Полная версия

Главная arrow Прочие arrow Наладка устройств электроснабжения напряжением выше 1000 В

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Защита от сверхтоков при внешних КЗ.

Наиболее простой является максимальная токовая защита; когда её чувствительность оказывается недостаточной, применяются другие виды защит трансформаторов. Ниже имеются в виду только понижающие трансформаторы.

Расчёты токов КЗ. Эти расчёты производятся, как правило, проектной организацией, но в необходимых случаях подлежат проверке при наладке. Для выбора типов и уставок защиты определяют максимальное и минимальное значения токов при КЗ на выводах НН (КЗ за трансформатором).

Максимальное расчётное значение тока соответствует трёхфазному металлическому КЗ за трансформатором. Оно используется для выбора уставок токовых отсечек на стороне ВН, а также аппаратуры и токопроводов на стороне НН трансформатора. Минимальные значения токов КЗ используются при определении коэффициентов чувствительности для всех типов защит трансформатора (кроме газовой).

Наиболее просто максимальное значение тока трёхфазного КЗ (ТКЗ) за трансформатором вычисляется по напряжению КЗ, значение которого указывается в паспорте (паспортной табличке) трансформатора:

где ик - напряжение К3,%; 1н - номинальный ток трансформатора; р - коэффициент,%, р = 100 S„ / Sn.K, где S„ - номинальная мощность трансформатора; Sn.K- мощность трёхфазного КЗ питающей энергосистемы, т.е. КЗ на выводах ВН трансформатора; если мощность энергосистемы сравнительно велика («бесконечна»), то р = 0.

Пусть, например, трансформатор напряжением 10 / 0,4 кВ, мощностью 1 MB A, напряжением ик = 5,5% подключён к сети в точке, где мощность Sn к = 100 МВ-А. Тогда имеем: номинальный ток (на стороне 0,4 кВ) 1н = 1445 А, коэффициент р = 1% и ток 1к = 22,2 кА; при р = 0 ток 1к = 26,3 кА.

Ток трёхфазного КЗ можно вычислить и по полному сопротивлению трансформатора zr:

Воспользовавшись данными приведённого примера, будем иметь (на стороне 0,4 кВ): z, = 8,8 мОм; 1К= 26,3 кА, что полностью совпадает с результатами расчёта по напряжению КЗ для питающей сети бесконечной мощности.

Активное сопротивление трансформатора гт (Ом) вычисляется по выражению

где Рк - потери короткого замыкания; значения Рк приводятся в каталогах, справочниках, заводской документации.

Индуктивное сопротивление трансформатора вычисляется как

Значения соответствующего сопротивления каждой обмотки можно принять равными примерно половине вычисленного таким образом значения (см., например, табл.3.6).

Минимальное значение тока при трёхфазном КЗ рассчитывается с учётом сопротивления питающей сети и переходного активного сопротивления в месте КЗ, наибольшее значение которого (отнесённое к стороне 0,4 кВ) принимается равным 15 мОм.

Специальные расчёты токов при двухфазных КЗ за трансформатором не производятся, их значения принимаются на 15% меньше, чем тока трёхфазного КЗ.

Расчёт токов IK.i однофазного КЗ за трансформаторами с глухозаземлённой нейтралью на стороне НН производится по формуле

где Ucj)= 230 В - фазное напряжение; zT - полное сопротивление трансформатора в несимметричном режиме однофазного КЗ. Особо следует отметить, что значения сопротивлений трансформатора в симметричном трёхфазном и однофазном (несимметричном) режимах КЗ прямой связи между собой не имеют. Как правило, ток трёхфазного КЗ превышает ток однофазного КЗ. Значения последнего зависят, в основном, от мощности трансформатора и схемы соединения его обмоток (табл. 6.1).

Таблица 6.1

Расчётные значения сопротивления ъ1./Ъ трансформаторов 6 - 10 / 0,4 кВ при однофазном КЗ на стороне 0,4 кВ

Номинальная мощность трансформаторов кВА

Схема соединения

Сопротивление

мОм

Масляные трансформаторы

20

Звезда-звезда с нулём

1390

25

Звезда-звезда с нулём

1040

30

Звезда-звезда с нулём

900

40

Звезда-звезда с нулём

650

50

Звезда-звезда с нулём

540

63

Звезда-звезда с нулём

413

100

Звезда-звезда с нулём

260

160

Звезда-звезда с нулём

162

180

Звезда-звезда с нулём

150

250

Звезда-звезда с нулём

104

320

Звезда-звезда с нулём

85

400

Звезда-звезда с нулём

65

400

Треугольник-звезда с нулем

22

560

Звезда-звезда с нулём

48

630

Звезда-звезда с нулём

43

630

Треугольник-звезда с нулем

14

1000

Треугольник-звезда с нулем

9

750

Звезда-звезда с нулём

36

1000

Звезда-звезда с нулём

27

Сухие трансформаторы

160

Треугольник-звезда с нулем

55

180

Звезда-звезда с нулём

150

250

Треугольник-звезда с нулем

35

400

Треугольник-звезда с нулем

22

320

Звезда-звезда с нулём

35

560

Звезда-звезда с нулём

48

630

Треугольник-звезда с нулем

14

750

Звезда-звезда с нулём

36

100

Звезда-звезда с нулём

27

1000

Треугольник-звезда с нулем

9

Примечание: При вторичном напряжении 230/133 В значения сопротивлений, указанные в таблице, следует уменьшить в три раза.

При отсутствии в табл.3.6 данных для какого-либо типа обмотки ориентировочно

можно считать, что сопротивление zT.i при схеме треугольник - звезда в 3___3,5 раза

меньше, чем при соединении обмоток трансформатора по схеме звезда - звезда. Сопротивление трансформаторов мощностью 1000 кВ-А и более не учитывают.

По минимальным значениям токов однофазного КЗ на стороне НН определяются коэффициенты чувствительности специальных токовых защит нулевой последовательности, а также максимальных токовых защит, установленных на стороне ВН.

Защита плавкими предохранителями. Трансформаторы 10 / 0,4 кВ мощностью до 0,63 MB-А в сельских и городских электрических сетях защищаются плавкими предохранителями, иногда — в сочетании с автоматическими выключателями на стороне 0,4 кВ. Время перегорания плавкой вставки тем меньше, чем выше кратность тока КЗ относительно её номинального тока (зависимая времятоковая характеристика). Рекомендуется выбирать номинальные токи предохранителей (плавких вставок) следующими:

где IH.,i и 1нт - номинальный ток предохранителя или трансформатора соответственно.

Селективность между предохранителями на сторонах 10 и 0,4 кВ обеспечивается, если время плавления предохранителя 10 кВ при всех реально возможных токах КЗ оказывается больше времени плавления предохранителя 0,4 кВ с учётом коэффициента запаса (обычно 2,5...3). Проверка селективности между предохранителями на стороне 10 кВ и автоматическими выключателями на стороне 0,4 кВ производится путём сравнения времятоковых защитных характеристик этих аппаратов.

Токовая максимальная защита. В сети с глухозаземлённой нейтралью защита выполняется по трёхфазной схеме, с изолированной - по схеме неполной звезды.

Включение одного реле на разность токов двух фаз на трансформаторах со схемой соединения обмоток звезда - треугольник не рекомендуется, так как при некоторых видах КЗ такая защита не действует. Схема неполной звезды по сравнению с трёхфазной имеет меньшую чувствительность при КЗ за трансформатором с соединением обмоток звезда - треугольник. Для повышения чувствительности устанавливают третье реле в общем проводе трансформаторов тока, в котором будет проходить сумма токов повреждённых фаз.

Ток срабатывания защиты должен быть больше, чем максимально возможный ток перегрузки. Для предотвращения излишних (неселективных) срабатываний при КЗ на отходящих элементах защита выполняется либо с обратнозависимой от тока выдержкой времени (с зависимой или ограниченно зависимой характеристикой), либо с независимой. Защита с ограниченно зависимой характеристикой предпочтительна в тех случаях, когда она позволяет ускорить отключение повреждения. Выдержка времени выбирается из условий селективности на ступень (0,3... 1с) выше наибольшей выдержки времени защит присоединений, питающихся от трансформатора. Применяются электромеханические, электронные (статические) реле, а также элементы микропроцессорной техники.

Токовая защита обратной последовательности. Защита реагирует на ток обратной последовательности, возникающий при несимметричных КЗ. Содержит токовое реле, включённое через фильтр обратной последовательности, и реле времени.

Ток срабатывания защиты выбирается из условий а) отстройки от тока небаланса фильтра и б) согласования по чувствительности с защитами присоединений. Считается, что при токе срабатывания (0,5...0,7) 1н оба эти условия обеспечиваются. Таким образом, защита обратной последовательности при несимметричных КЗ оказывается более чувствительной, чем максимальная защит, для которой ток срабатывания выбирают больше 1„.

Специальная токовая защита нулевой последовательности. Защита реагирует на ток нулевой последовательности 10, возникающий при одно - и двухфазных замыканиях на землю и в трансформаторе. Устанавливается на вторичной стороне трансформаторов с соединением обмотки в звезду с глухозаземлённой нейтралью и содержит токовое реле, включённое на ток нулевой последовательности. Ток 31о получается от фильтра нулевой последовательности или от трансформатора тока в цепи, соединяющей нейтраль защищаемого трансформатора с землёй.

Селективность защиты обеспечивается реле времени. Применение реле с зависимой характеристикой не рекомендуется ввиду того, что при малых кратностях тока выдержка времени оказывается чрезмерно велика, тогда как она должна быть минимальной. Если на отходящих элементах имеется дополнительная защита нулевой последовательности без выдержки времени, то защиты нулевой последовательности на вводах трансформатора могут иметь выдержку времени 0,3...0,4 с, а в нейтрали на ступень выше, т.е. 0,6...0,7 с.

На трёхобмоточных трансформаторах защиты нулевой последовательности выполняются направленными, чтобы обеспечить селективность.

Защита автотрансформаторов имеет следующие особенности: 1) По общей части обмотки автотрансформатора протекают встречно направленные токи , и ток в заземляющем проводе может оказаться недостаточным. Поэтому защиту включают на трёхтрансформаторный фильтр нулевой последовательности, устанавливаемый на стороне высшего и среднего напряжения (ВН и СН). 2) Ввиду электрической связи между обмотками ВН и СН защиты нулевой последовательности на выводах этих обмоток выполняются направленными, так чтобы каждая из них действовала только при КЗ в сети «своего» напряжения. 3) Связь между сетями ВН и СН требует согласования выдержек времени защит нулевой последовательности этих сетей. Как правило, эта защита выполняется двухступенчатой: первая - в виде отсечки, вторая - как резервная для следующего участка цепи.

Токовая защита с блокировкой (пуском) по напряжению. Блокировка осуществляется либо с помощью трёх реле минимального напряжения, либо с реле напряжения обратной последовательности и одного реле минимального напряжения, включённого на линейное напряжение. Применяется преимущественно вторая схема как более чувствительная. В связи с тем, что при перегрузках защита не действует, можно не отстраивать токовые реле от аварийных нагрузок и получить большую, чем у простой максимальной защиты, чувствительность.

Защита от перегрузки. На подстанциях с дежурным персоналом защита от перегрузки трансформаторов действует на сигнал. Токовое реле устанавливается в одной фазе. Чтобы избежать появления сигналов при КЗ и кратковременных перегрузках, предусматривается реле времени.

На подстанциях без дежурного персонала защита выполняется трёхступенчатой: первая ступень срабатывает при малых перегрузках с действием на сигнал, который передаётся на центральный пункт, вторая - действует на отключение части потребителей при больших перегрузках, третья - резервирует вторую и действует на отключение трансформатора.

Защита от перегрузки трёхобмоточных трансформаторов и автотрансформаторов осуществляется так, чтобы она реагировала на перегрузку любой из обмоток.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>