Sн = Sм / Кд.п · n (2.2)
Sн = 3655,9 / 1,1·2=1661,7
Выбираем 2 трансформатора типа ТМ 2500/35 кВА
Определяем коэффициент загрузки в нормальном режиме:
Кз.н = Sм / 2Sн.т (2.3)
Кз.н = 1661,7/2·2500 = 0,33
Определяем коэффициент загрузки в послеаварийном режиме:
Кз.ав = Sм / Sн.т· Кд.п (2.4)
Кз.ав = 3655,9 / 2500·1,1 = 1,32
Таблица 2.1-Технические данные трансформатора
Тип трансформатора | ТМ-2500/35 | |
Номинальная мощность кВА | 2500 | |
Напряжение | первичное | 35 |
вторичное | 10,5 | |
Потери | Рх | 3,9 |
Рк | 23,5 | |
uк% ВН-НН | 6,5 | |
Iх, % | 1 | |
Масса полная, кг. | 7200 | |
Длина, мм. | 3250 | |
Ширина, мм. | 22000 | |
Высота полная, мм. | 3000 |
2.3 Расчёт и выбор релейной защиты силового трансформатора
В эксплуатации могут происходить нарушения нормальных режимов работы трансформаторов, к которым относятся: прохождение через трансформатор сверхтоков при повреждении других связанных с ним элементов, перегрузка, выделение из масла горючих газов, понижение уровня масла, повышение его температуры.
Для защиты трансформаторов при их повреждении и сигнализации о нарушении нормальных режимов работы применяются следующие типы защиты:
дифференциальная – для защиты при повреждениях обмоток, вводов и ошиновки трансформаторов;
токовая отсечка мгновенного действия – для защиты трансформатора при повреждениях ошиновки, вводов и части обмотки со стороны источника питания;
газовая – для защиты при повреждениях внутри бака трансформатора, сопровождающихся выделением газа, а также при понижении уровня масла;
Для выполнения дифференциальной защиты трансформатора устанавливаются трансформаторы тока со стороны всех его обмоток. Рассмотрим принцип действия дифференциальной защиты на примере 2-х обмоточного трансформатора (рис 1).
Рис.1.1- Принцип действия дифференциальной защиты
Реле тока КА включено на разность токов, протекающих во вторичных обмотках трансформаторов.
Примем условно, что защищаемый трансформатор имеет коэффициент трансформации, равный единицы, одинаковую схему соединения обмоток и одинаковые трансформаторы тока с обеих сторон.
Тогда при прохождении через трансформатор сквозного тока нагрузки или тока к.з. при коротком замыкании вне зоны действия дифференциальной защиты, например в точке К2, ток в реле равен:
I
= I - IПри принятых выше условиях и пренебрегая током намагничивания трансформатора, который в нормальном режиме имеет малое значение, можно считать, что первичные токи равны I
- I и, значит, вторичные токи I = I . С учётом этого:I
= I - I = 0Поэтому дифференциальная защита на эти режимы не реагирует.
При к.з. в зоне действия дифференциальной защиты, например в точке К1 или в трансформаторе, направление токов I
и I изменится на противоположное и ток в реле станет равным:I
= I +IПод влиянием этого тока защита срабатывает и производит отключение повреждённого трансформатора.
Практически вследствие несовпадения характеристик трансформаторов тока вторичные токи I
, I в нормальном режиме равны и поэтому в реле проходит ток небаланса.Производим расчет дифференциальной защиты:
Находим токи в линии на стороне высшего и низшего напряжений:
-для НН:
(3.1)-для ВН:
(3.2)Определяем коэффициенты трансформации:
-для ВН:
(3.3)-для НН:
(3.4)Находим вторичные токи в линии
-для ВН:
(3.5)-для НН:
Находим расчетный ток небаланса:
(3.7)Для того, чтобы дифференциальная защита не действовала от тока небаланса, её ток срабатывания должен быть больше этого тока.
Находим ток срабатывания защиты:
(3.8) (3.9)Определяем число витков:
-для первичной обмотки:
(3.10) витков-для вторичной обмотки:
(3.11) витковОпределяем коэффициент чувствительности:
(3.12)Принимаем к установке на трансформаторах ТП 35/10 кВ газовую защиту.
Действие газовой защиты основано на том, что всякие, даже незначительные, повреждения, а также повышенные нагревы внутри бака трансформатора вызывают разложение масла и органической изоляции, что сопровождается выделением газа. Интенсивность газообразования и химический состав газа зависят от характера и размеров повреждения.
Поэтому защита выполняется так, чтобы при медленном газообразования подавался предупредительный сигнал, а при бурном газообразовании, что имеет место при к.з., происходило отключение повреждённого трансформатора.
Газовая защита осуществляется с помощью газового реле, оно устанавливается между баком и маслорасширителем и имеет 2 поплавка. Нормально, когда реле заполнено маслом, поплавки всплывают и их контакты разомкнуты. При медленном газообразовании газы постепенно вытесняют масло в верхней части реле, верхней части реле, верхний поплавок, опускается и ртутные контакты замыкаются в цепи предупредительной сигнализации.
При бурном газообразовании (при к.з.) опрокидывается нижний поплавок и происходит замыкание его ртутных контактов в цепи отключения. На рис. показан принцип действия газовой защиты трансформатора
Рис. 1.2 -Принцип действия газовой защиты трансформатора
При замыкании ртутных контактов 1 газового реле Г плюс оперативного тока подаётся на катушку указательного реле У1 (сигнал персоналу). При замыкании контактов 2 плюс оперативного тока подаётся на катушку указательного реле У2 (сигнал персоналу) и на катушку промежуточного реле П, контакты 3 и 4 замыкаются и плюс оперативного тока через контакты 3 подаётся на катушку электромагнита отключения КО2, а через контакты 4 – на КО1, выключатели ВМ2 и ВМ1 отключаются, отделяя повреждённый трансформатор со стороны ВН и со стороны НН.