Подстанция 1103510 кВ с микропроцессорными устройствами релейной защиты и автоматики для защиты трансформатора (УГАТУ)

3.2 Расчет ДЗТ

ДЗТ применяется в качестве основной быстродействующей защиты трансформаторов и автотрансформаторов. Ввиду ее сравнительной сложности ДЗТ, согласно [7], устанавливается в следующих случаях:

- на одиночно работающих трансформаторах мощностью 6300 кВА и выше;

- на параллельно работающих трансформаторах 4000 кВА и выше;

- на трансформаторах 1000 кВА и выше, если токовая отсечка не обеспечивает необходимой чувствительности при коротком замыкании на выводах высшего напряжения (), а максимальная токовая защита имеет выдержку времени более 0,5 с.

3.2.1 Определение относительного начального тока срабатывания ДЗТ при отсутствии торможения

Согласно таблице 11 [9], по базисным токам главных трансформаторов тока производим выбор числа витков первичных обмоток входных трансформаторов тока по сторонам для грубого выравнивания токов: W1 = 4 витка. Покажем это в таблице 4.2.

Таблица 3.2 - Выбор витков входных трансформаторов тока терминала БЭ2704V41

В качестве основного плеча защиты принимается сторона высшего номинального напряжения трансформатора - сторона 110 кВ. Все относительные величины в расчетах данного раздела приведены по отношению к номинальному току на стороне основного плеча защиты.

Относительный начальный ток срабатывания ДЗТ (чувствительного органа) при отсутствии торможения определяется:

,

где = 1,5 - коэффициент отстройки, учитывающий погрешности реле, ошибки расчета и необходимый запас;

- коэффициент однотипности высоковольтных трансформаторов тока, = 2,0 - для трансформаторов тока с номинальным током 5 А;

- относительное значение полной погрешности трансформаторов тока в режиме, соответствующем «началу торможения»;

- относительное значение половины суммарного диапазона регулирования напряжения на стороне СН (НН). В данном случае , так как на стороне СН напряжение регулируется при помощи переключение без возбуждения (ПБВ) с пределом переключений , а , так как на стороне НН регулирование отсутствует;

- коэффициент токораспределения для стороны СН (НН) в расчетном нагрузочном режиме. Применительно к данному проекту считаем, что ток распределяется по сторонам равномерно и , так как питание осуществляется только со стороны ВН.

- относительное значение тока небаланса, вызванного неточностью выравнивания.

Типовое значение уставки .

В выражении (4.3), - составляющая, обусловленная погрешностью трансформаторов тока, а - составляющая, обусловленная регулированием напряжения защищаемого трансформатора.

Согласно (4.3), получаем:

.

Полученное значение, , меньше типового значения уставки равного 0,3, поэтому, согласно [10], за расчетное значение минимального тока срабатывания защиты принимаем типовое значение уставки:

А.

3.2.2 Определение коэффициента торможения

Коэффициент торможения , равный тангенсу угла наклона тормозной характеристики реле, выбирается по условию обеспечения недействия защиты от тока небаланса переходного режима внешнего короткого замыкания.

Отстройка от переходного (а не установившегося) режима определяется тем, что форма тока небаланса переходного режима при определенных условиях может оказаться такой, что времяимпульсный принцип и торможение от второй гармоники будут недостаточными для обеспечения надежной отстройки защиты.

Коэффициент торможения определяется:

,

где = 1,5…2,0 - коэффициент, учитывающий переходный режим. При этом меньшие значения коэффициента принимаются при одинаковой схеме соединения трансформаторов тока защиты на разных сторонах;

- относительное значение полной погрешности трансформаторов тока в режиме короткого замыкания.

Типовое значение уставки = 0,5.

Вычислим согласно формуле (4.4):

.

За расчетное значение уставки принимаем типовое значение = 0,5.

3.2.3 Определение тока начала торможения

Согласно пункту 5.1.5 [10], торможение, как правило, следует осуществлять от токов на всех (питающих и приемных) сторонах трансформатора. Однако, если на подстанции не имеется синхронных двигателей, в защите трехобмоточного трансформатора при наличии питания только со стороны высшего напряжения и отсутствия параллельной работы на стороне среднего напряжения целесообразно торможение осуществлять только от токов на приемных сторонах. В нашем случае питание осуществляется только с высокой стороны. Таким образом, относительный ток начала торможения ДЗТ току принимается равным: , так как торможение осуществляется от токов всех групп трансформаторов тока.

3.2.4 Определение тока торможения блокировки ДЗТ

Ток торможения блокировки ДЗТ, согласно пункту 4.2.4 [9], определяется величиной сквозного тока, выше которого защита использует дифференциально-фазный принцип действия, то есть величиной максимального сквозного тока нагрузки при внутреннем коротком замыкании.

Типичное значение уставки .

3.2.5 Определение тока срабатывания дифференциальной отсечки

Ток срабатывания дифференциальной отсечки определяется следующими условиями:

- отстройкой от броска тока намагничивания:

;

- отстройкой от максимального тока небаланса внешнего короткого замыкания:

,

где - максимальное значение тока внешнего металлического короткого замыкания, приведенное к базисному току стороны внешнего короткого замыкания.

Определим :

А;

А,

где и - определяются из таблицы 3.3.

Таким образом, максимальное значение тока внешнего металлического короткого замыкания, приведенного к базисному току стороны внешнего короткого замыкания равно: А.

Согласно выражениям (4.5) и (4.6) определяем ток срабатывания дифференциальной отсечки:

А;

А.

На основании расчетов уставку тока срабатывания дифференциальной отсечки принимаем равной: .

3.2.6 Определение коэффициента чувствительности защиты

Коэффициент чувствительности защиты определяется:

;

,

где , - минимальные двухфазный и трехфазный токи короткого замыкания, приведенные к высшему напряжению.

Для определения коэффициента чувствительности рассмотрим самый минимальный режим, согласно таблице 3.3. Согласно (4.7), (4.9) и (4.8) получаем:

А;

А,

.

Таким образом, получаем, что даже в самом минимальном режиме защита обладает чувствительностью в несколько раз превышающей нормативное минимальное значение, которое, согласно пункту 3.2.21 [7], равно 2. Размещено на Allbest.ru