Режим роботи та захист трансформаторів (стр. 1 из 9)
ЗМІСТ
Перелік скорочень
ВСТУП
1 РЕЖИМИ РОБОТИ ТА, ЗАХИСТ ТРАНСФОРМАТОРІВ
1.1 Пошкодження і ненормальні режими роботи трансформаторів
1.2 Види і призначення автоматичних пристроїв трансформатора
1.3 Струмові захисти трансформаторів
1.4 Подовжній диференціальний струмовий захист трансформатора.
1.5 Відключення трансформаторів від пристроїв релейного захисту за відсутності вимикача на стороні вищої напруги
2 РОЗРАХУНОК, ТА АВТОМАТИЧНЕ ВКЛЮЧЕННЯ ДЖЕРЕЛА ЖИВЛЕННЯ
2.1 Особливості АПВ трансформаторів
2.2 Автоматичне включення резервного джерела живлення при відключенні трансформатора
2.3 Автоматичне регулювання коефіцієнта трансформації (АРКТ)
2.4 Вибір і розрахунок захисту трансформатора
3 ВПРОВАДЖЕННЯ ТА РОЗРАХУНОК НОВОГО РЕЛЕ ЗАХИСТУ
3.1 Мікропроцесорні блоки релейного захисту та автоматики БЭМП
3.2 Призначення та основнітипи захистутрансформаторів
3.3 Захист від пошкоджень обмоток трансформатора
3.4 Диференціальній захист
3.5 Струмова відсічка
ВИСНОВКИ
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
ВСТУП
Всі електроустановки обладналися пристроями релейного захисту, призначеними для відключення ділянки в колі, якщо пошкодження спричиняє за собою вихід з ладу елементу або електроустановки в цілому. Релейний захист спрацьовує і тоді, коли виникають умови, загрозливі порушенням нормального режиму роботи електроустановки. У релейному захисті електроустановок захисні функції покладені на реле, які служать для подачі імпульсу на автоматичне відключення елементів електроустановки або сигналу про порушення нормального режиму роботи устаткування, ділянки електроустановки, лінії і так далі. Реле є апарат, що реагує на зміну якої-небудь фізичної величини, наприклад струму, напруги, тиску, температури. Коли відхилення цієї величини виявляється вищим допустимого, реле спрацьовує і його контакти, замикаючись або розмикаючись, проводять необхідні перемикання з допомогою подали або відключення напруги в ланцюгах управління електроустановкою. До релейного захисту пред'являють наступні вимоги: селективність (вибірковість) — відключення тільки тієї мінімальної частини або елементу установки, яка викликала порушення режиму; чутливість — швидка реакція на певні, заздалегідь задані відхилення від нормальних режимів, іноді самі незначні; надійність — безвідмовна робота у разі відхилення від нормального режиму; надійність захисту забезпечується як правильним вибором схеми і апаратів, так і правильною експлуатацією, що передбачає періодичні профілактичні перевірки і випробування. Необхідна швидкість спрацьовування реле визначається проектом залежно від характеру технологічного процесу. Іноді для зведення до мінімуму збитку від виниклих пошкоджень релейний захист повинен забезпечувати повне відключення протягом сотих доль секунди. По своєму призначенню реле розділяють на реле управління і реле захисту.
Реле управління зазвичай включають безпосередньо в електричні ланцюги і спрацьовують вони при відхиленнях від технологічного процесу або змінах в роботі механізмів. Реле захисту включають в електричні ланцюги через вимірювальні трансформатори і лише іноді безпосередньо. Вони спрацьовують при неформальних або аварійних режимах роботи установки. Реле характеризується наступними показниками:
уставка — сила струму, напруга або час, на яких відрегульовано дане реле для його спрацьовування;
напруга (або струм) спрацьовування — найменше або найбільше значення, при якому реле повністю спрацьовує;
напруга (або струм) відпуску — найбільше значення, при якому реле відключається (повертається в початкове положення); коефіцієнт повернення — відношення напруги (або струму) відпуску до напруги (або струму) спрацьовування.
За часом спрацьовування розрізняють реле миттєвої дії і з витримкою часу.
1.1 Пошкодження і ненормальні режими роботи трансформаторів
До пошкоджень трансформаторів відносять:
міжфазні КЗ на виводах і в обмотках (останні виникають набагато рідше, ніж перші);однофазні КЗ (на землю і між витками обмотки, тобто витковые замикання);«пожежа сталі» сердечника.До ненормальних режимів відносяться:перевантаження, викликані відключенням, наприклад, одного з паралельно працюючих трансформаторів. Струми перевантаження відносно невеликі, і тому допускається перевантаження протягом часу, визначуваного кратністю струму перевантаження по відношенню до номінального;виникнення струмів при зовнішніх КЗ, що є небезпекою в основному через їх теплову дію на обмотки трансформатора, оскільки ці струми можуть істотно перевершувати номінальні. Тривале проходження струму зовнішнього КЗ може виникнути при пошкодженні, що не відключилося, на приєднанні, що відходить від трансформатора; неприпустиме пониження рівня масла, що викликається значним пониженням температури я іншими причинами.
Пошкодження і ненормальні режими роботи пред'являють певні вимоги до пристроїв автоматичного управління трансформаторами, що розглядаються нижче.
1.2 Види і призначення автоматичних пристроїв трансформатора
На трансформаторах встановлюються наступні захисту: захист від коротких замикань, що діє на відключення пошкодженого трансформатора і виконувана без витримки часу (для обмеження розмірів пошкодження, а також для запобігання порушенню безперебійної роботи живлячої енергосистеми). Для захисту могутніх трансформаторів застосовуються подовжні диференціальні струмові захисту, а для малопотужних трансформаторів — струмові захисту із ступінчастою характеристикою витримки часу. Крім того, при всіх пошкодженнях усередині бака і пониженнях рівня масла застосовується газовий захист, що працює на неелектричному принципі; захист, від струмів зовнішніх КЗ, основне призначення якої полягає в запобіганні тривалому проходженню струмів КЗ у разі відмови вимикачів або защит суміжних елементів шляхом відключення трансформатора. Крім того, захист може працювати як основна (на трансформаторах малої модності, а також при КЗ на шинах, якщо відсутній спеціальний захист шин). Захисту від зовнішніх КЗ зазвичай виконуються струмовими або (значно рідше) дистанційними — з витримками часу; захист від перевантажень, що виконується за допомогою одного максимального реле струму, оскільки перевантаження зазвичай є симетричним режимом. Оскільки перевантаження допустиме протягом тривалого проміжку часу (десятки хвилин при струмі не більше 1,5Iт,ном), то захист від перевантаження за наявності чергового персоналу повинен виконуватися з дією на сигнал, а за відсутності персоналу — на розвантаження або на відключення трансформатора.
На трансформаторах передбачаються наступні пристрої автоматики:
автоматичне повторне включення, призначене для повторного включення трансформатора після його відключення максимальним струмовим захистом. Вимоги до АПВ (автоматичне повторне включення) і способи його здійснення аналогічні розглянутим раніше пристроям АПВ ліній. Основна особливість полягає в забороні дії АПВ трансформаторів при внутрішніх пошкодженнях, які вимикаються диференціальним або газовим захистом;автоматичне включення резервного трансформатора, призначене для автоматичного включення секційного вимикача при аварійному відключенні одного з працюючих трансформаторів або при втраті живлення однієї з секцій по інших причинах;автоматичне відключення і включення одне з паралельно працюючих трансформаторів, призначене для зменшення сумарних втрат електроенергії в трансформаторах; автоматичне регулювання напруги, призначене для забезпечення необхідної якості електроенергії у споживачів шляхом зміни коефіцієнта n трансформації знижувальних трансформаторів підстанцій, що живлять розподільну мережу. Для зміни n під навантаженням трансформатори обладналися пристроями РПН (регулятором перемикання відпаювань обмотки трансформатора під навантаженням). Автоматична зміна n здійснюється спеціальним регулятором коефіцієнта трансформації (АРКТ), що впливає на РПН.
1.3 Струмові захисти трансформаторів
Трансформатори малої потужності до 750 кВ*А при напрузі 10 кВ і до 3200 кВ*А при напрузі 35 кВ тупикових підстанцій, а також цехові трансформатори зазвичай комутують вимикачами навантаження ВНП. Для захисту таких трансформаторів від внутрішніх КЗдопускається застосування (рис. 1) запобіжників (наприклад, типу ПК). Номінальний струм плавкої вставки I вс, ном вибирається з тих же умов, що і для ліній. Крім того, необхідно враховувати можливість небажаного спрацьовування запобіжників при кидках струму намагнічення, викликаних включенням трансформатора під напругу. З урахуванням вказаних умов I вс, ном = (1,5.2,5)Iт,ном. Селективність захисту забезпечується узгодженням время-токовой характеристики запобіжника з характеристиками защит приєднань, що відходять, з боку нижчої напруги трансформатора.
Рис. 1.1Захисттрансформатора малої мощности за допомогоюзапобіжників.
Для спрощення і здешевлення підстанцій систем електропостачання, що підключаються відгалуженням до лінії електропередачі, застосовуються відкриті плавкі вставки (ОП), а також керовані запобіжники.
Недоліками защит трансформаторів, виконаних за допомогою плавких вставок, є:нестабільність їх захисних характеристик, яка може привести до неприпустимого збільшення часу відключення трансформатора при деяких видах внутрішніх пошкоджень;трудність узгодження із защитами суміжних ділянок.
Струмовий захист трансформаторів виконується з використанням вторинних максимальних реле струму (прямої або непрямої дії). При цьому слід мати на увазі, що трансформатори малої потужності представляють для струмів КЗ відносний великий зосереджений опір. Тому захистоздатність першого ступеня (відсічення без витримки часу) виходить задовільною. Враховуючи це, захист зазвичай виконують двоступінчатою. Першим ступенем захисту є струмове відсічення, струм спрацьовування якої вибирається великим максимального струму при КЗ за трансформатором. Чутливість першого ступеня вважається задовільною, якщо kч = 2 при КЗ на стороні вищої напруги трансформатора. Другий ступінь є максимальним струмовим захистом, витримка часу якої узгоджена з витримками часу защит приєднань, що відходять. Чутливість максимального струмового захисту перевіряється по струму при КЗ на стороні нижчої напруги. Робота струмового захисту як резервною перевіряється при КЗ в кінці елементів, приєднаних до шин нижчої напруги (при цьому бажано мати kч >= 1.2).