Методички по ЭЧС / Изм тр-ры на схемах ЭС

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ Кафедра электрических станций

А.В. Новиков А.В. Бессолицын

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ НА ГЛАВНЫХ СХЕМАХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

Методические указания для курсового проектирования по курсу “Электрическая часть электростанций”

Киров 2008

Печатается по решению редакционно-издательского совета Вятского государственного университета

УДК 621.314.222.8(07) Н 731

Рецензенты:

Новиков А.В. Измерительные трансформаторы на главных схемах электростанций: методические указания/ А.В. Новиков, А.В. Бессолицын. – Киров: Изд-во ВятГУ, 2007 – 50с.

Редактор Е.Г. Козвонина

Текст напечатан с оригинала-макета, предоставленного авторами 610000, г. Киров, ул. Московская, 36 Оформление обложки, изготовление – ПРИП ВятГУ

© А.В. Новиков, А.В. Бессолицын, 2007 Вятский государственный университет, 2007

3

Измерительные трансформаторы тока(ТА) и напряжения (ТV) предназначены для питания контрольно-измерительных приборов и устройств релейной защиты и автоматики.

Вучебной литературе по электрической части станций(ЭЧС) выбору ТА и ТV, питающих измерительные приборы, посвящены целые разделы [7].

Как правильно выбрать измерительные трансформаторы(ИТ) для устройств РЗ и А в учебниках не объясняется, хотя на главной схеме электростанции эти трансформаторы должны быть показаны.

Перед студентом специальности140204 – «электрические станции» при выполнении курсового проекта по ЭЧС не ставится задача детальной разработки схемы релейной защиты(РЗ). Вполне достаточно применить типовую схему, рекомендуемую «Руководящими указаниями по релейной защите» [1-3]. Использование типовой схемы РЗ, например генератора необходимой мощности, поможет определить необходимое количество ТА и ТV и место их установки.

Ниже приводятся рекомендации по выбору минимального числа ИТ для различных цепей. На современных ЭС с высокой степенью автоматизации их может быть существенно больше.

На рисунке 1 показаны цепи генератора, работающего на шины генераторного напряжения. Для питания цепей РЗ предусмотрено пять обмоток ТА. Две обмотки ТА2 питают измерительные приборы и устройство автоматического регулирования тока возбуждения(АВР) генератора.

Учитывая, что на напряжении 6 - 20 кВ ТА обычно изготовляются

сдвумя вторичными обмотками[4], для цепи генератора потребуется три комплекта двухобмоточных ТА1-ТА3 и один одновитковый ТА4 (для поперечной дифзащиты).

Назначение обмоток ТА показано на рисунке 1.

Вцепи генератора в общем случае требуется два трансформатора напряжения. Один из них (ТV1) служит для контроля изоляции и питания измерительных приборов, другой (ТV2) питает устройство АРВ.

5

Блочный принцип построения схем связан с применением -ком плектных экранированных токопроводов (КЭТ), в которых устанавливаются однофазные ТV с втычными контактами. Пробой изоляции однофазного ТV в сети с незаземленной нейтралью не приводит к короткому замыканию. Величина емкостного тока замыкания на землю обычно не превышает нескольких десятков ампер. Поэтому кварцевые предохранители (с номинальным током отключения более 3,2 кА) в це-

пях однофазных TV не устанавливают. Трансформатор TV3 питает защиту нулевой последовательности от однофазных замыканий в обмотке статора генератора (см. рис. 2).

При наличии в блоке генераторного выключателя необходимо установить дополнительно трансформатор напряжения V4Т между выключателем и силовым трансформатором. К нему присоединяют цепи колонки синхронизации, контролирующие напряжение сети при включении генератора на параллельную работу с сетью. К обмотке, соединенной в разомкнутый треугольник подключают цепи защиты от замыканий на землю, которая служит для защиты отпайки ТСН при отключенном генераторе (см. рис. 3).

Особенности выполнения защит генераторов, работающих в блоке с трансформатором, подробно изложены в [5].

Цепи генератора, работающего в блоке с трансформатором, показаны на рисунке 2 [6].

Следует отличать однофазные двухобмоточные трансформаторы типа НОЛ, не имеющие дополнительной вторичной обмотки, от однофазных трехобмоточных типа ЗНОЛ.

Первые (типа НОЛ) имеют два ввода ВН, у вторых (типа ЗНОЛ) есть только один ввод ВН, а конец обмотки ВН заземлен.

Трехфазные группы трансформаторов напряжения с литой изоляцией типа ЗНОЛ устанавливаются в комплектных токопроводах мощных генераторов вместо трехфазных масляных. Трансформаторы с масляной изоляцией сняты с производства из-за высокой пожарной опасности. Трехфазные трансформаторы серий НТМИ, НТМК, НАМИ и НАМИТ часто выходили из строя вследствие феррорезонансных явлений. Поэтому их функции выполняют трехфазные группы из трех антирезонансных трансформаторов типа НОЛ (для устройств автоматики) и ЗНОЛ (для релейной защиты).

7

Для блоков применяется отдельная дифзащита генератора трансформатора, а так же резервная дифзащита блока, в зону действия которой входит генератор, трансформатор блока и трансформатор собственных нужд.

В блоках с генераторами ТВФ-63, работающими на местную нагрузку с большим количеством линий, устанавливать трансформатор напряжения TV3 в нейтрали генератора нет необходимости. Из-за большой величины емкостного тока защита от замыканий на землю в этом случае питается отTV2 (обмотки, соединенной в разомкнутый треугольник), надежно защищая участки от генератора до Т1 и Т2, а также обмотку статора.

Цепь трансформатора связи на стороне генераторного напряжения представлена на рисунке 3.

QN

RU

ДЗ шин

ТА1

Приборы

МТЗ

ТА2

ДЗ трансформатора

Рисунок 3

В этой цепи необходимы четыре вторичные обмотки ТА. Что касается ТV, то их наличие в цепи трансформатора на ТЭЦ с поперечными связями не является обязательными(в отличие от блоков Г-Т), т.к. приборы, установленные для контроля за работой трансформатора связи и его релейные защиты, могут питаться от ТV, подключенных к шинам ГРУ. Если между генераторным выключателем Q и трансформато-

8

ром связи Т1 подключается источник резервного питания(РТСН или реакторная отпайка), то TV2 следует установить для контроля изоляции участка от трансформатора Т1 до Т2 (реактора) во время вывода в ремонт секции ГРУ, когда TV1 будет отключен (см. рисунок 4).

Т1

TV2

Рисунок 4

Цепь трансформаторов собственных нужд на ТЭЦ находится в зоне действия диффзащиты шин (см. рисунок 5).

Наличие или отсутствие выключателяQ1 в присоединении (см. главу 1.9) сказывается на алгоритме поведения РЗ, но не на числе ТА.

Кроме одного комплекта двухобмоточных ТА для измерительных приборов и защит самого трансформатора собственных нужд, необходимо предусмотреть второй комплект для диффзащиты шин. Этот второй комплект имеет резервные обмотки, которые закорачиваются. ТА1 устанавливаются обычно в двух фазах. Это объясняется тем, что в сети с незаземленной нейтралью однофазные замыкания на землю не сопровождаются протеканием токов КЗ, и токовые защиты на них не реагируют

9

10 кВ

А1

A2

Q1

ДЗ трансформатора

ТA1

Резерв

RU

Приборы, МТЗ

ТA2

ДЗ шин

Рисунок 5

Цепь реактированной линии (см. рисунок 6) имеет один комплект двухобмоточных ТА, устанавливаемых в крайних фазах.

10

A1

A2

Q

Приборы

TA1

МТЗ

LR

Рисунок 6

На каждой системе сборных шин, а при секционировании рабочих шин на каждой секции устанавливается свой трансформатор напряжения (рисунок 7). От него питаются измерительные приборы тех цепей, которые не имеют собственных трансформаторов напряжения, например, цепи отходящих линий и трансформаторов собственных нужд.

Кроме того, эти ТV выполняет свою основную задачу: питают измерительные приборы, установленные на самих сборных шинах, а также обеспечивают контроль изоляции (см. рисунок 7).