Релейная защита

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

1 Исходные данные к расчету

2 Расчет дифференциальной защиты силового трансформатора

3 Расчет максимальной токовой защиты 10 кВ с блокировкой по напряжению 10 кВ

Литература

1 Исходные данные к расчету

Рисунок 1 - Схема защищаемого трансформатора

1 Индуктивное сопротивление системы, приведенное к стороне ВН

Хсmax = 7 Ом

Хсmin = 11 Ом

2 Тип трансформатора: ТДН - 25000/110,

Регулирование напряжения: 110±16% кВ.

3 Напряжение короткого замыкания uк = 10,5%.

4 Тип реле: ДЗТ - 11.

5 Оперативный ток: переменный.

2 Расчет дифференциальной защиты силового трансформатора

Цель расчета дифференциальной защиты является определение необходимого количества витков рабочей, уравнительных и тормозной обмоток, позволяющих обеспечить требуемую чувствительность дифференциальной защиты и выбор схемы включения обмоток реле.

1) По исходной схеме составляем упрощенную схему замещения для одной фазы, на которой все электромагнитные элементы заменены гальваническими.

Рисунок 2 - Упрощенная схема замещения.

2) Определим индуктивное сопротивление силового трансформатора, при этом за базисное принимаем Uб = 115 В, Sб = 25 МВА.

, (1.1)

Ом.

3) Рассчитываем токи трехфазного короткого замыкания в максимальном и минимальном режимах, для чего на схему замещения наносим точку короткого замыкания.

Точка К: ток трехфазного короткого замыкания в максимальном режиме равен:

, (1.2)

А.

Аналогично вычисляем ток короткого замыкания в минимальном режиме работы системы:

А.

4) Определяем первичные токи трансформаторов тока защищаемого силового трансформатора по выражению:

, (1.3)

где SН - номинальная мощность трансформатора;

UН - номинальное напряжение ступени для которой вычисляется ток.

Расчеты сведем в таблицу и вычислим вторичные токи в пределах защиты трансформатора:

, (1.4)

где i - вторичный ток в плечах защиты трансформатора, А;

КСХ - коэффициент схемы;

КТi - i - й коэффициент трансформации для трансформаторов тока соответствующей стороны.

Таблица 1 - Расчетные значения первичных и вторичных токов.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Трансформаторы тока соединяются в схему противоположную схеме соединения обмоток силового трансформатора.

5) Определяем первичный ток небаланса при коротком замыкании на стороне 10 кВ без учета тока небаланса обусловленным погрешностью из - за неточного выравнивания МДС в реле.

, (1.5)

где ka - коэффициент апериодичности, учитывающий наличие апериодической составляющей тока, ka = 1;

kодн - коэффициент однотипности измерительного трансформатора тока, kодн = 1;

fi - допустимая относительная погрешность измерительного трансформатора тока, fi = 0,1;

?U110 - относительная погрешность обуславливаемая наличием устройства РПН, ?U110 = 0,16.

А.

6) Вычисляем первичный ток срабатывания дифференциальной защиты по следующим двум условиям:

· по условию отстройки от расчетного максимального тока небаланса при переходных режима, вызванных внешними короткими замыканиями.

, (1.6)

где kH - коэффициент надежности (отстройки), для ДЗТ kH = 1,5.

А.

· по условию отстройки от броска тока намагничивания при включении трансформатора.

,

А.

Из двух условий к дальнейшему расчету принимаем наибольшее из полученных значений, а именно

7) Вычисляем ток срабатывания защиты, приведенный к стороне 110 кВ

, (1.7)

где kСХ(3) - коэффициент схемы при трехфазном коротком замыкании;

kТВ - коэффициент трансформации на стороне высшего напряжения.

А.

8) Рассчитываем число витков.

, (1.8)

где А·WСР - МДС срабатывания реле, для ДЗТ А = 100 А/виток.

, витков.

Принимаем фактическое число витков на стороне высшего напряжения, равным 17.

Определяем число витков на стороне 10 кВ по выражению:

, (1.9)

витков.

Принимаем фактическое число витков на стороне низкого напряжения, равным 8.

9) Определяем токи небаланса обусловленные погрешностью из - за неточного выравнивания МДС в реле в следствие невозможности установки на реле точного числа витков.

, (1.10)

А.

10) Определяем ток небаланса с учетом обусловленного погрешностью из - за неточного выравнивания МДС в реле.

, (1.11)

А.

Тормозную обмотку для реле ДЗТ предусматриваем на стороне 10 кВ, т.к. при внешнем коротком замыкании в этой цепи проходит ток обуславливающий наибольший ток небаланса.

11) Определяем число витков тормозной обмотки.

, (1.12)

где kН - коэффициент надежности;

IНБ10 - ток небаланса плеча где предусматривается тормозная обмотка;

IТ - первичный ток трансформатора тока в цепи 35 кВ;

tg? - тангенс угла наклона касательной проведенной к тормозной характеристике на оси абсцисс, из /1/ tg? = 0,87.

IТ = IMAX10 = 1015,5 А;

витка.

Принимаем фактическое число витков обмотки торможения равным 4.

12) Рассчитываем коэффициент чувствительности при коротком замыкании на стороне 10 кВ.

, (1.13)

где IСЗ - ток срабатывания защиты отстроенный от наибольшего тока небаланса, IСЗ = kH*IНБ.

.

Значит на стороне 10 кВ защита по чувствительности проходит.

3 Расчет максимальной токовой защиты 10 кВ с блокировкой по напряжению 10 кВ

В соответствии с ПУЭ на трансформаторах мощностью более 1 МВА, должна быть предусмотрена максимальная токовая защита (МТЗ) с комбинированным пусковым органом по напряжению или токовая защита обратной последовательности с приставкой для действия при симметричных коротких замыканиях.

Устанавливаем для силового трансформатора МТЗ с комбинированным пусковым органом напряжения. Наличие пускового комбинированного органа напряжения позволяет выбрать ток срабатывания защиты без учета перегрузки трансформатора по условию:

, (2.1)

защита силовой трансформатор замыкание

где IНOM - номинальный ток трансформатора на стороне 10 кВ;

k?ОТС - коэффициент отстройки, учитывающий неточность расчета тока небаланса, k?ОТС = 1,2 /2/;

kВ - коэффициент возврата, kВ = 0,8 /2/;

kСЗ - коэффициент самозапуска, kСЗ = 1.

А.

Определяем ток срабатывания реле:

, (2.2)

где kТ3 - коэффициент трансформации трансформаторов тока на стороне 6 кВ.

А.

Выбираем ток уставки , тогда первичный ток будет равен 1980 А.

Определяем коэффициент чувствительности по току на стороне 10 кВ из выражения:

, (2.3)

.

Чувствительность защиты обеспечивается.

Напряжение срабатывания защиты для минимального реле напряжения, включенного на междуфазное напряжение, исходя из обеспечениях возврата реле в условиях самозапуска после отключения внешнего короткого замыкания, определяется по выражению:

, (2.4)

где Uраб.min - минимальное рабочее напряжение, Uраб.min = (0,9…0,85)UН;

k?ОТС - коэффициент отстройки, k?ОТС = 1,2 /2/;

kВ - коэффициент возврата, kВ = 1,2 /2/.

кВ,

Напряжение срабатывания реле определяется по следующему выражению:

, (2.5)

где kTV - коэффициент трансформации трансформатора напряжения установленного на шинах 10 кВ.

В.

Литература

Шабад М. А. Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей. Изд. 2-е, перераб. и доп. - Л.: «Энергия», 1976. - 288 с.

Андреев В. А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения: Учеб. для вузов по спец. «Электроснабжение». - 3-е изд., перераб. и доп. - М: Высш. шк., 1991. - 496 с.

Размещено на Allbest.ru