается QR. Действие фиксирует КН1

- при срабатывании МТЗ трансформатора на ВН, замыкаются контакты КА1 и КА2 и далее замыкаются контакты КТ1 с выдержкой времени и идет сигнал на отключение Q2 и Q3 и включение QN. Действие фиксирует КН2.

- при срабатывании МТЗ трансформатора на НН1 (НН2), замыкаются контакты КА3 и КА4(КА6 и КА7) и далее с выдержкой времени и идет сигнал на отключение Q2 и Q3 и включение QN.

- при перегрузке замыкаются контакты КА5, КА8 и подает сигнал.

- при срабатывании газового реле нижний контакт KSG2 действует на промежуточное реле KL4, которое действует на включение QN. При включении QN перебрасываются его вспомогательные контакты, срабатывает реле KQC4 и отключает Q2, Q3. Действие фиксирует КН7.

Схема защиты тупиковой линии

Краткое описание работы схемы:

- при срабатывании ТО замыкаются контакты КА1 и КА2, реле времени с выдержкой времени замыкает свои контакты КТ1, подавая сигнал на отключение Q1. действие фиксирует КН1

- при срабатывании МТЗ, замык. КА3, КА4 и с выдержкой времени КТ3 подает сигнал на откл.

- при срабатывании дистанционной защиты, реле KZ2, KZ2, KZ3 замык. И с выдержкой времени подает сигнал на KL2, которое замык. цепь откл. Q1.

- при действии направленной токовой защиты НП срабатывают KW и КА6 и с выдержкой времени КТ5 подает сигнал на отключение Q1.

Список литературы:

1.  «Основы техники релейной защиты», М. А. Беркович, В. В. Молчанов.

2.  Справочник по проектированию электроэнергетических систем.        под. ред. С. С. Рокотяна.

3.  Курс лекций по РЗиА. В. А. Шумилов.