Нефтеперекачивающие станции НПС
.pdfСПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru
и на выводах трансформатора, а также для защиты от перегрузок. МТЗ помимо своих основных функций является резервной по отношению к токовой отсечке и исполняет роль второй ступени.
Токовая отсечка в сетях с глухозаземлённой нейтралью выполняется в трехфазном исполнении, а сетях с изолированной нейтралью в двухфазном двухрелейном исполнении.
Защита трансформатора достигается установкой блока БМРЗ-ТД-2х
5.2 Функции блока БМРЗ-ТД-2х
Чувствительная дифференциальная токовая защита;
Дифференциальная токовая отсечка;
Токовая отсечка по стороне ВН;
Резервирование при отказе выключателя;
Исполнение сигналов газовой защиты;
Управление одним или несколькими выключателями (до 6);
Управление отключением через отделитель.
5.3 Назначение и область применения
Блок БМРЗ-ТД-2х предназначен для использования в качестве основной быстродействующей защиты двухобмоточных трансформаторов и трансформаторов с расщепленной обмоткой НН любой мощности с напряжением ВН до 220 кВ.
БМРЗ-ТД-2х новейшая отечественная разработка, соединяющая хорошо зарекомендовавшие себя известные принципы выполнения дифференциальных защит с оригинальными решениями, улучшающими отстройку от переходных процессов, от внешних КЗ и от бросков токов намагничивания.
Применение новейшей элементной базы и современных цифровых
СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru
технологий позволило получить новое качество функционирования дифференциальной защиты: совершенные алгоритмы выравнивания токов плеч, автоматический учет текущего положения РПН трансформатора,
высокое быстродействие, устойчивость и адаптивность работы в переходных режимах КЗ, сопровождающихся глубоким насыщением измерительных трансформаторов тока и броском тока намагничивания, удобство настройки и высокую стабильность параметров.
Блок БМРЗ-ТД-2х может использоваться в качестве основной защиты от всех видов КЗ в панелях защиты трансформаторов совместно с резервными защитами и устройствами автоматики, выполненными на электромеханической, аналоговой или цифровой элементной базе любых производителей.
5.4 Резервирование при отказе выключателя (УРОВ)
Сигнал "УРОВд" выдается через заданное уставкой время после выдачи сигнала на отключение выключателя при сохранении тока через отключаемый защитой выключатель.
Алгоритм УРОВ может выполняться с контролем положения выключателя на стороне высокого напряжения.
Уставки по времени: от 0,10 до 1,00 с шагом 0,01 с.
Чувствительность УРОВ по току 0.02 Iн.
Блок может выполнять команду УРОВп от других защит.
5.5 Технические характеристики
Номинальный ток Iном, A - 0,5; 1,0; 2,5; 5,0.
Количество аналоговых входов до 0,7
Термическая стойкость длительно, 15 А
СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru
в течение 1 с, - 500 А
Диапазон измерений (действующие значения) - (0,05 - 80) Iном.
Измерения и контроль:
Фазные токи;
Тормозные токи;
Дифференциальные токи;
Максиметр дифференциальных токов;
Счётчик срабатываний защит;
Счётчик отключений выключателя с пофазной фиксацией отключаемых токов.
5.6 Технические возможности
Связь БМРЗ по стандартным последовательным каналам RS-232 с
ПЭВМ и RS-485 или ВОЛС c АСУ с использованием протокола ModBUS.
Осциллографирование токов КЗ.
Осциллографирование переходных процессов при включении трансформатора.
Во время работы блоки осуществляют автоматическую самодиагностику и выдают сигнал при обнаружении неисправности.
Расширенная проверка работоспособности блока может быть произведена оператором в режиме «Тест».
Память БМРЗ, после снятия питающего напряжения, обеспечивает хранение уставок и конфигурации защит в течение всего срока службы.
Хранение осциллограмм, параметров аварийных событий, информации об общем количестве, а так же о времени срабатываний защит, количестве отключений выключателя обеспечивается, без питания, в течение 200 часов.
Смена конфигурации защит, блокировок и уставок осуществляется при вводе пароля с пульта блока или дистанционно.
Функция календаря и часов позволяет фиксировать время событий с
СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru
дискретностью 10 мс.
5.7 Токовая отсечка
Для трансформаторов напряжением 110/10 кВ предусматриваются устройства релейной защиты от многофазных коротких замыканий в обмотках и на их выводах, витковых замыканий в обмотках, от внешних КЗ ,
перегрузки и понижения уровня масла. Это достигается установкой МТЗ, ТО,
газовой и дифференциальной защит.
Токовая отсечка является наиболее простой из всех быстродействующих защит от повреждений в трансформаторе.
Ток срабатывания ТО выбирается по двум условиям:
а) отстройки от сквозных токов КЗ, например, в точке К-1
Ic.o.
К |
н |
|
Iк.скв.
; (5.1)
б) отстройки от бросков тока намагничивания при включении
трансформатора
Ic.o. (3 4) Iном (3 4) |
Sном |
|
|
Uном |
|
|
3 |
|
; (5.2)
Iк.скв - сквозной ток КЗ;
Кн |
- коэффициент надежности, |
Кн |
= 1,1; |
|
|
Iном - номинальный ток трансформатора.
Сквозной ток КЗ (ток при КЗ в точке К-1 на стороне высокого напряжения) равен половине тока двухфазного КЗ в точке К-2 от системы,
деленной на коэффициент трансформации трансформатора.
СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru
|
I |
(2) |
|
Iê.ñêâ |
|
||
k |
|
||
110 /10 |
|||
2 |
|||
|
9200 |
|
110 /10 |
||
2 |
418А;
Тогда
а) |
Ic.o. |
|
:
1,1∙418 = 459.8 А
Ic.o. (3 4) Iíîì |
(3 4) |
Síîì |
|
||
|
Uíîì |
||||
б) |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Принимаем |
Iс.о. |
= 0,516 кА. |
|
||
|
|
||||
Коэффициент чувствительности:
4 |
25000 |
516.5 À. |
||
3 |
110 |
|||
|
|
|||
Кч |
Iк.мин |
2. |
|
Iс.о. |
|||
|
; (5.3) |
нефтеперерабатывающая станция ток замыкание
Ê÷ |
Iê.ìèí |
|
2.16 |
4.18 2. |
|
|
|
||||
Iñ.î . |
0,516 |
||||
|
|
|
|||
|
|
|
|
Чувствительность ТО соответствует норме.
5.8 Максимальная токовая защита
Ток срабатывания защиты выбирается по условию отстройки от наибольшего рабочего тока
Iс.з. |
Кн |
Iраб.макс; |
|
Кв |
|||
|
|
5.4)
где |
Кн |
- коэффициент надежности, примем |
Кн |
=1,2; |
|||
|
|
||||||
Кв |
- коэффициент возврата реле, |
Кв |
=0,85; |
|
|
||
|
|
|
|
||||
Iраб.макс. - максимальный рабочий ток трансформатора,
Iраб.макс. Iраб 133,6 А
Iñ.ç. 1,2 133,6
0.85 |
188,6 А; |
СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru
Коэффициент чувствительности для МТЗ:
Кч |
Iк.мин |
1,2; |
|
||
Iс.з. |
|
(5.5) |
|||
|
|
|
|||
|
|
|
|
||
Ê÷ |
2160 |
11.45 |
1,2; |
||
188.6 |
|||||
|
|
|
|
||
На рисунке 5.5 приведена схема включения трансформаторов тока для
МТЗ.
5.9 Дифференциальная защита
Порядок расчета дифференциальной защиты следующий.
Ток срабатывания дифференциальной защиты рассчитывают по двум условиям:
а) отстройки от броска тока намагничивания при включении силового трансформатора
Iс.з. Кн
где Кн -
реле Кн=1,1;н
Iном; |
(5.6) |
|
коэффициент надежности, зависит от типа реле, для цифровых
- номинальный ток силового трансформатора.
Iñ.ç. 1.1 133.6 2
б) отстройки от
1,1∙133,6 = 0,074 кА тока небаланса при внешних КЗ
СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru
Iс.з. Кн Iнб. расч;
(5.7)
где Iнб.расч - ток небаланса, протекающий в защите при сквозном КЗ,
приведенный к главным цепям.
Iс.з. 1,1∙3,195 = 3,51 кА
Расчетное значение тока небаланса можно определить по формуле
Iнб. расч. (Кодн Ка Е Up) I |
(3) |
к.макс; |
|
(5.8)
где Кодн - коэффициент однотипности трансформаторов тока, при защите силовых трансформаторов Кодн = 1;
Ка - коэффициент, учитывающий влияния периодических составляющих: Ка = 2;
ε - относительная погрешность трансформаторов тока, в расчетах принимается ε = 0.1;
ΔUр - относительная погрешность обусловленная РПН принимается равной половине суммарного диапазона регулирования напряжения,
ΔUр=0.1.
Iнб.расч. (1∙2∙0,1 +0,1)∙10,65 = 3,195 кА
Ток срабатывания защиты выбирается по наибольшему из двух полученных значений.
Ток срабатывания реле
Iср. р. Ксх Iс.з.
nта ; (5.9)
Iñð. ð. 
3
200 3510= 30,9 А
СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru
Для дифференциальной защиты, полученный ток срабатывания реле является током уставки.
Чувствительность дифференциальной защиты определяется при КЗ в пределах защищаемой зоны, когда токи КЗ имеют минимально возможные значения. Коэффициент чувствительности
Кч |
Iк. |
2; |
|
Iср. р |
|||
|
|
(5.10)
где Iк - ток реле при КЗ в зоне защиты;
Принимаем Iк за расчётный, т.е. |
I k |
I расч |
|
133,6 А.р - ток |
|||
|
|
|
|||||
срабатывания реле. |
|
|
|
|
|
||
Кч |
133.6 |
4.3 |
2; |
|
|
|
|
30.9 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
5.10 Газовая защита трансформатора
Все трансформаторы мощностью 6300 кВ А и более имеют газовую защиту, которая реагирует на все виды его внутренних повреждений, а также действует при утечке масла из бака. Схема газовой защиты приведена на рис. 5.1. В качестве газового реле используем реле РГЧ - 65.
СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru
Рис. 5.1 - Схема газовой защиты трансформатора
Схема работает следующим образом: при незначительных повреждениях объем выделяющихся газов и скорость их выделения не велики, слабое газообразование сопровождается накоплением газов под крышкой реле и вытеснением оттуда масла. В результате этого верхний поплавок замыкает свой контакт KSG1 в цепи сигнала. При коротком замыкании, когда возникает турбулентное движение масла, или при утечке масла замыкаются контакты нижнего поплавка KSG2 и защита без выдержки времени отключает выключатели.
5.11 Защита от перегрузки
Выполняется с помощью реле тока, включенного в одну фазу, и реле времени, действует на сигнал. Ток срабатывания защиты выбирается по условию отстройки от номинального тока трансформатора:
Iср.з. Кн Iном
Кв ; (5.11)
СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru
где коэффициент надежности Кн = 1,1, Кв = 0,96.
Iñð.ç. |
1,1 |
133,6 |
|
|
0,96 |
||||
|
|
153 А |
||
|
|
|
Ток срабатывания реле
Iср.р. |
Ксх |
Iс.з |
|
nта |
|||
|
; (5.12) |
||
|
|
Iñð.ð. |
3 |
153 |
1.34 |
|
200 |
||||
|
|
А |
||
|
|
|