Курсовой проект / ОРЗЭП - Курсовой проект

3 Расчет дифференциальной токовой защиты трансформаторов

3.1 Расчет дифференциальной защиты с реле РНТ-565 Таблица 3.1 – Расчетная таблица ДЗТ с реле типа РНТ-565

№

Sт.н=63000 кВА

Наименование величины,

Обозначение рас-

Числовое значение для сто-

п/

единица измерения

четная и формула

рон

п

115 кВ

37 кВ

10,5 кВ

Первичный ток на сторонах

Sт.н

1

защищаемого трансформа-

Iн=

316

983

3464

тора, соответствующий его

√3 Uн .ср

номинальной мощности, А

2

Схема соединения транс-

–

∆

Y

Y

форматоров тока, коэффи-

kсх

1,73

1

1

циент схемы

3

Коэффициент трансформа-

kТ

300/5

1000/5

2500/5

ции трансформаторов тока

Вторичный ток в плечах за-

щиты, соответствующий

Iнмв=

Iн kсх

4

номинальной мощности за-

9,122

2,771

6,928

щищаемого трансформато-

kТ

ра, А

Первичный расчетный ток

небаланса без учета состав-

Iнбрас1 =( kап kодн ε

5

ляющей, обусловленной не-

621,4

1203,28

2856,1

точностью установки рас-

+Δ U ) Iкmax

четного числа витков реле,

А

Iсз1 kотс Iнбрас

По условию

kотс=1,3 – коэф-

отстройки от

фициент отстрой-

максимально-

ки реле

807,82

1564,26

3712,93

Первичный

го тока неба-

6

ток срабаты-

ланса

Iсз2 k Iн

вания защи-

kотс=1,3 – коэф-

ты, А

По условию

фициент, исполь-

от броска

зуемый при от-

410,8

1277,9

4503,2

тока намагни-

стройке защиты

чивания

от броска тока на-

магничивания

11

		Расчетное условие для вы-				Принимается большее из
	7		Iсзрас			двух значений (Iсз1 и Iсз2)
		бора уставки реле, А
						807,82	1564,26	4503,2
	8	Предварительная проверка	kчпредв=	0,87 Iкmin(3)		1,783	1,764	2,014
		чувствительности		Icзрас

Поскольку коэффициенты чувствительности меньше 2, рассчитаем ДЗТ-

11.

Таблица 3.2 – Расчетная таблица ДЗТ с реле типа ДЗТ-11

Sт.н=63000 кВА

№

Наименование величины,

Обозначение расчетная

Числовое значение для

п/

сторон

п

единица измерения

и формула

115 кВ

37 кВ

10,5

кВ

Первичный ток на сторо-

нах защищаемого транс-

Iн=

Sт.н

1

форматора, соответствую-

316

983

3464

√3 Uн . ср

щий его номинальной

мощности, А

2

Схема соединения транс-

–

∆

Y

Y

форматоров тока, коэффи-

kсх

1,73

1

1

циент схемы

Коэффициент трансфор-

kТ

3

мации трансформаторов

300/5

1000/5

2500/5

тока

Вторичный ток в плечах

защиты, соответствую-

Iнмв=

Iн kсх

4

щий номинальной мощно-

9,122

2,771

6,928

сти защищаемого транс-

kТ

форматора, А

На сумму токов транс-

5

Сторона, к трансформаторам тока которой целесо-

форматоров тока, уста-

образно присоединить тормозную обмотку.

новленных в цепи каж-

дой из расщепленных

обмоток.

Мин. ток СЗ по условию

Iсзmin=1,5 Iн

6

отстройки от броска тока

474

намагничивания, А

12

Ток срабатывания реле

для основной стороны

Iсз kсх

7

(стороны с наибольшим

Iсросн=

13,68

вторичным током в плече

kТвн

защиты), приведенный к

стороне ВН, А

Число витков обмотки

НТТ реле для основной

W оснрасч=

Fср

8

стороны:

Iсросн

7,3

расчетное

W осн=W IIур

7

принятое

9

Уточненное значение тока

Iсзmin=

Fср kТ

494,87 А

W k

срабатывания защиты, А

сх

осн

Число витков обмотки

I

неоснрасI=

Iномвосн

W осн

23,04 (ср)

IномвI

9,21 (н)

НТТ реле для не основной

10

стороны:

расчетное

W 1=W 1 ур

23

принятое

W 2=W 2 ур

9

Результирующий ток в

Iкзсн

тормозной обмотке, при-

11

веденной к расчетной сто-

Iторм=|Iкзнн−Iкзсн

|

9307

Iкзнн

роне, А

Первичный расчетный ток небаланса с учетом составляющей Iнбрас:

I

= k k ε I

+ (Δ U k

+Δ U k

) I +

нбрас

| ап

одн

кmax|

|

α

токα

β

ток β

|

кmax

,

(3.1)

+

W 1 рас−W 1

±

W IIрас−W II

k

токII

I

кmax

|

kтокI

W IIрас

|

где ∆Uα , ∆Uβ – принимаются равными половине используемого диапазона регулирования на соответствующей стороне;

kтокα, kтокβ – коэффициенты токораспределения, равны отношению слагающих тока расчетного внешнего КЗ, проходящих на сторонах, где производится регулирование напряжения к току на стороне, где рассматривается КЗ;

kтокI, kтокII – коэффициенты токораспределения, равны отношению слагающих тока расчетного внешнего КЗ, проходящих на сторонах, где используются

13

соответственно числа витков WI и WII обмоток НТТ реле, к току на стороне, где рассматривается КЗ.

Отсюда получаем первичный ток небаланса, А:

Iнбрас=|1 1 0,1 10786|+|(0,16 0,86+0,05 0,14) 10786|+ +|23,0423,04−23 0,5±9,219,21−9 0,5|10786=1079+1563+132=2774

Число витков тормозной обмотки НТТ реле для неосновной стороны:

W тормрас=		kотс Iнбрас W рабрас				,	(3.2)
			Iторм tgα
Отсюда получаем для средней стороны:
W тормрас=	1,5 2774 23,04 =11,84=12
	9307 0,87
Поскольку для средней стороны получили 12 витков, то по выражению
ниже получаем 13 витков.
	W торм W тормрас .
Рассчитаем чувствительность защиты при отсутствии торможения по вы-
ражению:
			I(2)
	kч=			кmin	.		(3.3)
				Iсз
Получаем: kч= 1657 0,87	=3,35>2			. Для расчета использовался			самый
494,87

низкий ток КЗ (ток КЗ на высокой стороне при минимальном режиме). Как видно из расчета, коэффициент чувствительности больше 2, поэтому проведем дальнейший расчет реле ДЗТ-11.

Проведем расчет чувствительности защиты, когда имеется торможение. Вторичный ток, подводимый к рабочей обмотке НТТ реле на стороне ВН, А:

			I	(2) k			сх
		iр1=		кmin				.	(3.4)
				kTвн
Отсюда получаем:	iр1=	0,87 1657			3	=41,43			А.
		300 /5		√

14

Вторичный ток подводимый к рабочей обмотке НТТ реле на стороне НН рассчитаем по формуле:

I

(2) U

вн

(1+Δ U

рпн

/100) k

сх

iр2=

кmin

.

(3.5)

U нн kTнн

Отсюда получаем: iр2=

1657 0,87 115

(1+16/100)

3

=63,16

А.

10,5 2500/

5

√

Рассчитаем рабочую МДС НТТ реле:

n

Fраб=∑ iрi W i .

(3.6)

i=1

Получаем: Fраб=7 41,43+63,16 9=858,45 А.

Тормозная МДС получается по формуле 3.6: Fторм =iр 2=63,16 5=315,8

А.

По характеристике срабатывания реле получаем: Fрабср=220 А. Далее рассчитываем коэффициент чувствительности:

kч=	Fраб	.	(3.7)
	Fрабср

В результате получаем: kч=858,45220 =3,9>2 .

15

4 Расчет максимальной токовой защиты трансформаторов

Таблица 4.1 – Расчет максимальной токовой защиты от перегрузки, уставок реле обдувки и реле токовой блокировки регулятора трансформаторов

						МТЗ на стороне			Защита	Реле	Реле
									от	обдув-	блоки-
									пере-
№	Наименование величи-								грева	ки на	ровки
			ны						на сто-	сторо-	на сто-
						115 кВ	37 кВ	10,5 кВ	роне	не 10,5	роне
									10,5 кВ	кВ	10,5 кВ
	Первичный ток на сто-
	ронах защищаемого
1	трансформатора, соот-					316	983	3464		3464
	ветствующий его номи-
	нальной мощности, А
2	Кратность сверхтока на-					1,4	2,1	2,5	–	–	–
		грузки
	Коэффициент трансфор-					300/5	1000/5	2500/5		2500/5
3	мации и схема соедине-					60	200	500		500
						∆	Y	Y		Y
	ния ТА
						1,73	1	1		1
			Максималь-
			ной токовой			664	3096	12990	–	–	–
4	Первич-		защиты
			От перегруз-			415	1290	4547	4547	–	–
	ный рас-		ки
	четный
			Реле		10,5
	ток сра-					–	–	–	–	2425	–
			обдув-		кВ
	батыва-
	ния за-		ки на		115
5			сторо-					3464
	щиты, А
					кВ
			не
			Реле блоки-			–	–	–	–	–	6928
			ровки
6	Ток уставки реле, А					19,17	15,48	25,98	9,09	4,85	13,86
7	Коэффициент чувстви-					3,47	2,14	1,99	–	–	–
	тельности защиты
8	Тип реле и ток уставки					РТ-	РТ-	РТ-	РТ-	РТ-	РТ-

16

		40/50	40/20	40/50	40/20	40/6	40/20
		12,5..50	5...20	12,5..50	5...20	1,5...6	5...20
	Расчет уставки реле вольтметровой блокировки МТЗ
	Коэффициент трансфор-	–	–	10000/	–	–	–
	мации TV			100
9	Номинальное оста-
	точное напряжение при	–	–	–	–	–	–
	самозапуске, В
	Напряжение уставки	–	–	–	–	–	–
	реле, В

Рассчитаем первичный расчетный ток срабатывания максимальной токовой защиты на примере ВН по формуле:

			Iсз=	kн mсн Iн	.	(4.1)
				kв
Получаем:	Iсз=	1,2 1,4 316	=664 А.
		0,8

Первичный расчетный ток срабатывания защиты от перегрузки:

			Iсз=	kн Iн	.	(4.2)
				kв
Получаем:	Iсз=	1,05 3464	=4547 А.
		0,8

По аналогии рассчитаем для реле обдувки на стороне 10,5 кВ по формуле 0,7Iн и на стороне 115 кВ будет равно Iн. А для реле блокировки регулятора значение будет равно 2Iн.

Ток уставки реле определяется по следующему выражению:

	iср=		kсх Iсз		.		(4.3)
			kT
	Коэффициент чувствительности рассчитывается по формуле 3.3.
	Напряжение уставки реле определяется по выражению:
	V ср=		V min			.	(4.4)
		k k k
			в н		V

17

По аналогичным формулам проведем расчет максимальной токовой защиты секционных выключателей.

Таблица 4.2 – Расчет максимальной токовой защиты от перегрузки, уставок реле обдувки и реле токовой блокировки регулятора трансформаторов

Наименование величин		Обозначение и расчетная		Uном=10,5 кВ
		формула
Коэффициент трансфор-		nТ		2500/5=500
мации и схема соедине-				kсх=1
ния ТА				Y
Первичный	расчетный	Iсз – защита ввода	от	3464
ток срабатывания защиты		трансформатора
на вводе 10 кВ силового
трансформатора, А
Первичный	расчетный	Iсз=kсIсз,		2944
ток срабатывания защиты		где kс=0,85
секционного	выключате-
ля по условию согласова-
ния с защитой трансфор-
матора, А
Ток уставки реле, А		Формула 4.3		5,89
Чувствительность защи-		Формула 3.3		3,25
ты
Тип реле	и пределы			РТ-40/20
уставки				5...20 А

18

Рисунок 4.1 – Схема включения реле типа ДЗТ-11 в защите трансформатора

19

Рисунок 4.2 – Схема включения реле дифференциальной защиты трансформато-

ра

20