Проектирование релейной защиты трансформатора - Курсовая работа

В соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) и руководящими указаниями по релейной защите, на трансформаторах устанавливаются защиты от внутренних повреждений, от внешних коротких замыканий (к.з.) и ненормальных режимов. В связи с этим на понижающих трансформаторах тяговых подстанций переменного тока применяются следующие виды защит: 1) Газовая защита - от всех видов повреждений внутри бака трансформатора, сопровождающихся выделением газа из трансформаторного масла, а также понижением уровня масла. Защита обеспечивает отключение отделителя в «бестоковую паузу» и выполняется в однофазном однорелейном исполнении с использованием трансформатора тока, устанавливаемого в цепи короткозамыкателя. Для контроля температуры верхних слоев масла трансформатора устанавливаются термосигнализаторы, которые производят включение обдува трансформатора при достижении температуры масла 550С. Для подключения реле МТЗ со стороны 110 КВ и реле дифференциальной защиты используются отдельные обмотки трансформаторов тока (ТА).Газовое реле реагирует на выделение из трансформатора масла газов в результате разложения масла и изолирующих материалов при возникновении в трансформаторе электрической дуги. Стрелкой указано направление потока масла и газа при внутреннем повреждении трансформатора. При понижении в резервуаре 1 уровне масла изза вытеснения его газами или течи в баке трансформатора опускается (под воздействием массы масла, оставшегося в чашках ) сначала верхняя чашка, а затем и нижняя.Для выполнения продольной дифференциальной защиты трансформатора используется схема с циркулирующими токами. К таким особенностям относятся: наличие броска тока намагничивания трансформатора при включении его под напряжение или при восстановлении напряжения после отключения близкого к.з.; Как известно, для компенсации углового сдвига токов ТА со стороны звезды обмоток понижающего трансформатора ТА соединяются в треугольник, а со стороны треугольника - в звезду. Выполним расчеты по определению максимальных Ікмах и минимальных Ikmin токов при трехфазном к.з. на стороне тяговой и районной обмоток трансформатора. Для этого сначала определим первичный ток (на стороне ВН трансформатора) ток срабатывания защиты.Для МТЗ со стороны ВН можно принять Ксзп=1, а Інмах определить с учетом допустимой перегрузки трансформатора, т.е. По найденному первичному току срабатывания ІСЗ МТЗ определяем вторичный ток срабатывания реле ІСР и выбираем тип реле МТЗ со стороны 110 КВ для повышения чувствительности дополняется блокировкой (пуском) по напряжению. По найденному первичному напряжению UСЗ определяем вторичное напряжение срабатывания реле UCP и выбираем тип реле Выдержка времени МТЗ ввода районной обмотки на отключение секционного выключателя шин районной обмотки тмтз св определяется по выражению: тмтз св=тфрп ?t, а на отключение выключателя ввода районной обмотки: тмтз рп=тмтз св ?t, где тфрп - выдержка времени фидеров районных потребителей. тмтз св=0,7 0,4=1,1 с, тмтз рп=1,1 0,4=1,5 сПервичный ток срабатывания пусковых реле этой защиты выбирается по выражению: , где Ін - номинальный ток трансформатора на стороне ВН.Первичный ток срабатывания защиты от перегрузки на стороне ВН трансформатора определяется по выражению: где кз - коэффициент запаса, кз=1,05. Далее определяем вторичный ток срабатывания реле и выбираем тип токового реле и реле времени, так как защита действует на сигнал с выдержкой времени 9 с. Далее определяем вторичный ток срабатывания реле и выбираем его тип.Его можно определить по току трехфазного к.з. на стороне 110 КВ в режиме минимума энергосистемы на основании соотношения: , где-соответственно сопротивления нулевой и прямой последовательности до точки к.з. В соответствии с ПУЭ трансформаторы тока, предназначенные для цепей релейной защиты, должны удовлетворять трем основным требованиям: 1) Обеспечивать точную работу измерительных органов релейной защиты при к.з. в зоне ее действия. 2) Обеспечивать надежную работу измерительных органов при близких к.з., когда форма кривой вторичного тока ТА может искажаться за счет глубокого насыщения стали магнитопровода ТА. Определяется предельная кратность k10 расчетного тока по отношению к первичному номинальному току трансформатора: , где т.е. принимается равным максимальному значению тока к.з. Этот ток определяется при к.з. на стороне ВН трансформатора непосредственно за ТА по значению Sкз max.

СОДЕРЖАНИЕ

Реферат

Введение

Исходные данные

Задание

1. Газовая защита трансформатора

2. Дифференциальная защита трансформатора

3. Максимальные токовые защиты трансформатора от внешних коротких замыканий

4. Максимальная токовая направленная защита

5. Максимальные токовые защиты от ненормальных режимов

6. Защита блокировки отделителя

7. Проверка трансформаторов тока на 10%-ную погрешность

Список литературы

В соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) и руководящими указаниями по релейной защите, на трансформаторах устанавливаются защиты от внутренних повреждений, от внешних коротких замыканий (к.з.) и ненормальных режимов. В связи с этим на понижающих трансформаторах тяговых подстанций переменного тока применяются следующие виды защит: 1) Газовая защита - от всех видов повреждений внутри бака трансформатора, сопровождающихся выделением газа из трансформаторного масла, а также понижением уровня масла. Газовая защита двухступенчатая, действует на сигнал и на отключение трансформатора со всех сторон.

2) Продольная дифференциальная защита - от к.з. в обмотках и на наружных выводах трансформатора.

3) Максимальные токовые защиты (МТЗ) - от внешних к.з.

4) Максимальная токовая направленная защита (МТНЗ) - для устранения подпитки к.з. на ЛЭП системы внешнего электроснабжения со стороны тяговой или районной обмотки трансформатора.

5) Максимальные токовые защиты - для защиты от ненормальных режимов.

6) Защита блокировки отделителя. Защита обеспечивает отключение отделителя в «бестоковую паузу» и выполняется в однофазном однорелейном исполнении с использованием трансформатора тока, устанавливаемого в цепи короткозамыкателя.

Для контроля температуры верхних слоев масла трансформатора устанавливаются термосигнализаторы, которые производят включение обдува трансформатора при достижении температуры масла 550С.

Для подключения реле МТЗ со стороны 110 КВ и реле дифференциальной защиты используются отдельные обмотки трансформаторов тока (ТА). Другие обмотки ТА используются для подключения всех других защит.

Обмотки ТА класса 0,5 со стороны 27,5 КВ трансформатора используются для подключения счетчиков электрической энергии.

Исходные данные

· Тип, мощность и напряжение понижающего трансформатора на подстанции: ТДТНЭ - 25000/110 - 69

115/38,5/27,5.

· Мощность к.з. на шинах 110 КВ подстанции, МВ*А ( в числителе - в режиме максимума энергосистемы, в знаменателе - в режиме минимума ): 550/350.

· Выдержка времени фидеров, питающихся от шин 27,5 КВ: 0,5 с.

· Выдержка времени фидеров, питающихся от шин районной обмотки трансформатора: 0,7 с.

· Ступень выдержки времени ?t: 0,4 с.

Задание

В данном курсовом проекте надо рассчитать защиты: дифференциальную, максимальную токовую защиту от внешних коротких замыканий, максимальную токовую направленную, от ненормальных режимов, защиту блокировки отделителя для трехобмоточного понижающего трансформатора отпаечной тяговой подстанции переменного тока.

1. Требования ЕСКД к текстовым документам. Методические указания по выполнению контрольных работ и курсовых проектов для студентов всех специальностей. Ч. 1. М.: ВЗИИТ, 1977. 24 с.

2. Марквардт К.Г. Электроснабжение электрифицированных железных дорог: Учебник для вузов ж. д. транспорта. М.: Транспорт, 1982. 528 с.

3. Фигурнов Е.П. Релейная защита устройств электроснабжения железных дорог. Учебник для вузов ж.д. транспорта. М.: Транспорт, 1981. 216 с.

4. Справочник по электроснабжению железных дорог. Т. 2 / Под. Ред. К. Г. Марквардта. М.: Транспорт, 1981. 392 с.

5. Давыдова И.К., Попов Б.И., Эрлих В. М. Справочник по эксплуатации тяговых подстанций и постов секционирования. М.: Транспорт, 7978. 416 с.

6. Какуевицкий Л.М., Смирнова Т.В. Справочник реле защиты и автоматики. М.: Энергия, 1972.344 с.

7. Прохорский А.А. Тяговые трансформаторные подстанции. М.: Транспорт 1978. 536 с.: 1983. 496 с.

8. Бородулин Б.М., Герман Л.А., Николаев Г.А. Конденсаторные установки электрифицированных железных дорог. М.: Транспорт, 1983. 136 с.

9. Герман Л.А. Вакуумные выключатели в устройствах электроснабжения железных дорог / ЦНИИТЭИ МПС. Серия «Электрификация и энергетическое хозяйство». Экспресс-информация. Вып. 1. М.: 1979. 32 с.

10. Бей Ю. М., Мамошин Р. Р., Пупышин В. Н., Шалимов М. Г. Тяговые подстанции. М.: Транспорт, 1986. 320 с.

11. Герман Л.А. Электроснабжение электрических железных дорог. Поперечная и продольная емкостная компенсация: Методические указания. М.: ВЗИИТ, 1983. 60 с.