12. Релейная защита силовых трансформаторов на гпп
На ГПП установлены два трансформатора ТДН-16000/110/10. Выбираем следующие виды защит:
продольная дифференциальная защита от многофазных замыканий в обмотках трансформатора и на его выводах;
максимальная токовая защита с независимой выдержкой времени от сверхтоков, вызванных внешними многофазными замыканиями;
максимальная токовая защита в одной фазе от перегруза;
газовая защита от внутрибаковых повреждений.
На ГПП постоянный оперативный ток.
12.1 Дифференциальная защита трансформатора
ТДН - 16000/110/10
Максимальный ток трехфазного короткого замыкания, приведенный к стороне высшего напряжения силового трансформатора:
,
(153)
где
- ток короткого замыкания в точке К-3 на
шинах 10 кВ ГПП;
- среднее напряжение высокой и низкой
сторон силового трансформатора.
(А).
Минимальный ток двухфазного короткого замыкания на шинах 10 кВ ГПП, приведенный к стороне высшего напряжения силового трансформатора:
;
(154)
(А).
Первичный и вторичный номинальные токи силового трансформатора:
;
(155)
;
(156)
(А).
(А).
Для выбора трансформаторов тока найдем максимальные рабочие токи:
на стороне высшего напряжения:
;
(157)
(А).
на стороне низкого напряжения:
;
(158)
(А).
На стороне ВН принимаем
к установке трансформатор тока типа
ТФЗМ110-У1-200-0,5/10р/10р:
,
.
Коэффициент трансформации трансформатора тока
(159)
На стороне НН принимаем
к установке трансформатор тока типа
ТОЛ-10-1500-0,5/10Р:
,
.
Коэффициент трансформации трансформатора тока
;
(160)
.
Силовой трансформатор
имеет схему соединения обмоток У/Д,
следовательно, для компенсации сдвига
фаз трансформаторы тока на высокой
стороне включаются по схеме полного
треугольника (
),
а трансформаторы тока на низкой стороне
- по схеме звезды (
).
Защита выполняется с помощью дифференциального реле РСТ-15.
Вторичные токи трансформаторов тока в номинальном режиме работы:
;
(161)
(А).
(А).
За основную сторону
принимаем сторону высшего напряжения,
так как
.
Определяем токи небаланса,
вызванные погрешностями трансформаторов
тока
и регулированием напряжения под нагрузкой
(РПН)
.
При этом все токи приводим к ступени
напряжения основной стороны.
Определим ток небаланса
:
,
(162)
где
- коэффициент однотипности трансформаторов
тока;
- коэффициент апериодической составляющей
для дифференциального реле;
- допустимая погрешность трансформаторов
тока;
А.
Определим ток небаланса
:
,
(163)
где
- пределы регулирования напряжения на
стороне ВН;
- пределы регулирования напряжения на
стороне СН.
А.
Предварительное значение тока срабатывания защиты по условию отстройки от токов небаланса
,
(163)
где
- коэффициент отстройки от токов
небаланса;
(А).
Ток срабатывания защиты по условию отстройки от броска тока намагничивания
,
(164)
где
- коэффициент отстройки от броска тока
намагничивания;
(А).
Из двух токов срабатывания
выбираем наибольший, то есть
А.
Найдем предварительное значение коэффициента чувствительности:
;
(165)
.
Коэффициент чувствительности удовлетворяет требуемым условиям, продолжаем расчет для реле РСТ-15.
Ток срабатывания реле на основной стороне:
;
(166)
(А).
Ток срабатывания реле на неосновной стороне
(167)
где
- коэффициент трансформации силового
трансформатора.
,
(А).
Примем число витков
основной обмотки
.
Расчетная МДС основной обмотки
;
(168)
(А·витков).
Принимаем ближайшее
стандартное значение МДС
.
Расчетное число витков неосновной обмотки находится из условия
;
(169),
.
Принимаем
.
Составляющая тока
небаланса
из-за неравенства расчетного и
действительного числа витков
;
(170)
(А).
Ток срабатывания защиты с учетом всех составляющих тока небаланса
,
(171)
где
- коэффициент отстройки.
(А).
Коэффициент чувствительности определяем по формуле (165):
.
Так как коэффициент чувствительности превышает требуемое нормированное значение, то защита удовлетворяет требованиям чувствительности.
Ток срабатывания реле на основной стороне
(А).
Ток срабатывания реле на неосновной стороне
(А).