Внутризаводское электроснабжение завода подшипников

3.1 Расчет релейной защиты трансформаторов, установленных на ГПП

В процессе эксплуатации возможны повреждения в трансформаторах и на их соединениях с коммутационными аппаратами. Могут быть также опасные ненормальные режимы работы, не связанные с повреждением трансформатора или его соединений. Возможность повреждений и ненормальных режимов обуславливает необходимость установки на трансформаторах защитных устройств. При этом учитываются многофазные и однофазные короткие замыкания в обмотках и на выводах трансформатора, а также «пожар стали» магнитопровода. Однофазные повреждения бывают двух видов: на землю и между витками обмотки (витковые замыкания). Наиболее вероятными являются многофазные и однофазные короткие замыкания на выводах трансформаторов и однофазные витковые замыкания. Значительно реже возникают многофазные короткие замыкания в обмотках. Защита от КЗ выполняется с действием на отключение поврежденного трансформатора. Для ограничения размеров разрушений целесообразно выполнять ее быстродействующей.

Замыкание одной фазы на землю представляет опасность для обмоток, присоединенных к сетям с глухозаземленными нейтралями. В этом случае защита должна отключать трансформатор и при однофазных коротких замыканиях в его обмотку на землю. В сетях с нейтралямии, изолированными или заземленными через дугогасящие реакторы, защита од однофазных замыканий на землю с действием на отключение устанавливается на трансформаторе в том случае, если такая защита имеется в сети.

Ненормальные режимы работы трансформатора обусловлены внешними короткими замыканиями и перегрузками. В этих случаях в обмотках трансформатора появляются большие токи (сверхтоки). Особенно опасны токи, проходящие при внешних коротких замыканиях; эти токи могут значительно превышать номинальный ток трансформатора. В случае длительного прохождения тока (что может быть при коротких замыканиях на шинах или при не отключившемся повреждении на отходящем от шин присоединении) возможны интенсивный нагрев изоляции обмоток и ее повреждение. Вместе с этим при коротком замыкании понижается напряжение в сети. Поэтому на трансформаторе должна предусматриваться защита, отключающая его при появлении сверхтоков, обусловленных не отключившимся внешним коротким замыканием.

Перегрузка трансформаторов не влияет на работу системы электроснабжения в целом, так как она обычно не сопровождается снижением напряжения. Кроме того, сверхтоки перегрузки относительно невелики и их прохождение допустимо в течении некоторого времени, достаточного для того, чтобы персонал принял меры к разгрузке. На подстанциях без дежурного персонала защита от перегрузки должна действовать на разгрузку или отключение.

К ненормальным режимам работы трансформаторов относится также недопустимое понижение уровня масла, которое может произойти, например, вследствие повреждения бака.

3.1.1 Защита от повреждения внутри кожуха и от понижения уровня масла

Тип защиты - газовая, реагирующая на образование газов, сопровождающих повреждение внутри кожуха трансформатора, в отсеке переключателя отпаек устройства регулирования коэффициента трансформации (в отсеке РПН), в приставных кабельных вводах непосредственного подключения к маслонаполненным кабелям 110 - 220 кВ, а также действующая при чрезмерном понижении уровня масла. В качестве реле защиты используется газовое реле.

Типовыми схемами защиты предусматривается в соответствии с [1] возможность перевода действия отключающего контакта газового реле (кроме реле отсека РПН) на сигнал и выполнения раздельной сигнализации от сигнального и отключающего контактов реле. Газовое реле отсека РПН должно действовать только на отключение. При выполнении газовой защиты с действием на отключение принимаются меры для обеспечения надежного отключения выключателей трансформатора при кратковременном замыкании соответствующего контакта газового реле.

Установка газовой защиты обязательна для всех трансформаторов, номинальная мощность которых 6,3 МВА и более, а также для внутрицеховых понижающих трансформаторов номинальной мощностью 630 кВА и более. Допускается предусматривать газовую защиту и для трансформаторов номинальной мощностью 1 - 4 МВА.

Защита от повреждений внутри кожуха трансформатора, сопровождающихся выделением газа, может быть выполнена и с помощью реле давления, а защита от понижения уровня масла - реле уровня в расширителе трансформатора.

3.1.2 Защита от повреждений на выводах и от внутренних повреждений трансформатора

Продольная дифференциальная токовая защита, действующая без выдержки времени на отключение поврежденного трансформатора от неповрежденной части электрической системы и других электроустановок с помощью выключателей. Выполняется на трансформаторах номинальной мощностью 6,3 МВА и более, а также для трансформаторов номинальной мощностью 4 МВА, если они работают параллельно на шины низшего напряжения. Защита может применяться и на трансформаторах меньшей мощностью (но не менее 1000 кВА), если выполняется хотя бы одно из двух условий:

токовая отсечка не удовлетворяет требованиям чувствительности, а максимальная токовая защита имеет выдержку времени более 0,5 с;

трансформатор установлен в районе, подверженному землетрясениям.

Трансформаторы тока для продольной дифференциальной токовой защиты устанавливаются со всех сторон защищаемого трансформатора.

Для двухобмоточных трансформаторов, имеющих схему соединения обмоток У/, вторичные обмотки трансформаторов тока на стороне высшего напряжения, как правило соединяются в треугольник, а на стороне низшего напряжения - в неполную звезду, при этом в дифференциальной цепи устанавливаются два реле.

Продольная дифференциальная токовая защита осуществляется с применением реле тока, обладающих улучшенной отстройкой от бросков намагничивающего тока, переходных и установившихся токов небаланса. Чувствительность дифференциальной защиты проверяется при КЗ на выводах с учетом влияния на ток, протекающий в реле, регулирования напряжения (РПН) при работе устройства автоматического регулирования коэффициента трансформации.

Наименьшее значения коэффициента чувствительности - 2.

Расчет дифференциальной защиты принято записывать в виде таблиц.

Таблица 25. Расчет дифференциальной защиты трансформаторов

За основную сторону принимают ту у которой больший вторичный ток, то есть принимаем сторону с высоким напряжением.

Выбираем ток срабатывания защиты по двум условиям:

1. Отстройка от броска тока намагничивания

,

где К_Н=1,3 для РНТ -560, К_Н=1,5 для ДЗТ -11

2. Отстройка от тока небаланса

, где

К_ап- коэффициент аппериодичности, равен 2;

К_одн- коэффициент однотипности, равен 0,5;

- максимальная токовая погрешность, по ПУЭ должна быть не больше 10

Тогда ток срабатывания защиты будет равен:

Приведем большее значение к стороне ВН:

Находим коэффициент чувствительности

Следовательно выбранная защита РНТ-560 проходит по чувствительности.

3.1.3 Защита от токов внешних многофазных коротких замыканий

Защита предназначена для отключения внешних КЗ при отказе защиты или выключателя смежного поврежденного элемента, а также для выполнения функцій ближнего резервирования по отношению к основным защитам трансформатора (дифференциальной и газовой). В качестве защиты трансформатора от токов внешних КЗ используются: токовые защиты шин секций распределительных устройств низшего и средних напряжений, подключенных к соответствующим выводам трансформатора; максимальная токовая защита с пуском напряжения, устанавливаемая на стороне высшего напряжения (ВН) защищаемого трансформатора.

Защита, установленная на стороне ВН, выполняется на двухобмоточных трансформаторах с двумя реле тока. Реле присоединяют к вторичным обмоткам трансформаторов тока, соединенным, как правило, в треугольник.

Непосредственное включение реле защиты от токов внешних КЗ в токовые цепи дифференциальной защиты не допускается.

Пуск напряжения комбинированный - с одним реле напряжения обратной последовательности и одним реле понижения напряжения, включенным на междуфазное напряжение, или симметричный - с тремя реле напряжения, включенными на междуфазное напряжение.

На шинах низкого напряжения защита выполняется двумя реле РТ - 40, фильтр-реле напряжения обратной последовательности РНФ - 1М и минимальное реле напряжения РН - 56/160.

Расчетные уставки: k_Н = 1.2; k_СЗП = 2; k_В = 0.85.

Ток срабатывания защиты:

k_Т = 80

Ток срабатывания реле:

Коэффициент чувствительности:

k_Ч

Коэффициент трансформации измерительного трансформатора напряжения:

Напряжение срабатывания фильтр-реле:

Напряжение срабатывания минимального реле напряжения:

Выбираем реле напряжения РН-56/100.

Определяем время срабатывания защиты

Выбираем реле времени РВ-225 с пределами регулирования времени 0,25-3,5 сек.

На секционный выключатель ставим токовую отсечку

I_с.з=k_нI_k2max = 1,36054 = 7870,2 А,

I_с.р = k_схI_с.з/k_т = 17870,2/80 = 98,38 А

Выбираем реле РТ-40/100 с параллельным соединением обмоток.

Для защиты трансформатора от перегрузок используем МТЗ с действием на сигнал

Находим ток срабатывания реле

Выбираем реле тока РТ-40/20.

Находим время срабатывания защиты.

Выбираем реле времени РВ-144 с пределом плавкого регулирования времени 1-20сек и промежуточное реле РП-25.

3.1.4 Защита от симметричных перегрузок трансформатора

Тип защиты - максимальная токовая защита с независимой выдержкой времени. Защита выполняется действующей на сигнал посредством одного токового реле. Чтобы избежать излишних сигналов при коротких замыканиях и кратковременных перегрузках, в схеме релейной защиты предусматривается реле времени, обмотка которого должна быть рассчитана на длительное прохождение тока.

Ток срабатывания защиты от перегрузки выбирается из условия возврата токового реле при номинальном токе трансформатора:

А

Ток срабатывания реле

А

Выбираем реле РТ-40/20 с последовательным соединением обмоток I_УСТ = (510)А.

Время действия защиты выбирается на ступень больше времени защиты трансформатора от внешних коротких замыканий.

t_СЗп = t_CЗмтз + Дt = 1,6 + 0,5 = 2,1 с

Выбираем реле времени ЭВ-100 [12, таблица 30.3].

3.1.5 Релейная защита конденсаторных установок

Основной защитой конденсаторных установок является максимальная токовая защита без выдержки времени. Так как защита действует без выдержки времени, то она должна быть отстроена от рабочего тока, тока включения и тока разряда в сеть. Ток разряда и ток включения конденсаторной установки может превышать номинальный ток. Во избежание ложного срабатывания ток срабатывания защиты выбирается следующим образом.

I_СЗ = (22,5)I_НОМ, (64)

где I_НОМ - номинальный ток конденсаторной установки, А

А

I_СЗ = (22,5)I_НОМ = 2,5?363,7 = 909,25 А

Ток срабатывания реле:

А

Выбираем реле РТ-40/20 с параллельным соединением обмоток I_УСТ = (10-20)А.

Список источников

электроснабжение нагрузка мощность внутризаводской

1. Правила устройства электроустановок. Все действующие разделы ПУЭ-6 и ПУЭ-7. 2-й выпуск(с изм. и доп., по состоянию на 1 ноября 2005г.) - Новосибирск: Сиб.унив.изд-во, 2005 - 854с., ил.

2. Электротехнический справочник: В 3 т. Т. 3. В 2 кн. Кн. 1. Производство и распределение электрической энергии (Под общ. ред. Профессоров МЭИ: И.Н. Орлова (гл.ред.) и др.) 7-е изд., испр. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 880 с.

3. Справочная книга для проектирования электрического освещения /Под ред. Г.М. Кнорринга. - Л.: Энергия, 1976

4. Шеховцов В.П. Расчет и проектирование схем электроснабжения. Методическое пособие для курсового проектирования. - М.:ФОРУМ: ИНФРА-М, 2003.

5. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть станций и подстанций. - М., Энергоатомиздат., 1989. - 608 с.

6. Справочник по проектированию электроэнергетических систем/ В.В. Ершевич, А.Н. Зейлигер, Г.А. Илларионов и др.: Под ред. С.С. Рокотяна и И.М. Шапиро. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1985.- 352с.

7. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию / Под общ. ред. А.А. Федорова. В 2-х т. - М., Энергоатомиздат, 1986

8. Освещение открытых пространств / Волоцкой Н. В. - Л.: Энергоиздат. Ленингр. отд-ние, 1981. - 232 с.

Размещено на Allbest.ru