7. Расчет защиты трансформатора т-2 110/10 кВ

   1. Расчет продольной дифференциальной защиты трансформатора Т2

Определим первичные и вторичные токи в плечах дифференциальной защиты трансформатора:

где Iном – номинальный первичный ток;

S - номинальная мощность трансформатора;

Выбираем трансформатор тока по величине номинального тока защищаемого трансформатора:

- ТА на стороне ВН:

Выбираем kТА = 200/5.

- ТА на стороне НН:

Выбираем kТА = 1000/5.

Вторичные токи в плечах защиты:

Определим ток срабатывания защиты на реле ДЗТ – 11:

где kотс = 1,5 – коэффициент отстройки для защиты на реле ДЗТ;

kсх – коэффициент схемы для трансформатора тока на основной стороне.

Определим ток срабатывания основной стороны:

За основную сторону принимаем сторону 110 кВ.

Число витков обмотки трансформатора (НТТ), подключаемой к трансформаторам тока основной частоты, определяется по выражению:

Где Fср – магнитодвижущая сила, необходимая для срабатывания реле,

Уточним ток срабатывания реле:

Для неосновной обмотки число витков определяется по условию обеспечения выравнивания магнитодвижущих сил обмоток основной и неосновной сторон в номинальном режиме работы защищаемого трансформатора:

Из этого соотношения следует, что число витков обмотки НТТ, включаемой на неосновной стороне, должно быть:

Выбираем Wнеосн = 14 виток.

Для обеспечения несрабатывания реле при внешних КЗ на тормозной обмотке реле должно быть включено число витков Wm, определяемое по выражению:

где Iнб – ток небаланса, А;

Wp – расчетное число витков рабочей обмотки реле на стороне, где включено тормозная обмотка;

tanα = 0,75 – для реле ДЗТ-11.

Ток небаланса, приведенный к стороне НН, имеет три составляющие:

Составляющая тока небаланса I΄нб определяется наличием погрешности ТА:

где ε – относительное значение тока намагничивания, при выборе трансформаторов тока по кривым предельных кратностей принимаем равным 0,1;

kодн – коэффициент однотипности, принимаем равным 1,0;

kапер- коэффициент, учитывающий переходный режим,

Составляющая тока небаланса I΄΄нб от изменения коэффициента трансформации защищаемого трансформатора с РПН:

где - относительная погрешность, обусловленная регулированием напряжения на сторонах защищаемого трансформатора.

Составляющая тока небаланса обусловленная неточностью выравнивания МДС сторон промежуточного ТА реле ДЗТ - 11:

Тогда:

Количество витков тормозной обмотки:

Определим коэффициент чувствительности:

7.2 Расчёт МТЗ

Защита от внешних КЗ служит для отключения трансформатора при КЗ на сборных шинах или на отходящих присоединениях, если релейная защита или выключатели этих элементов отказали в работе. Одновременно МТЗ используется и для защиты от повреждений в трансформаторе, как резервная при отказе основных защит.

Рисунок 11. – Расчетная схема МТЗ

Ток срабатывания МТЗ:

где k_в = 0,85 - для реле РТ-40;

k_отс= 1,2.

Определим коэффициент самозапуска двигателей нагрузки H1. Составим схему замещения (рисунок 12).

Рисунок 12. – Схема замещения

Определим сопротивление нагрузки секций на которые подается напряжение при срабатывании АВР.4,3

Сопротивление системы Хс = 4.3 Ом.

Сопротивление трансформатора Т2:

Сопротивление линии:

Сопротивление двигателя при пуске:

Сопротивление нагрузки:

Сопротивление Хэ2 приведем к стороне 110 кВ.

Эквивалентное сопротивление:

Ток самозапуска:

Коэффициент самозапуска:

Предельный ток:

Ток срабатывания защиты:

Ток срабатывания реле:

Окончательно выбираем реле РТ-40/50.

Проверим коэффициент чувствительности при двухфазном КЗ за трансформатором:

Выдержка времени выбирается из условия селективности на ступень выше наибольшей выдержки времени t_сз релейных защит присоединений, питающихся от трансформатора.

7.3 Расчёт защиты от перегрузок

Ток срабатывания релейной защиты от перегрузок выбирается из условия возврата токового реле при минимальном токе трансформатора:

Где k_отс= 1,05.

Выбираем реле РТ-40/20.

Время срабатывания защиты от перегрузок выбирается на ступень больше времени защиты трансформатора от внешних КЗ:

7.4 Газовая защита трансформатора

В соответствии с ПУЭ на трансформаторах большой мощности устанавливается газовая защита. В данном трансформаторе такая защита необходима.

Газовая защита получила широкое распространение как чувствительная защита от внутренних повреждений трансформаторов. Повреждения трансформатора сопровождаются электрической дугой или нагревом деталей, из-за чего происходит разложение масла и изоляционных материалов и образованию летучих газов.

При слабом газообразовании, и (или) при незначительном снижении уровнямасла контакты верхнего поплавка замыкаются, и сигнал проходит в диспетчерское управление. При бурном газообразовании и (или) значительном снижении уровня масла контакты нижнего слоя замыкаются, и трансформатор автоматически отключается.

Достоинства: высокая чувствительность и реагирование практически на все виды повреждений внутри бака, сравнительно небольшое время срабатывания, простота выполнения, способность защищать трансформатор при недопустимом снижении уровня масла по любым причинам.

Недостатки:

- не реагирует на повреждения вне бака;

- защита может сработать ложно при попадании в бак воздуха (при доливке масла, после ремонта систем охлаждения и т.д.), следовательно, газовую защиту нельзя использовать в качестве единственной защиты трансформатора от внутренних повреждений.