Расчет релейной защиты понижающего двухобмоточного трансформатора 110/10 кВ с вопросами автоматики

Курсовой проект - Физика

Другие курсовые по предмету Физика

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет релейной защиты понижающего двухобмоточного трансформатора 110/10 кВ с вопросами автоматики

релейный трансформатор газовый

 

 

 

Введение

релейный трансформатор газовый

Релейная защита (РЗ) предназначена для отключения защищаемого участка в цепи или элемента в случае его повреждения, выхода из строя элемента или электроустановки в целом, короткого замыкания, выхода за пределы нормального режима работы и т.д. РЗ характеризуется селективностью (избирательностью) - отключением только той части или элемента установки, которая вызвала нарушение режима; чувствительностью - быстрая реакция на определенные, заранее заданные отклонения от нормальных режимов, иногда самые незначительные; надежность - безотказная работа в случае отклонения от нормального режима. временем срабатывания - необходимой скоростью срабатывания, определяемым характером технологического процесса.

В соответствии с изложенным и в зависимости от мощности трансформатора, условий их работы, категории потребителя и т.д. применяются следующие типы защиты:

дифференциальная - для защиты при повреждениях обмоток, вводов и ошиновки трансформаторов или автотрансформаторов;

токовая отсечка мгновенного действия или плавкий предохранитель - для защиты трансформатора при повреждениях ошиновки, вводов и части обмоток со стороны источника питания;

газовая - для защиты при повреждениях внутри бака маслонаполненного трансформатора (автотрансформатора), сопровождающихся выделением газа, а также при понижении уровня масла;

максимальная токовая (МТЗ) или максимальная токовая направленная защита, реагирующая на фазные токи, а также на токи нулевой и обратной последовательностей от сверхтоков, проходящих через трансформатор при дистанционная защита и др.

 

Расчет дифференциальной защиты

 

Таблица. Характеристики двухобмоточного трансформатора ТДН-16000/110

Номинальное напряжение, кВ Потери, кВтНапряжение короткого замыкания, %Ток холостого хода, %ВНННхолостого ходакороткого замыкания11511188510,50,7

Трансформатор имеет встроенное регулирование напряжения под нагрузкой (РПН) в нейтрали высшего напряжения в пределах 16% номинального.

Исходная схема (а) и схема замещения прямой и обратной последовательности (б) приведены на рис. 1.

 

а) б)

Рис. 1

 

Рис.2 Схема включения реле РНТ-565. Рис.3 Токораспределение и диаграммы токов в схеме дифференциальной защиты.

 

Расчет произведен в именованных единицах. Сопротивления на схеме приведены в Омах.

 

Расчет сопротивлений схемы замещения и токов короткого замыкания (КЗ)

 

Сопротивление энергосистемы в максимальном режиме равно Xcmax=18.5 Ом, в минимальном Xcmin=21Ом.

 

Xтр-ра min= == = 57,15 Ом

 

Xтр-ра max= == = 129 Ом

 

Где Uср.ВН= 115 кВ - справочное значение среднего напряжения на стороне ВН.

Sном. - номинальная мощность трансформатора, МВ*А,

?UРНП - половина суммарного диапазона регулирования напряжения на стороне ВН трансформатора

Uk.min ; Uk.max - напряжения Uk в зависимости от min и max положения переключателя РПН в % (справочные значения).

Расчет токов КЗ на стороне ВН 115 кВ.

 

IКЗ.min.ВН.= = *103 = 485.5 AКЗ.max.ВН.= = *103 = 840 A

 

Расчет первичных токов сторон ВН и НН, соответствующих номинальной мощности трансформатора

 

Таблица

Наименование величины Обозначение и метод определенияЧисловое значение для стороны, кВ11010Первичный ток на сторонах защищаемого трансформатора, соответствующий его номинальной мощности, АIном== 80,4 А=840,8 АСхема соединения трансформаторов тока?YКоэффициент трансформации трансформаторов токаK1150/51000/5Вторичный ток в плечах защиты, соответствующий номинальной мощности защищаемого трансформатора, АIном. в. =* kсх.* = 4,64 = 4,2

Определяем первичный расчетный ток небаланса Iнб.расч. без учета составляющей Iнб.расч. , обусловленного неточностью установки на НТТ (насыщающимся трансформаторе тока) реле расчетного числа витков при рассматриваемом внешнем КЗ в точке K1.

 

Iнб.расч. = [Iнб.расч. + Iнб.расч. ] = kпер. kодн. ? IКЗ.max.ВН + ?UРНП * IКЗ.max.ВН

Iнб.расч. = 1*1*0,1*840 + 0,16*840 = 218 А

 

где

Iнб.расч - составляющая, обусловленная погрешностью трансформаторов тока;

Iнб.расч. - составляющая, обусловленная регулированием напряжения защищаемого трансформатора;

kпер. - коэффициент, учитывающий переходный режим (наличие апериодической составляющей тока); для реле РНТ-565 принимается равным 1

kодн. - коэффициент однотипности трансформатора тока; при внешних КЗ на сторонах, где защищаемый трансформатор имеет одно присоединение равен 1.

? - относительное значение полной погрешности трансформаторов тока, соответствующему установившемуся режиму КЗ или качаний; при 10% погрешности принимается равным 0,1

?UРНП - погрешность, обусловленная регулированием напряжения на сторонах защищаемого трансформатора. рекомендуется принимать равным половине суммарного (полного) диапазона регулирования напряжения на соответствующей стороне трансформатора. В нашем случае ?UРНП=0,16.

Определяем предварительно первичный ток срабатывания защиты:

-по условию отстройки от максимального тока небаланса без учета составляющей тока небаланса Iнб.расч.

 

Iс.з. ? kотс..* Iнб.расч. = 1,3 * 218 = 283 А

 

где kот?/p>