Расчет релейной защиты трансформатора 125000 кВА - файл n1.doc

Расчет релейной защиты трансформатора 125000 кВА
Скачать все файлы (1194.5 kb.)

Доступные файлы (1):
n1.doc1195kb.01.02.2014 19:34скачать

n1.doc

  1   2


Костанайский Инженерно-Педагогический Университет
Костанайский Инженерно-Экономический Университет им. М.Дулатова
Факультет Агротехнологии и Энергетики
Кафедра Энергетики и Автоматики

Курсовая работа.
По дисциплине: Релейная защита и автоматика
Тема: Релейная защита силового трансформатора.

Зарегистрировано

на кафедре__________

___________________

Выполнил: студент 3 курса

Группа 08-101-31

Филипьев И.В.

«__» марта 2009г.
Проверил: К.Т.Н., доцент

Гладов Ю.В.

«__»________ 20__г.

Костанай 2009

Содержание:

Задание на проектирование.
Рассчитать комплекс защит силового трансформатора мощность 125000 кВА.

Для расчета релейной защиты трансформатора заданны следующие параметры:


Автотрансформатор трехобмоточный

230 / 121 + 8х1,5% / 10,5 кВ

Мощность автотрансформатора

125000 кВА

- сопротивление системы

0,05

Максимальная мощность выделяемая трансформатором при перегреве



Минимальная мощность выделяемая трансформатором при перегреве



Напряжение короткого замыкания при номинальных ступенях




Введение
Все электроустановки оборудуют релейной зашитой, предназначенной для отключения защищаемого участка цепи или элемента при его повреждении, если эта неисправность ведет за собой выход из строя элемента или электроустановки в целом. Релейная защита срабатывает и при возникновений условий, угрожающих нарушению нормального режима работы электроустановки.

В релейной защите электроустановок защитные функции возложены на реле, которые служат для подачи импульса на автоматическое отключение элементов электроустановки или сигнала о нарушении нормального режима работы оборудования, участка электроустановки, линии и т. д.

Реле представляет собой аппарат, реагирующий на изменение какой либо физической величины; тока, напряжения, давления, температуры. Когда отклонения этой величины оказывается выше допустимого, реле срабатывает и его контакты, замыкаясь или размыкаясь, проводят необходимые переключения с помощью подачи сигнала при отключении напряжения электроустановки.

Релейная защита должна обладать:

- селективностью (избирательностью);

- чувствительностью;

- надежностью;

- быстродействием.

Надежность защиты обеспечивается как правильным выбором схемы и аппаратов, так и правильной эксплуатацией, предусматривающие периодические профилактические проверки и испытания.

Скорость срабатывания реле, определяемая проектом, зависит от характера технологического процесса и, как правило, должна обеспечивать полное отключение в течении сотых долей секунды.

Реле защиты включают в электрические цепи через измерительные трансформаторы и только иногда непосредственно. Оно срабатывает при нормальных или аварийных режимах работы установки.

Реле характеризуются уставкой, напряжениями срабатывания и отпускания и коэффициентом возврата.

По времени срабатывания различают реле мгновенного действия и с выдержкой времени.


Токораспределение в схеме:




Векторные диаграммы токов.

Для обмотки автотрансформатора 220 кВ



Для обмотки автотрансформатора 110 кВ



Для обмотки автотрансформатора 10,5 кВ


Для расчета релейной защиты трехобмоточного автотрансформатора мощностью 125000 кВА необходимо определить:
Расчет номинальных токов и токов короткого замыкания.


  1. номинальные токи на сторонах высокого, среднего и низкого напряжений:



Где - номинальная мощность трансформатора, - номинальное напряжение обмоток трансформатора.



  1. трансформаторы тока на высокой стороне 220 кВ:

Выбор трансформаторов тока производится на основе расчет коэффициента трансформации, зная номинальный ток, протекающий по первичной обмотке трансформатора тока и стандартное значение вторичного тока 5А, их отношение и определяет его.



Где - номинальный ток на стороне 220 кВ, - ток вторичной обмотки трансформатора тока.



Полученное значение округляем до целого числа в большую сторону и выбираем тип трансформатора исходя из стандартного ряда трансформаторов:

стандартный , т.е. , ВЫБИРАЕМ ТВТ-220

Определяем ток протекающий по вторичной обмотке трансформатора тока при прохождении номинального тока по первичной обмотке трансформатора.



Где - номинальный ток на стороне 220 кВ, - коэффициент трансформации трансформатора тока установленного на сторону высокого напряжения.



  1. трансформаторы тока на стороне 110 кВ:



Где - номинальный ток на стороне 110 кВ, - ток вторичной обмотки трансформатора тока.



Полученное значение округляем до целого числа в большую сторону и выбираем тип трансформатора исходя из стандартного ряда трансформаторов:

стандартный , т.е. , ВЫБИРАЕМ ТВТ-110

Определяем ток протекающий по вторичной обмотке трансформатора тока при прохождении номинального тока по первичной обмотке трансформатора.



Где - номинальный ток на стороне 110 кВ, - коэффициент трансформации трансформатора тока установленного на сторону высокого напряжения.




  1. трансформаторы тока на низкой стороне 10,5 кВ:



Где - номинальный ток на стороне 10,5 кВ, - ток вторичной обмотки трансформатора тока.



Полученное значение округляем до целого числа в большую сторону и выбираем тип трансформатора исходя из стандартного ряда трансформаторов:

стандартный , т.е. , ВЫБИРАЕМ ТВК-10

Определяем ток протекающий по вторичной обмотке трансформатора тока при прохождении номинального тока по первичной обмотке трансформатора.



Где - номинальный ток на стороне 10,5 кВ, - коэффициент трансформации трансформатора тока установленного на сторону высокого напряжения.



На основе рассчитанных значений токов протекающих по обмоткам трансформаторов тока выбираем реле типа РНТ-565, подключенного через быстронасыщающийся трансформатор БНТ.

Применение быстронасыщающихся трансформаторов (БНТ) позволяет выполнить простую и быстро­действующую дифференциальную защиту, надежно отстроенную от токов небаланса и бросков намагничивания. На рис. 2,а представлена схема дифференциальной защиты с реле типа РНТ-565.



Рис 2. Дифференциальная защита с применением реле типа РНТ-565.

а – схема защиты и реле РНТ; б – апериодические и периодические магнитные потоки в магнитопроводе РНТ при отсутствии короткозамкнутой цепи; в – то же при наличии короткозамкнутой цепи; г – ток и с небольшой асимметрией. На рисунке показаны положительные направления потоков и

БНТ плохо трансформирует аперио­дические токи. Переходные токи небаланса и броски намагничивающих токов силовых трансформаторов расположены асимметрично относительно оси времени и содержат вследствие этого значительную апериодическую составляющую, которая не трансформируется на вторичную сторону БНТ, а почти полностью идет на намагничивание его сердечника. В реле защиты попадает лишь переменная составляющая тока небаланса и броска намагничивающего тока силового трансформатора. Однако за счет насыщения сердечника БНТ, обусловленного подмагничивающим действием апериодического тока, трансформация переменной составляющей также ухудшается, что еще больше уменьшает ток в реле. После затухания апериодической составляющей нормаль­ные условия для трансформации периодического тока восстанав­ливаются. Подмагничивающее действие апериодического тока, появляющегося в первый момент к.з., приводит к замедлению защиты при повреждении в ее зоне. Из-за насыщения сердечника БНТ трансформация тока в реле уменьшается настолько, что ток оказывается меньше, и реле не действует до тех пор, пока не затухнет апериодическая составляющая тока. Продолжительность такого замедления невелика и составляет 0,03—0,1 с. За­медление действия является недостатком схемы с БНТ.

  1. Определим токи короткого замыкания на шинах 10,5 кВ с учетом сопротивления системы



Где - суммарное сопротивление системы и трансформатора:

Если , то падение напряжения в процентах составит:





При протекании тока сопротивление системы составит:



Определим сопротивление трансформатора:



Таким образом суммарное сопротивление системы определится как:





Это величина трехфазного короткого замыкания на шинах 10,5 кВ за трансформатором или максимальное короткое замыкание:

Величина минимального короткого замыкания определяется как:



Расчет дифференциальной защиты трансформатора.


  1. Регулирование витков трансформатора БНТ:

Так как реле РНТ-565 совмещает в себе устрой­ство для выравнивания вторичных токов защиты и БНТ, питаю­щий реле. Схема, поясняющая его включение, показана на рис. 2.

Обмотки и образуют насыщающийся трансформатор; первая из них включается по дифференциальной схеме (на раз­ность токов), а вторая — питает токовое реле Р(типа РТ-40). Уравнительные обмотки включаются в плечи защит и служат для уравнивания вторичных токов. В защитах двухобмоточных трансформаторов используется одна обмотка.

Число витков уравнивающей обмотки регулируется с помощью отпаек и подбирается так, чтобы при внешнем к.з. ток в реле, а следовательно, и в обмотке отсутствовал, т.е. . Для обеспечения этого условия намагничивающие силы уравни­тельной и дифференциальной обмоток должны уравновешиваться согласно выражению .

Ток срабатывания защиты регулируется изменением числа витков обмотки . На магнитопроводе реле РНТ имеется короткозамкнутая обмотка . Она повышает отстройку реле от токов небаланса и бросков намагничивающих токов силового трансформатора особенно, когда эти токи не полностью сдвинуты относи­тельно нулевой линии (рис. 2, г).

Подобные токи имеют значительную периодическую составляю­щую и относительно небольшую апериодическую, что понижает эффективность действия БНТ. Короткозамкнутая обмотка огра­ничивает периодический ток, возникающий во вторичной обмотке РНТ, но не изменяет подмагничивающее действие апериодической составляющей.

  1. Выбираем ток срабатывания реле РНТ-565 на стороне 220кВ

Ток срабатывания защиты должен быть отстроен от трех составляющих тока небеланса:



Где - опытный коэффициент надежности изменяется в пределах от 1 до 2,5; - номинальный ток протекающий через трансформатор.



Зная ток срабатывания защиты определяем ток срабатывания реле РНТ-565:

,

Где - коэффициент схемы = 1,73; - ток срабатывания защиты, - коэффициент трансформации трансформатора тока на стороне 220 кВ.



  1. Выбираем ток срабатывания реле РНТ-565 на стороне 110кВ

Ток срабатывания защиты должен быть отстроен от трех составляющих тока небеланса:



Где - опытный коэффициент надежности изменяется в пределах от 1 до 2,5; - номинальный ток протекающий через трансформатор.



Зная ток срабатывания защиты определяем ток срабатывания реле РНТ-565:

,

Где - коэффициент схемы = 1,73; - ток срабатывания защиты,
  1   2
Учебный текст
© perviydoc.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации