21237

ЗАЩИТА ТРАНСФОРМАТОРОВ И АВТОТРАНСФОРМАТОРОВ

Лекция

Энергетика

2 Межвитковые замыкания в одной фазе защита должна действовать на отключение. 3 Замыкания на землю защита действует на отключение или на сигнал. Ненормальные режимы: 1 Протекания сверхтоков при внешнем КЗ защита должна действовать на селективное отключение.

Русский

2013-08-02

451.5 KB

31 чел.

ЗАЩИТА ТРАНСФОРМАТОРОВ И АВТОТРАНСФОРМАТОРОВ

Виды повреждений:

1 Междуфазные замыкания внутри кожуха и на выводах – сопровождаются сверхтоками, поэтому защита должна действовать на отключение.

2 Межвитковые замыкания в одной фазе – защита должна действовать на отключение.

3 Замыкания на землю – защита действует на отключение или на сигнал.

Ненормальные режимы:

1 Протекания сверхтоков при внешнем КЗ – защита должна действовать на селективное отключение.

2 Перегрузка по току – защита действует на сигнал, перегрузка может быть устранена персоналом; на разгрузку, то есть на отключение части присоединений; на отключение, если перегрузка не устранена.

ЗАЩИТА ОТ СВЕРХТОКОВ

Наиболее простой защитой является МТЗ – устанавливается на всех трансформаторах в качестве основной или резервной (если есть дифференциальная защита).

Рисунок 8.1

Если трансформатор двухобмоточный с односторонним питанием, МТЗ выполняется по схеме полной звезды (в сетях с заземлённой нейтралью) или по схеме неполной звезды с двумя и тремя реле ( в сетяхс изолированной нейтралью). МТЗ действует на оба выключателя для резервирования.

(8.1)

(8.2)

Необходимо согласование по току и по времени с предыдущими защитами.

Рисунок 8.2

Защита трёхобмоточных трансформаторов должна обеспечивать отключение только той обмотки, которая питает место повреждения. Ставится три комплекта МТЗ на каждую обмотку, причём  и .

Защиты шин 2 и 3. Защита трансфоматора – 1.

Возможна установка только двух комплектов – 1 и 2. Тогда защита 1 имеет две выдержки времени – с меньшей действует на отключение НН и с большей на отключение всех выключателей.

На многообмоточных трансформаторах с двухсторонним и односторонним питанием необходимо устанавливать направленные защиты.

Если чувствительности МТЗ недостаточно, то применяют МТЗ с блокировкой по напряжению, а также токовые защиты обратной последовательности с приставкой для действия при трёхфазных КЗ.

Токовая защита нулевой последовательности используется для ускорения отключения КЗ на землю и если чувствительности МТЗ к однофазным замыканиям недостаточно. Защита устанавливается со стороны обмотки с заземлённой нулевой точкой. Пусковой орган может включаться на фильтр тока нулевой последовательности или на трансформатор тока в нейтрали трансформатора.

Рисунок 8.3

Защита от перегрузки устанавливается в однофазном исполнении с помощью дополнительного токового реле, включенного в схему МТЗ.

Если на трансформаторе не установлена дифференциальная защита, то предусматривается токовая отсечка. Схемы токовой отсечки выбираются такими же, как и схема МТЗ. Ток срабатывания токовой отсечки отстраивается от:

1 наибольшего тока КЗ на шинах НН трансформатора.

2 От броска тока намагничивания

Токовая отсечка действует на отключение всех выключателей трансформатора.

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ ЗАЩИТА

Дифференциальная защита применяется в качестве основной быстродействующей защиты трансформаторов. Дифференциальная защита устанавливается в следующих случаях:

1 на одиночно работающих трансформаторах мощностью 6300 кВ·А

2 на параллельно работающих трансформаторах мощностью 4000 кВ·А и выше

3 на трансформаторах мощностью 1000 кВ·А и выше, если токовая отсечка имеет недостаточную чувствительность , а МТЗ имеет выдержку времени более  0,5 с.

ОСОБЕННОСТИ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Рисунок 8.4

Первичные токи разных обмоток трансформатора равны по величине и фазе ( если трансформатор с соединением обмоток Y/D).

Компенсация сдвига фаз первичных токов осуществляется за счёт соединения вторичных обмоток трансформаторов тока на звезды силового трансформатора в треугольник, а на стороне треугольника силового трансформатора – в звезду.

Компенсация неравенства величин первичных токов осуществляется подбором коэффициентов трансформации трансформаторов тока, а также вводом в схему особых уравновешивающих трансформаторов и автотрансформаторов. В качестве уравновешивающего трансформатора используется БНТ с дополнительными уравнительными обмотками.

Рисунок 8.5

СОСТАВЛЯЮЩИЕ ТОКА НЕБАЛАНСА

1  - обуславливается наличием погрешности трансформаторов тока РЗ. Эта составляющая наиболее велика из-за вынужденной разнотипности трансформаторов тока.

(8.3)

2  - появляется при изменении коэффициента трансформации силового трансформатора устройствами ПБВ и РПН.

3  - возникает при неточной компенсации токов плеч РЗ (из-за неравенства первичных токов).

4  - обуславливается наличием тока намагничивания у силового трансформатора.

Полный ток небаланса  определяется в основном  и :

,

(8.4)

и поэтому больше, чем  в дифференциальных защитах ЛЭП и генераторов.

,

(8.5)

где  - коэффициент, учитывающий бросок тока небаланса, =1, если используются БНТ, =2, если БНТ не используются.

         - коэффициент однотипности, =0,5, если вторичные токи выровнены, в противном случае =1.

         =0,1, если трансформаторы тока выбраны по условию 10% погрешности при сквозных коротких замыканиях.

          - наибольшее значение тока внешнего КЗ.

,

(8.6)

где  - погрешность, обусловленная регулированием напряжения.

,

(8.7)

=1,31,5

Кроме отстройки от тока небаланса в дифференциальной защите трансформатора необходима отстройка от броска намагничивания силового трансформатора, возникающего при включении трансформатора.  появляется только в одной обмотке и может достигать 5-10-кратной величины .

Отстройка от  может осуществляться двумя способами:

1 Введением выдержки времени 1 с. При этом отстройка по току от  не осуществляется , но теряется быстродействие защиты.

2 Производится отстройка от  по току срабатывания РЗ:

,

(8.8)

=35.

При этом теряется чувствительность РЗ. Такой способ может применяться на трансформаторах до 25 МВ·А, если 2.

3 Применяются реле с БНТ (РНТ)

,

(8.9)

=11,3, то есть чувствительность оказывается гораздо выше, чем у дифференциальной отсечки.

В случае, если трансформатор имеет РПН, или трансформатор многообмоточный, то  в установившемся режиме становится недопустимо велик. Тогда используются дифференциальные реле с торможением по описанному принципу (реле ДЗТ).

Рисунок 8.6

ГАЗОВАЯ ЗАЩИТА

газовая защита устанавливается на трансформаторах, автотрансформаторах, реакторах с масляным охлаждением, имеющих расширители.

1. На трансформаторах мощностью 6,3 МВ·А и более.

2. На внутрицеховых трансформаторах мощностью 630 кВ·А и более.

3. Может быть установлена на трансформаторах 1 МВ·А и более.

Действие газовой защиты основано на том, что любое повреждение внутри бака вызывает разложение масла, что сопровождается выделением газа. Защита выполняется так, чтобы при медленном газообразовании подавался предупредительный сигнал, при сильном выделении газа происходило отключение электроустановки. Кроме того, РЗ действует на сигнал и (или) на отключение при опасном понижении уровня масла.

Газовая защита универсальна, имеет высокую чувствительность к любым повреждениям внутри бака и быстродействующая. Газовая защита выполняется с помощью газовых реле поплавкового (устаревшие), лопастного и шашечного типа.

Рисунок 8.7

ЗАЩИТА ТРАНСФОРМАТРОВ БЕЗ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ НА СТОРОНЕ ВН

Для отключения повреждения в трансформаторе, подключенном к ЛЭП по упрощенной схеме, используется три способа:

1. Настройка защит питающей линии на отключение повреждений в трансформаторе. Например, вторая ступень МТЗ защищает весь трансформатор, а ТО – выводы ВН и часть обмоток. Тогда трансформатор не имеет другой РЗ. Такой способ прост и дешев, однако не обеспечивается быстродействие.

Рисунок 8.8

2. Передача отключающего импульса на выключатель ЛЭП. В этом случае на трансформаторе устанавливаются все необходимые защиты (газовая, диф. защита или ТО, МТЗ), и при их срабатывании импульс на отключение передается на выключатель ЛЭП с помощью канала связи.

3 Установка короткозамыкателя. Этот способ используется, если РЗ ЛЭП не чувствительны  к повреждениям в трансформаторе, а применение второго способа дорого. При повреждении в трансформаторе РЗ трансформатора срабатывает на замыкание короткозамыкателя. Возникает искусственное КЗ с большим током, которое отключается

Рисунок 8.9

выключателем ЛЭП. Этот способ универсален и дешев, однако при этом замедляется отключение повреждения в трансформаторе, создаются тяжёлые условия для выключателя ЛЭП, нарушается работа смежных потребителей. Если ЛЭП питает не один трансформатор, а несколько, на РУ ВН трансформатора дополнительно устанавливается отделитель со стороны ЛЭП для обеспечения селективности (отделяет повреждённый трансформатор – размыкает цепь в бестоковую паузу, после чего выключатель ЛЭП включается под действием АПВ).

ЗАЩИТА ШИН.

Особая (специальная) защита шин применяется только тогда, когда защита присоединений не обеспечивает необходимое быстродействие или селективность.

Шины РУ НН понизительной подстанции обычно защищаются токовыми защитами трансформаторов или питающих линий. На секционном выключателе также
устанавливается одноступенчатая токовая защита (может выполняться неселективной по отношению к РЗ отходящих ЛЭП за счёт того, что большую часть времени СВ отключен.

Рисунок 8.10

Кроме того, в ячейках КРУ применяется быстродействующая дуговая защита, реагирующая на свечение электрической дуги или на повышение давления воздуха в шинном отсеке.

В качестве основной защиты шин используется дифференциальная защита шин:

1. На шинах электростанций.

2. На РУ 110 кВ и выше со сборными шинами.

3. В особых случаях на РУ 3510 кВ.

Рисунок 8.9

Дифференциальная защита шин основана на сравнении величин и ваз токов, входящих в шины и выходящих.

В нормальном режиме, при внешнем КЗ, перегрузках сумма токов равна нулю. Если произошло КЗ на шинах, то сумма токов не равна нулю.

Ток срабатывания защиты отстраивается от наибольшего тока небаланса ( при внешнем КЗ).


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

36206. Фундаменты малоэтажных зданий (конструкции, материалы) 188.22 KB
  Фундаменты малоэтажных зданий конструкции материалы Фундамент конструктивный элемент здания воспринимающий нагрузку от наземной части здания и передающий ее на основание. с подушкой3трапецеидальной формы4ступенчатый высота ступени больше или равно 30 см Фундаменты малоэтажных жилых зданий...
36207. Деревянные конструкции. Принцип фахверковой стены. Вопросы ее утепления и облицовки 51 KB
  Фахверковые дома имеют жёсткий несущий каркас из : стоек вертикальных элементов балок горизонтальных элементов раскосов диагональных элементов которые и являются основной отличительной особенностью конструкции фахверка. В основном применяются конструкции позволяющие создать большую площадь остекления что зрительно создает эффект растворения границы интерьера сближая человека с природой. В основном несущие элементы конструкции фахверка покрывают защитным составом позволяющим сохранять древесину сухой трудновоспламеняемой и...
36208. КАМЕННЫЕ КОНСТРУКЦИИ ОДНОСЛОЙНЫЕ И МНОГОСЛОЙНЫЕ КОНСТРУКЦИИ НЕСУЩИХ СТЕН 159 KB
  Стены основные элементы конструкции здания. Несущая стена является естественным продолжением и неотъемлемым элементом конструкции здания служит опорой для балок или бетонных плит потолочного перекрытия. Наружные стены могут быть однослойной или слоистой конструкции.
36209. Задачи дискретной оптимизации. Основные точные методы дискретной оптимизации: поиск с возвратом, динамическое программирование, метод ветвей и границ. Приближённые методы дискретной оптимизации: жадный алгоритм, метод локальных вариаций 126.5 KB
  Тогда в терминах ЦЧЛП задача о рюкзаке может быть сформулирована так: найти максимум линейной функции при ограничениях хj  0 . Найти кратчайший маршрут коммивояжера бродячего торговца начинающийся и заканчивающийся в заданном городе и проходящий через все города. Воспользовавшись им при k = n 1 1 можно найти Q х0 оптимальное значение критерия эффективности. Зная х1 можно найти оптимальное управление на 2й стадии и т.
36210. Языки описания выбора. Процедуры выбора при критериальном описании: скалярно-оптимизационный механизм выбора, человеко-машинные процедуры, мажоритарные схемы 73.5 KB
  Процедуры выбора при критериальном описании: скалярнооптимизационный механизм выбора человекомашинные процедуры мажоритарные схемы. Как любая теория теория выбора начинается с языка описания. К настоящему времени сложилось три основных языка описания выбора: критериальный язык; язык бинарных отношений; язык функций выбора.
36211. Классы численных методов построения множеств неулучшаемых решений. Основные теоремы для поточечных методов и алгоритма последовательного выбора 31.5 KB
  Процедуры первой группы осуществляют поочередный поиск отдельных неулучшаемых точек как решений вспомогательных скалярных задач. В них на каждой итерации получается целое множество âнеплохихâ точек которое на последующих шагах постепенно улучшается. Генератор на каждой итерации порождает набор точек zk а ФВ осуществляет отбор в некотором смысле лучших из них: Генератор множеств точек zk Функция выбора С Для организации выбора необходимо произвести парные сравнения исходных вариантов и отбросить те из...
36212. Эффективные и слабо-эффективные решения. Поточечные методы поиска слабо-эффективных решений и оценок. Линейная свёртка, теорема Карлина. Логическая свёртка, теорема Гермейера. Геометрический смысл теорем Карлина и Гермейера 79.5 KB
  Поточечные методы поиска слабоэффективных решений и оценок. Решения или оценки называются эффективными слабоэффективными если они неулучшаемы по отношению Парето Слейтера. Поиск слабоэффективных решений или оценок поточечными методами базируется на основной теореме 2.
36213. Метод наименьших квадратов (МНК). Теорема Гаусса-Маркова. Анализ уравнения регрессии посредством коэффициента детерминации и остаточной дисперсии. МНК-прогноз 112.5 KB
  МНКпрогноз. Согласно методу наименьших квадратов МНК эти оценки находят из условия минимума функции Qb = где уi наблюдаемое значение выходного параметра в iм эксперименте.1 МНКоценок и представляет прежде всего теоретический интерес.
36214. Понятие плана эксперимента. Оптимизационные свойства планов экспериментов. Полный факторный план и его свойства 46 KB
  Оптимизационные свойства планов экспериментов. Полный факторный план и его свойства. Одной из главных задач планирования экспериментов является выбор множества экспериментальных точек в некотором смысле оптимальных.