Релейная защита и расчет токов короткого замыкания (стр. 4 из 8)

Основными защитами трансформатора являются:

1) Токовая отсечка без выдержки времени от многофазных коротких замыканий в обмотках и на выводах трансформатора;

2) газовая защита от внутренних повреждений и понижения уровня масла;

3) МТЗ от внешних многофазных кз.

4) токовая защита от перегруза.

Номинальная мощность трансформатора:

кВА, (3.1)

– напряжение короткого замыкания трансформатора.

Поскольку номинальная мощность трансформатора больше 400 кВА, то газовая защита устанавливается.

3.1 Т.О. без выдержки времени

1) Защита выполняется с помощью токового реле РСТ 13.

2) Номинальный ток первичной обмотки трансформатора:

А. (3.2)

Выбираем трансформатор тока ТЛМ-10-150-0,5/10Р:

А,

А.

Коэффициент трансформации трансформатора тока:

Трансформаторы тока и реле включены по схеме неполной звезды с реле в нулевом проводе:

3) Ток срабатывания защиты отстраивается от максимального тока кз:

А, (3.3)

где

– коэффициент отсечки (принимаем реле типа РСТ - 13)

Коэффициент чувствительности определяется при двухфазном коротком замыкании в минимальном режиме на выводах высокого и низкого напряжений:

. (3.4)

5) Ток срабатывания реле:

А. (3.5)

Принимаем к установке реле РСТ 13-29, у которого ток срабатывания находится в пределах

Определим сумму уставок:

. (3.6)

Принимаем сумму уставок

Найдем ток уставки реле:

А.

3.2 Газовая защита от внутренних повреждений и понижения уровня масла

Ток, проходящий через место установки токовой защиты при повреждении внутри бака трансформатора (пример межвитковое замыкание), определяется числом замкнутых витков и поэтому может оказаться не достаточным для ее действия. Однако витковое замыкание представляет опасность для трансформатора; и защиты отключатся. Опасные внутренним повреждением является также «пожар стали» магнитопровода, который возникает при нарушении изоляции между листами магнитопровода, что ведет к увеличению потерь на перемагничивании и вихревые токи. Потери вызывают, местный нагрев стали, ведущий к дальнейшему разрушению изоляции. Токовая и дифференциальная защиты на этот вид повреждения не реагируют. Отсюда возникает необходимость использования специальной защиты от внутренних повреждений - «газовой», фиксирующей появление в баке поврежденного трансформатора газа. Образование газа является следствием разложения трансформаторного масла и других изолирующих материалов под действием электрической дуги или не допустимого нагрева. Интенсивность газообразования зависит от характера и размеров повреждения. Это дает возможность выполнить газовую защиту, способную различить степень повреждения, и в зависимости от этого действовать на сигнал или отключение.

Основным элементом газовой защиты является газовое реле KGS, устанавливаемое в маслопроводе между баком и расширителем. Принимаем к установке реле типа: РГТ – 80 (струйное) которое имеет два отключающих и один сигнальный элемент.

Время срабатывания реле составляет tср=0,05--0,5 с.

Уставка по скорости составляет 0,65 м/с.

3.3 Максимальная токовая защита от внешних многофазных к.з.

1) Ток срабатывания МТЗ понижающего трансформатора определяется, исходя из максимального рабочего тока.

Принимаем:

2) Ток срабатывания защиты с учетом коэффициента само запуска электродвигателей

(3.7)

где

– коэффициент отсечки (принимаем реле типа РСТ - 13)

– коэффициент возврата

где

– коэффициент схемы (неполная звезда);

(3.8)

Ток срабатывания реле:

(3.9)

Принимаем реле РСТ 13-24

Ток уставки равен:

Время сработки защиты:

Tсз(30)=0.6c=tсз+∆t=0.2+0,4=0,6с.

3.4 Максимальная токовая защита с выдержкой времени – защита от перегруза

1) Защита выполняется с помощью токового реле РСТ 13 с коэффициентом возврата

2) Принимаем к установке уже выбранный в п.3.1 трансформатор тока ТЛМ-10-150-0,5/10Р. Трансформаторы тока включены по схеме неполной звезды, реле устанавливается в одну фазу (так как перегруз является симметричным режимом):

. Коэффициент трансформации

3) Определим ток срабатывания защиты, который отстраивается от максимального рабочего тока на ВН трансформатора:

, (3.7)

где

– коэффициент отстройки;

– максимальный рабочий ток трансформатора.

А. (3.8)

4) Коэффициент чувствительности не определяется.

5) Ток срабатывания реле:

А. (3.9)

Принимаем к установке реле РСТ 13-24, у которого ток срабатывания находится в пределах

Определим сумму уставок:

. (3.10)

Принимаем сумму уставок

Найдем ток уставки реле:

А.

6) Время срабатывания защиты определяется технологическим процессом и принимается

с. Используем реле времени РВ-01.

4. Защита сборных шин (секционный выключатель Q15)

Для защиты сборных шин 220 кВ используется дифференциальная токовая защита

1) Защита выполняется с помощью токового реле РСТ 13.

2) Принимаем к установке трансформатор тока ТФНД-220-1000-0,5/10Р. Трансформаторы тока включены по схеме неполной звезды, реле устанавливается в одну фазу (так как перегруз является симметричным режимом):

. Коэффициент трансформации

3) Отстройка от тока не баланса:

(4.1)

где

– обусловлен воздействием апериодической составляющей тока на ток срабатывания;

– коэффициент однотипности;

– класс точности релейной защиты.

А (4.2)

4) Отстройка от тока максимального тока нагрузки:

А (4.3)

А (4.4)

Ток срабатывания пускового комплекта ДЗ принимаем наибольшее значение:

(4.5)