Практическое занятие №9 Защита силовых трансформаторов 6-10/0,4 кВ цеховых подстанций

Цели:

1. Закрепить теоретический материал по теме «Релейная защита».

2. Научиться простейшим расчетам релейной защиты трансформатора.

3. Воспитывать в себе ответственность за правильность выбора защит и расчетов, аккуратность.

Технические средства: справочники, модели реле, схемы защит, калькулятор.

Ход работы:

1. Выдача индивидуальных заданий.

2. Повторение теоретического материала.

3. Расчет максимальной токовой защиты.

4. расчет отсечки.

5. Расчет защиты нулевой последовательности.

6. расчет защиты от перегрузки.

7. Выводы и защита выполненной работы.

Теоретические сведения

Защита силовых трансформаторов 6-10/0,4 кВ цеховых подстанций

Для данной группы трансформаторов по ПУЭ предусматриваются следующие виды защиты:

Максимальная токовая отсечка. Устанавливается во всех случаях, когда не предусматривается дифференциальная защита. Отсечку можно не предусматривать на трансформаторах мощностью менее 1600кВА при выполнении максимальной токовой защиты с выдержкой времени <1 с ;

Максимальная токовая защита с выдержкой времени. Устанавливается на всех трансформаторах;

Защита нулевой последовательности от однофазных замыканий на землю. Устанавливается в случае недостаточной чувствительности максимальной токовой защиты со стороны ВН при однофазных коротких замыканий в сети 0,4кВ;

Газовая защита от повреждений внутри кожуха трансформатора, обязательна на трансформаторах мощностью 1000 - 4000 кВА. Для внутрицеховых трансформаторов мощностью бЗОкВА и более устанавливается независимо от наличия быстродействующих защит.

Приложение

Выбрать и рассчитать защиты трансформатора мощностью 1000кВА; U-6/0,4кВ; Ukз=5,5%; схема соединения y/y₀ .Мощность короткого замыкания на стороне 6кВ=150МВА

1.Сопротивление системы, х_с, Ом

2.Сопротивление трансформатора , Хтр., Ом

З.Ток трехфазного короткого замыкания на шинах 6кВ, I⁽³⁾ к.з.в.н., А

4.Ток трехфазного короткого замыкания на шинах 0,4кВ, приведенные к стороне высокого напряжения , I⁽³⁾ к.з.в.н, А

5.Ток однофазного короткого замыкания на стороне 0,4кВ обычно вычисляется без учета сопротивлений питающей сети, I⁽¹⁾ к.з.н.н., А

где Uф - фазное напряжение сети Uф. =220В

Zтр; Zo.тp — полное сопротивление соответственно прямой и нулевой последовательности трансформатора, данные снесены в таблицу15.

Таблица № 15

Мощность Трансформа­тора кВА	Полное сопротивление трансформаторов, Ом
трансформатора
кВА	Zтp.	Zотр.
25	0,287	3,11	0,302	0,906
40	0,18	1,949	1,875	0,562
63	0,114	1,237	0,119	0,36
100	0,072	0,779	0,075	0,226
160	0,045	0,487	0,047	0,141
250	0,0287	0,312	0,03	0,090
400	0,018	0,195			0,018	0,056
630	0,014	0,129			0,014	0,042
1000	0,008	0,081				0,027
1600	—	0,054				0,0165

6.При вторичном напряжении сети 220/127 В расчетные сопротивления уменьшаются в 3 раза, I⁽¹⁾ км.н, А

7.Ток однофазного к.з.на стороне 0,4кВ,приведенный к стороне 6 кВ, I⁽¹⁾ к.з.в.н., А

8. Номинальные токи трансформатора, I⁽¹⁾ н.в.тр., А

9. Коэффициенты трансформации трансформаторов тока на стороне 6 кВ, n_т.в.н.

10. На стороне 0,4 кВ*kтн принимаем из расчета 0,25 Iном.тр для трансформаторов со схемой соединения Y/Y₀ и 0,75 Iном.тр для трансформаторов со схемой соединения /Y

n_то=

n_то=

11. Ток срабатывается максимальной токовой защиты, выполненной по схеме неполной звезды с реле РТ-40, I с.з., А

где Кн=1,1 -коэффициент надежности;

Кв=0,8 – коэффициент возврата;

Ксзп=2,5 – коэффициент самозапуска нагрузки.

Iраб.max=1,4 Iн.тр.в.н.

Iн.тр.в.н. (учитывая возможную перегрузку в режиме АВР)

12.Ток срабатывания реле максимальной токовой защиты, Ic_P., A

Выбирается реле РТ 40/20

13.Расчетный ток в реле при двухфазном коротком замыкании за трансформатором для схемы неполная звезда с двумя реле Iр., А

14.Коэффициент чувствительности при двухфазном коротком замыкании за трансформатором , Ir

2

15.Ток в реле при однофазном коротком замыкании за трансформатором, I_Р.,А

16.Коэффициент чувствительности при однофазном коротком замыкании

Кr=

Максимальная токовая защита, установленная на стороне 6кВ трансформатора нечувствительна к токам однофазного короткого замыкания на стороне на стороне 0,4 кВ, поэтому дополнительно устанавливается специальная защита нулевой последовательности на стороне 0,4 кВ, действующая на отключение автомата ввода на стороне низкого напряжения.

17.Ток срабатывания реле выбирается по условию отстройке от наибольшего дополнительного токов нейтрале силового трансформатора, Ic_P, A

где Км. - коэффициент кратности предельно-допустимого тока через нейтраль трансформатора, по отношению к номинальному току трансформатора, принимается равным:

где Км=0,25-для трансформатора со схемой /

Км=0,75-для трансформатора со схемой /

Котс=1,25 -коэффициент отстройки

Кв=0,8-для реле РТ-81 Принимаем ток срабатывания реле 7А (реле РТ-81/1)

18. Коэффициент чувствительности

где

19.В настоящее время применяются трансформаторы, преимущественно с соединением обмоток /y , у которых активные и индуктивные сопротивления нулевой последовательности практически равны сопротивлениям прямой последовательности и токи однофазного короткого замыкания при повреждении у вводов низкого напряжения трансформатора практически равны токам трехфазного короткого замыкания. В этом случае максимальная токовая защита на стороне высокого напряжения обычно чувствительна к токам однофазного короткого замыкания.

20.Ток срабатывания отсечки, выполненной по схеме неполной звезды с двумя реле РТ-40, Iс.з, А

Iс.з.=Кн * I ⁽³⁾ к.вн;

Iс.з.=1,3* 1490=2518А

где Кн- коэффициент надежности равный 1,3; 1,4-для РТ-40; 1,6-для РТ-80

21.Ток срабатывания реле отсечки, Ic_P, A

Принимаем к установке реле РТ-40/100 с диапазоном установок 25 до 100А

22.Коэффициент чувствительности отсечки при двухфазном коротком замыкании на вводах 6кВ трансформатора

К₄ =

К₄ =

где Iк.з.вн.=0,87*Iк.з.вн.

Защита достаточно чувствительна.

Защита от перегрузки (при равномерной загрузке всех трех фаз).

Выполняется с помощью одного токового реле, включенного на ток фазы А

23.Ток срабатывания защиты, I_cp, A

24.Ток срабатывания реле, Icp, A

Выбирается реле тока РТ40/10

Выдержка времени отстраивается от кратковременных перегрузок.

Выбирается реле времени ЭВ- 133 с установками от 0,5 до 9с.

Контрольные вопросы:

1. Чем обеспечивается селективность МТЗ.

2. Чем обеспечивается селективность токовой отсечки.

3. Написать условие срабатывания токового реле.

4. Как можно изменить установку реле РТ-40.

5. Почему в схемах, построенных на РТ -80 не устанавливают реле времени.

6. Для чего предназначено промежуточное реле?

7. Для чего предназначено реле времени?