До мережі

Вибір схеми приєднання силового трансформатора

Приєднання знижувальних трансформаторів до живлячої лінії або шин може здійснюватися відповідно до Правил [1] з допомогою:

вимикачів, здатних відключати струми к з.;

плавких запобіжників або відкритих плавких вставок;

автоматичних віддільників або вимикачів навантаження, призначених для відключення трансформатора в безструмову паузу.

Рис. 1.1. Схеми приєднання знижувального трансформатора до живлячої мережі: за допомогою вимикача (а) і віддільника з короткозамикачем (б і в)

Приєднання до мережі знижувальних трансформаторів з вищою напругою 110 кВ здійснюється, головним чином через віддільникі у зв'язку з високою вартістю і складністю обслуговування вимикачів 110 кВ. Для відключення пошкодженого трансформатора від мережі необхідна безструмова пауза, під час якої відключається віддільник. Для створення безструмовой паузи застосовується короткозамикач КЗ (рис. 1.1,в).

Розрахункова схема з двох обмотковими трансформаторами представлена на рис. 1.2,а; з двох обмотковими трансформаторами з розщепленням вторинної обмотки на рис. 1.2,б (масляні вимикачі Q12, Q22, Q32 відключені).

На представленій схемі завдання позначені короткозамикачі QN1, QN2 і віддільники QR1, QR2. Короткозамикач QN1, QN2 призначений для створення штучного замикання на землю на живлячих лініях при пошкодженнях в трансформаторі і на лініях підстанції. Віддільник QR1, QR2 призначений для автоматичного відключення ланцюга при зникненні в ньому струму. Процес відключення пошкодженого трансформатора відбувається таким чином.

При виникненні пошкодження в трансформаторі, наприклад Т1, його захист включає короткозамикач QN1. Штучне коротке замикання к. з. відключається головним вимикачем Q11. У безструмову паузу відбувається відключення віддільника QR1.

Мережі 110 кВ працюють із заземленою нейтраллю, для забезпечення надійного відключення штучного к. з. досить поставити короткозамикач в одну фазу з тим, щоб створити однофазне к. з., до якого захист ввідного вимикача Q11 має необхідний коефіцієнт чутливості на спрацьовування (див. рис.1.1).

На підставі аналізу вище приведених схем приєднання знижуючого трансформаторак живлячої мережі і початкових даних завдання на курсовий проект для подальших розрахунків приймаємо схему включення, приведену на рис.1.1,в.

Рис. 1.2. Розрахункова схема з двох обмотковими трансформаторами з вторинними розщепленими обмотками

2. АНАЛІЗ ПОШКОДЖЕНЬ І НЕНОРМАЛЬНИХ РЕЖИМІВ

РОБОТИ ОБ’ЄКТУ

Електричні машини і апарати, повітряні і кабельні лінії електропередачі і інші елементи енергосистеми при протіканні електричного струму нагріваються і знаходяться під впливом високої напруги. Під впливом температури ізоляція електроустаткування старіє, при цьому знижується її електрична міцність, що може привести до коротких замикань в електричній системі.

Найбільш небезпечними і частими видами пошкоджень є короткі замикання між фазами електроустановок і короткі замикання фази на землю. Мають місце випадки пошкодження, що одночасно супроводжуються к. з. і обривом фаз. У силових трансформаторах разом з міжфазними к. з. і замиканнями на землю можуть мати місце замикання між витками однієї фази обмотки трансформатора.

Унаслідок виникнення к. з. порушується нормальна робота системи електропостачання з можливим виходом генераторів з синхронізму і порушенням нормальної роботи споживачів. Небезпека для елементів мережі представляє динамічну і термохімічну дію струмів к. з. як безпосередньо в місці пошкодження, так і при протіканні по непошкодженому устаткуванню. Для зменшення розмірів пошкоджень і запобігання розвитку аварій від струмів к. з. необхідно швидко відключити пошкоджену ділянку.

Однофазні замикання на землю в мережах з малим струмом замикання на землю не супроводжуються виникненням великих струмів в місці пошкодження. Це характерно для систем з ізольованою нейтралю (мережі 35 кВ). Звичайно ці струми не перевищують декількох десятків ампер. Міжфазні напруги при цьому виді пошкодження залишаються такими ж, як і в нормальному режимі, і робота системи електропостачання не порушується. Тому при однофазних замиканнях на землю немає особливої необхідності в швидкому відключенні пошкодженої ділянки. Проте, цей режим роботи не можна вважати нормальним, так як в цьому випадку напруга непошкоджених фаз щодо землі зростає і є небезпека переходу однофазного замикання на землю в міжфазне к. з. Тому в мережах з ізольованою нейтралю передбачається пристрій контролю ізоляції, а час дії струму к. з., згідно вимог ПУЭ і ПТЭ не повинно перевищувати 2,5 годин.

3. ПОПЕРЕДНІЙ ВИБІР ЗАХИСТУ

Для захисту лінії згідно вимог ПУЭ [1], пункт ІІІ-П-93 вибираємо від міжфазних і крізних (“сквозных” рос.) струмів к. з. струмовий двоступінчатий захист.

I ступінь - неселективна струмкова відсічка (“неселективне” з тієї причини, що лінія одна)

II ступінь – максимальнострумовий захист (МСЗ) з незалежною витримкою часу.

Максимальнострумовий захист (МСЗ) для ліній електропередач має найбільш широкого поширення в радіальних мережах з одностороннім живленням всіх напруг, а в мережах менш ніж 10 кВ він є основним захистом.

При цьому існує два виду струмового захисту:

1) МСЗ з витримкою часу, в якому селективність забезпечується налаштуванням одного захисту від іншого по мережі різними уставками часу спрацьовування, наростаючими в напрямку до джерела живлення;

2) миттєве відсічення, в якому селективність забезпечується різними уставками струму спрацьовування, також наростаючими в напрямку до джерела живлення.

При цьому схеми МСЗ бувають з незалежною від струму витримкою часу (використовуються миттєві електромагнітні реле струму серії PT — 40 і реле часу з годинниковим механізмом) і із залежною характеристикою витримок часу (використовуються індуктивні реле струму серії PT — 80); крім того захист можна виконувати на постійному або змінному оперативному струмі. У реагуючій частині бувають двофазні, двохрелейні (на лініях 35 кВ) і трифазні трьохрелейні (на лініях 110 кВ).

Згідно ПУЭ, п. 3.2.16; п. 3.2.98; п. 3.2.101 [1] на лініях з одностороннім живленням рекомендується застосовувати від міжфазних коротких замикань двоступінчатий струмовий захист, перший ступінь якого виконується за принципом струмового відсічення без витримки часу другий ступінь — MT3 з витримкою часу, відбудованого від часу дії подальшого по мережі захисту. Таке рішення забезпечить миттєве відключення лінії, що захищається, і дальнє резервування подальшої по мережі лінії у разі відмови її захисту або вимикача.

У даном курсовому проекті виконується розрахунок двоступінчатого струмового захисту на постійному оперативному струмі з незалежною витримкою часу׃ три релейний захист для лінії з напругою 110 кВ (схема повної зірки, рис. 3.2) і з реле струму серії PT-40 і реле часу серії ЭВ — 100.

Для три релейної схеми (рис. 3.2) основні реле: п усковий орган – струмові реле КА; о рган часу – реле часу КТ. Допоміжні реле:KL – проміжне реле; KH – вказівне реле.

Рис. 3.1,а. Три релейна схема (струмові ланцюги) для лінії

з напругою 110 кВ

Рис. 3.1,б. Три релейна схема (ланцюги оперативного струму) для лінії з напругою 110 кВ

Струмові реле КА1, КА2, КА3 типу РТ-40 здійснюють перший ступень захисту - неселективну струмкову відсічку. Струмові реле КА4, КА5, КА6 типу РТ-40 здійснюють другий ступень захисту - максимальний струмів захист (МСЗ) з незалежною витримкою часу. Далі принцип спроцювання три релейної схеми такий же як і двохрелейної схеми.

Для захисту трансформатора передбачаються такі види захисту.

1. Від всіх видів к. з. в обмотках і на виводах трансформатора передбачається подовжній диференціальний захист, що приєднується на стороні вищої напруги до вбудованих у силовий трансформатор трансформаторів струму, а на стороні нижчої напруги до трансформаторів струму, що встановлюються в чарунках (“ячейках” рос.) вимикачів 11 кВ.

2. Від замикань усередині бака маслонаповнених трансформаторів, які супроводжуються виділенням газу, передбачається газовий захист з двома ступенями дії на сигнал і на відключення.

3. Від зовнішніх к. з. на високої стороні захищає струмовий захист лінії; на низької сторони передбачається максимальний струмовий захист з незалежною витримкою часу, встановлений з боку обмоток низької напруги трансформатора. Виконання захисту двофазне, двох релейне при включенні трансформаторів струму в неповну зірку.

4. Від перевантажень обмоток трансформатора передбачається максимальний струмовий захист з незалежною витримкою часу, що діє на сигнал. Цей вид захисту суміщений в одній схемі з попереднім максимальним струмовим захистом і вимагає установки додаткового реле.

Для диференциального захисту трансформаторів використовують два основних типу реле:

- РНТ — 565 (PCT — 15 — аналог в електронному виконанні) — реле з трансформатором, що швидко насичується, (ШНТ), що забезпечує настроєння від сплесків струму небаланса в первинний момент зовнішнього к. з. і струму намагнічення трансформаторара при включенні його в мережу;

- ДЗТ - 11 — реле з гальмуванням, в якому настроєння від струмів небаланса при зовнішніх к. з. і намагнічення трансформатора при включенні його в мережу, забезпечується не тільки ШНТ, але і наявністю гальмівної обмотки (яка загрубляет реле в режимі зовнішнього к. з.), що підключається до трансформаторів струму, встановлених з боку навантаження трансформатора, тобто для дво обмоткових знижувальних трансформаторів — це сторона низької напруги (НН);

Рекомендації по застосуванню вказаних реле:

- реле РНТ — 565 (РСТ — 15) для захисту двообмоткових трансформаторів без розщеплення вторинної обмотки з номінальною потужністю 25 МВА при задовільної чутливості;

- реле ДЗТ — 11 у разі неможливості застосування по чутливості реле РНТ — 565, а також для всіх трансформаторів з 63 МВА при задовільній чутливості;

Диференціальний захист, газовий захист і максимальний струмовий захист МСЗ з боку живлення діють на включення короткозамикача QN1 і відключення ввідного вимикача Q11 (див. рис. 1.2). Максимальний струмовий захист МСЗ обмоток низької напруги трансформатора діє на відключення власного масляного вимикача (Q21 чи Q31) при замиканнях на шинах в мережі із сторони низької напруги з = 6,3 кВ.

У даному курсовому проекті для диференціального захисту використовуємо реле РНТ-565.

4. ВИБІР РЕЛЕ ЗАХИСТУ ЛІНІЇ ВИСОКОЇ НАПРУГИ

Дата добавления: 2015-08-31