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

24 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

22558. Энергетические методы расчета деформаций 75.5 KB
  Он основан на применении закона сохранения энергии. При статическом растяжении или сжатии упругого стержня происходит превращение потенциальной энергии из одного вида в другой; часть потенциальной энергии действующего на стержень груза полностью переходит в потенциальную энергию деформации стержня. Это явление имеет место при любом виде деформации всякой упругой конструкции при статической нагрузке; такую конструкцию можно рассматривать как своеобразную машину преобразующую один вид потенциальной энергии в другой. При этих условиях...
22559. Теорема Кастильяно 133 KB
  Будем решать эту задачу в несколько приемов; сначала рассмотрим более простой случай Рис. Мы представим себе что для перехода к смежному деформированному состоянию к силе сделана бесконечно малая добавка Рис. Предположим что мы сначала нагрузили нашу балку грузом ; балка очень немного прогнется Рис. Рис.
22560. Теоремы о взаимности работ и Максвелла — Мора 150 KB
  Если к балке нагруженной силой приложить затем статически силу в сечении 2 то к прогибу точки приложения силы от этой же силы прибавится Рис.1 прогиб от силы равный ; первый значок у буквы у указывает точку для которой вычисляется прогиб; второй обозначает силу вызывающую этот прогиб. Расчетная схема к теореме о взаимности работ Полная работа внешних сил составится из трех частей: работы силы на вызванном ею прогибе т. работы силы на вызванном ею прогибе ее точки приложения т.
22561. Часова організація памяті 26.5 KB
  Часова організація памяті Безпосередній відбиток забезпечує утриманнялише протягом 50500 мс достатньо повного і детального образу картини зовнішнього світу що сприймаеться органами чуття. Цей вид памяті має різні параметри у кожної людини змінюється протягом життя індивіда і залежить від функціонального стану організму. Ця память відрізняеться від попердньої тим що дозволяє відтворювати будь яку частину представленого матеріалу і тим самим деякий час утримувати в памяті визначену кількість інформації. Не вся інформація з системи...
22563. Механізми, що лежать в основі формування довготривалої памяті 25 KB
  Механізми що лежать в основі формування довготривалої памяті Цей вид памяті не може базуватись лише на циркуляції імпульсів чи змінах електрофізичних характеристик окремих нейронів. Разом з тим велика кількість інформації при цьому зберігається в довготривалій памяті – незмінню.Механізм памяті такоє пояснюють на основі складних морфологічних чи біохімічних змін синапсів. Молекулярна теорія памяті в основі якої лежить уявлення про те що виникаючий під дією зовнішнього подразника нервовий імпульс активує синтез РНК в нейроні.
22564. Визначення та класифікація емоцій 24 KB
  Визначення та класифікація емоцій Емоції рефлекторна адаптаційна психофізіологічна реакція яка повязана з проявом субєктивного ставлення до значущої ситуації і забезпечує організацію доцільної поведінки. Емоції поділяють на вищі та нижчі. Нижчі емоції найбільш елементарні повязані з органічними потребами тварин і людей поділяються на 2 види : 1 гомеостатичні проявляються в вигляді неспокою пошуковорухової активності спраги голоду і ін. Вищі емоції виникаютьлишу у людини в звязку з задоволенням соціальних потреб інтелектуальних...
22565. Функції емоцій 23 KB
  Сигнальна функція полягає в тому що емоції сигналізують про корисний чи негативний вплив даного організму чи успішність чи неуспішність виконання даної дії. Це призводить до моментальної мобілізації всіх систем організму для реакції – відповіді характер якої залежить від того сигналом корисного чи негативного впливу на організм є даний подразник. Таким чином впливи що надходять з зовнішнього середовища і від самого організму призводять до виникнення емоційних переживань що дають загальну якісну характеристику фактору що впливають...
22566. Основні фізіологічні теорії емоцій 25 KB
  Основні фізіологічні теорії емоцій В першій класичній теорії відомій як теорія Джеймся Ланге робили висновок про характеристику стенічних та астенічних емоційних станів.Пізніше Кеннон та Бард показали що емоції гніву та стаху під впливом таламічних розрядів супроводжуються повишеним поступанням адреналіну в кров що призводить до розвитку симпатікотонії яка відіграє позитивну роль в підготовці організму до діяльності і навіть боротьби внаслідок чого ця теорія отримала незву таламічної теорії емоцій. Кортикальні емоційні процеси...