
- •Релейная защита и автоматика в системах электроснабжения
- •Часть 1
- •1. Релейная защита систем электроснабжения
- •1.1. Назначение релейной защиты
- •1.2. Элементы, функциональные части и органы устройств релейной защиты и автоматики систем электроснабжения
- •2. Принципы построения электрических сетей
- •2.1. Принципы построения электрических сетей
- •2.2. Режимы нейтрали электрических сетей
- •2.2.1. Пять способов заземления нейтрали
- •2.2.2. Критерии выбора режима нейтрали
- •2.2.3. Электрическая сеть с изолированной нейтралью
- •2.2.4. Электрическая сеть с резистивным заземлением нейтрали
- •2.2.5. Электрическая сеть с компенсированной нейтралью
- •2.2.6. Электрическая сеть с глухо заземленной нейтралью
- •2.2.7. Электрическая сеть с эффективно заземленной нейтралью
- •2.2.8. Заключение
- •3. Токи коротких замыканий
- •3.1. Виды коротких замыканий
- •3.2. Короткие замыкания на выводах низшего напряжения понижающего трансформатора
- •4. Расчет токов короткого замыкания
- •4.1. Особенности расчетов токов короткого замыкания для релейной защиты в электрических сетях напряжением выше 1 кВ
- •4.1.1. Схемы замещения трансформаторов
- •4.1.2. Особенности определения сопротивления трансформатора с рпн
- •4.1.3. Расчеты токов трехфазного короткого замыкания
- •4.2. Пример расчета токов кз в электрических сетях напряжением выше 1 кВ
- •4.2.1. Исходные данные
- •4.2.2. Расчет сопротивлений элементов схемы замещения
- •4.2.3. Расчет токов кз в максимальном режиме
- •4.2.4. Расчет токов кз в минимальном режиме
- •4.3.2. Основные положения расчета токов трехфазного кз методом симметричных составляющих
- •4.3.3. Расчет сопротивлений различных элементов системы электроснабжения
- •4.3.4. Пример расчета токов трехфазного кз в электрической сети напряжением до 1 кВ
- •4.3.5. Расчет токов однофазного кз на землю в сетях до 1 кВ методом симметричных составляющих
- •4.3.6. Пример расчета токов однофазного кз на землю
- •4.3.7. Расчет токов однофазного кз на землю методом «петли фаза-нуль»
- •5. Источники оперативного тока
- •5.1. Источники оперативного тока на распределительных подстанциях
- •5.2. Постоянный оперативный ток
- •5.3. Переменный оперативный ток
- •5.3.1. Схемы с дешунтированием электромагнитов управления
- •5.3.2. Предварительно заряженные конденсаторы и зарядные устройства
- •5.3.3. Схемы питания оперативных цепей защиты на выпрямленном токе
- •6. Трансформаторы тока
- •6.1. Общие сведения
- •6.2. Схемы соединения трансформаторов тока и цепей тока измерительных органов
- •6.2.1. Общие положения
- •6.2.2. Схема соединения трансформаторов тока и измерительных органов в полную звезду
- •6.2.3. Схема соединения трансформаторов тока и измерительных органов в неполную звезду
- •6.2.4. Схема соединения трансформаторов тока в полный треугольник, а измерительных органов – в полную звезду
- •6.2.5. Схема с двумя трансформаторами тока и одним измерительным органом, включенным на разность токов двух фаз
- •6.2.6. Трехтрансформаторный фильтр токов нулевой последовательности
- •6.2.7. Однотрансформаторный первичный фильтр токов нулевой последовательности
- •6.2.8. Последовательное и параллельное соединение трансформаторов тока
- •6.2.9. Датчики фазного тока
- •6.3. Оценка чувствительности устройства защиты
- •6.3.1. Коэффициент чувствительности защиты
- •6.3.2. Оценка чувствительности защиты линии электропередачи
- •6.3.3. Оценка чувствительности защиты силовых трансформаторов напряжением 35–110–220/6–10 кВ
- •6.3.4. Оценка чувствительности защиты силовых трансформаторов напряжением 6–10/0,4 кВ
- •6.3.5. Области применения разных схем соединения тт и ио
- •6.4. Выбор трансформаторов тока и определение их допустимой нагрузки в схемах релейной защиты
- •7. Трансформаторы напряжения
- •Приложение п2.2. Нагрузочные характеристики входов блоков реле Sepam
- •Приложение п2.3. Кривые предельных кратностей первичного тока трансформаторов тока [25. 26]
4.1.2. Особенности определения сопротивления трансформатора с рпн
Для трансформаторов, у которых значение ХТ мало меняется при регулировании напряжения, в выражение (4.1) подставляются средние значения UК.СР. Это относится к трансформаторам напряжением 6–10/0,4 кВ.
Для трансформаторов с РПН, имеющих глубокое регулирование напряжения (±9–16 %), значение ХТ сильно изменяется при регулировании напряжения. Для трансформаторов напряжением 35–110–220 кВ с РПН значения UК% указываются для минимального, среднего и максимального ответвлений регулируемой обмотки (табл. 4.1) [14, табл. 2.58].
Таблица 4.1
Значения напряжения КЗ UК% силовых трансформаторов
для различных ответвлений регулируемой обмотки
Номинальная мощность трансформатора, МВА |
Напряжение UК.ВН-НН, %, при положении РПН |
||
минимальном |
среднем |
максимальном |
|
Номинальное напряжение обмотки ВН 35 кВ, диапазон регулирования ±9 % |
|||
1…2,5 |
6,3 |
6,5 |
6,8 |
4 и 6,3 |
6,9 |
7,5 |
7,6 |
Номинальное напряжение обмотки ВН 115 кВ, диапазон регулирования ±16 % |
|||
6,3 |
10,58 |
10,5 |
11,72 |
10 |
10,49 |
10,5 |
11,73 |
16 |
10,09 |
10,5 |
11,05 |
25 |
10,44 |
10,5 |
11,34 |
40 |
10,35 |
10,5 |
11,02 |
63 |
10,05 |
10,5 |
10,66 |
80 |
10,44 |
10,5 |
10,91 |
Номинальное напряжение обмотки ВН 230 кВ, диапазон регулирования ±12 % |
|||
32 |
11 |
11,5 |
12 |
63 |
11 |
11,5 |
12 |
100 |
11 |
11,5 |
12 |
160 |
11,5 |
11,5 |
13 |
С учетом изложенного, минимальное и максимальное сопротивления двухобмоточного трансформатора можно записать
|
(4.9) |
|
(4.10) |
где UК.МИН% и UК.МАКС% – напряжения КЗ при минимальном и максимальном положении РПН, %; ΔUРПН – половина полного диапазона регулирования напряжения под нагрузкой, %, например, для трансформаторов класса напряжения 110 кВ составляет –16 % или +16 %.
Для трансформаторов трехобмоточных или с расщепленными вторичными обмотками минимальные и максимальные сопротивления определяются с учетом выражений (4.4)– 4.6) и (4.7)–(4.8) соответственно.
Отношение сопротивлений ХТ.МАКС / ХТ.МИН может достигать 1,9. Столь большое различие между сопротивлениями одного и того же трансформатора при крайних, но вполне реальных положениях регулятора РПН, очевидно, приведет и к значительной разнице между значениями токов при КЗ за трансформатором: максимального IК.МАКС и минимального IК.МИН. Кроме того, учитывая изменение напряжения КЗ UК в крайних положениях регулятора (см. табл. 4.1), отношение сопротивлений ХТ.МАКС / ХТ.МИН будет иметь еще большее значение. Это необходимо учитывать при определении наибольшего IК.МАКС и наименьшего IК.МИН токов КЗ, не ставя перед собой задачу выяснить, будет или не будет данный трансформатор в данной сети когда-либо работать именно при крайних положениях регулятора РПН и каков будет в этих случаях режим работы питающей системы.
Предельные значения токов КЗ вычисляются для того, чтобы релейная защита ни по принципам действия, ни по выбранным уставкам никогда не ограничивала возможности работы защищаемого трансформатора, в частности, не препятствовала полному использованию регулировочного диапазона.