Курсовая работа: Релейний захист блока лінія–трансформатор
5.2 Розрахунок максимального струмового захисту лінії
5.3 Розрахунок максимального струмового захисту нульової послідовності
6 Опис взаємодії захистів
Висновки
Перелік посилань
Вступ
Системи електропостачання є складними виробничими об’єктами кібернетичного типу, всі елементи яких беруть участь в єдиному виробничому процесі, основними специфічними особливостями якого є швидкоплинність явищ і неминучість пошкоджень аварійного характеру. Тому надійне та економічне функціонування систем можливе тільки при автоматичному керуванні ними. Для цієї мети використовується комплекс автоматичних пристроїв, серед яких першорядне значення мають пристрої релейного захисту та автоматики.
Зростання споживання електроенергії і ускладнення систем електропостачання вимагають постійного вдосконалення цих пристроїв. Спостерігається тенденція створення автоматизованих систем керування на основі використання цифрових універсальних та спеціалізованих обчислювальних машин. Разом з тим широко застосовуються і найпростіші засоби захисту і автоматики: плавкі запобіжники, автоматичні вимикачі, магнітні пускачі, реле прямої дії, магнітні трансформатори струму та інші. Найбільш поширені струменеві захисти, прості пристрої автоматичного повторного включення, автоматичного включення резервного джерела живлення та автоматичного частотного розвантаження.
Релейний захист здійснює автоматичну ліквідацію пошкоджень і ненормальних режимів в електричній частині енергосистеми та є найважливішою автоматикою, що забезпечує їх надійний та стійкий захист.
Відповідальну роль по забезпеченню надійної роботи електромереж грає правильна настройка релейного захисту та протиаварійної автоматики і в тому числі правильний вибір робочих параметрів спрацювання (уставок) релейної апаратури.
Зростання навантажень, збільшення протяжності ліній електропередач, посилювання вимог до стійкості енергосистем ускладнюють умови роботи релейного захисту і підвищують вимоги до її швидкодії, чутливості та надійності. У зв’язку з цим йде безперервний процес розвитку та вдосконалення техніки релейного захисту, направлений на створення все більш довершених захистів, що відповідають вимогам сучасної енергетики.
1 С тисла характеристика захищаємого об’єкта
Об'єктом для проектування релейного захисту в даній курсовій роботі є блок лінія - трансформатор, представлений на рис. 1.1. Відповідно з потребами ПУЕ споживачі напругою 10 кВ відносять до першої категорій надійності, тобто перерва електропостачання яких може привести до: небезпеку для життя людей, значний збиток народному господарству, ушкодження дорогого основного устаткування, масовий брак продукції, розлад складного технологічного процесу, порушення функціонування особливо важливих елементів комунального господарства.
Рисунок 1.1 – Спрощена схема захищає мого об’єкту:
1– живляча підстанція; 2– повітряна ЛЕП; 3– знижуюча підстанція.
Блок лінія - трансформатор одержує живлення від системи з потужністю к.з, Sк.тах= 2000 МВ-А, причому приймаємо
Номінальна напруга живильної лінії і вищої сторони трансформатора 220 кВ. Живлення від енергосистеми здійснюється по одноланцюговій лінії довжиною 30 км. Мережа 220 кВ трифазна, змінного струму, з глухозаземленою нейтраллю.
Лінія електропередачі з'єднана з енергосистемою через високовольтний вимикач 220 кВ, на якому встановлене автоматичне повторне включення (АПВ). На нижній стороні трансформатора з потужністю 6,3 МВ-А навантаження приєднане через вакуумні вимикачі 6 кВ. Для реалізації релейного захисту на всіх приєднаннях установлені трансформатори струму (ТС). В мережі 220 кВ встановлені трансформаторі! струму серії ТФЗМ-220Б-1, а в мережі 6 кВ - трансформатори вбудовані в комірки КРП, серії ТЛ-10.
Підстанція - двотрансформаторна, тому для забезпечення надійності електропостачання необхідно встановити пристрій АВР. У нормальному режимі роботи стан секційного вимикачі серії ВВ/ТЕL-10-20/1000У1 - вимкнено.
Вибираємо по [1] трансформатор типу ТДН-6300/220. Технічні дані захищаємого трансформатора приведені в табл. 1.1.
| Номінальна потужність Sнош МВ-А | 6.3 |
| Номінальна напруга на стороні ВН Uном.вн кВ | 230 |
| Номінальна напруга на стороні НН Uном.нн кВ | 6.3 |
| Потужність короткого замикання ∆PКЗ , кВт | 265 |
| Потужність неробочого ходу ∆Рхх, кВт | 70 |
| Напруга короткого замикання UК _3 , % | 12 |
| Струм неробочого ходу Іхх , % | 0.5 |
Трансформатор має пристрій РПН ±12x1 %. У трансформатор вбудований трансформатор струму типу ТВТ-220-І.
2 Аналіз видів пошкоджень та ненормальних режимів роботи
2.1 Трансформатори
У процесі експлуатації можливі ушкодження в трансформаторах і на їхніх з'єднаннях з комутаційними апаратами. Можуть бути також небезпечні ненормальні режими роботи, незв'язані з ушкодженнями трансформатора чи його з'єднань. Можливість ушкоджень і ненормальних режимів обумовлює необхідність установки на трансформаторах захисних пристроїв.
2 .1.1 Ненормальні режими і захист від них
Найбільш частим ненормальним режимом роботи трансформаторів є поява в них сверхструмів, тобто струмів, що перевищують номінальний струм обмоток трансформаторів. Сверхструми в трансформаторі виникають при зовнішніх КЗ, хитаннях і перевантаженнях. Останні виникають унаслідок самозапуску електродвигунів, збільшення навантаження в результаті відключення паралельно працюючого трансформатора, автоматичного підключення навантаження при дії АВР і т.п.
При зовнішньому КЗ, викликаному ушкодженням на шинах трансформатора або невідімкнувшимся ушкодженням на відходящем від шин приєднанням, по трансформатору проходять струми КЗ Ікз >Іном , що нагрівають його обмотки понад припустиме значення, що може привести до ушкодження трансформатора. Оскільки зовнішнє КЗ супроводжується зниженням напруги в мережі, захист повинен діяти з мінімальною витримкою часу, необхідної для селективності.
Перевантаження трансформаторів не впливає на роботу системи електропостачання в цілому, тому що вона звичайно не супроводжується зниженням напруги. Крім того, сверхструми перевантаження відносно не великі і їхнє проходження припустиме протягом деякого часу, достатнього для того, щоб було вжито заходів до розвантаження. Найбільш часто виникають короткочасні самоліквідуючиєся перевантаження небезпечні для трансформатора через їхню нетривалість. На підстанціях ліквідація тривалого перевантаження повинна вироблятися автоматично від захисту, відключенням менш відповідальних споживачів або трансформатора, що перевантажився.
Таким чином, захист трансформатора від перевантаження повинен діяти на відключення тільки в тому випадку, коли перевантаження не може бути усунуте автоматично. В усіх інших випадках захист повинен діяти на сигнал або автоматично робити його розвантаження. Захист від перевантажень виконується, як правило реагуючим на струм.
До ненормальних режимів роботи трансформаторів відноситься так само неприпустиме зниження рівня олії, що може відбутися, наприклад, внаслідок ушкодження бака.
2 .1.2 Основні види ушкоджень
Основними видами ушкоджень є багатофазні КЗ в обмотках і на виводах трансформатора, а також «пожежа стали» магнітопроводу. Однофазні ушкодження бувають двох видів: на землю і між витками обмотки (виткові замикання). Найбільш ймовірні однофазні і багатофазні КЗ на виводах трансформаторів і однофазні виткові замикання в обмотках. Захист на КЗ виконується з дією на відключення ушкодженого трансформатора. Для обмеження розмірів руйнувань її виконують швидкодіючої.
Замикання однієї фази на землю небезпечно для обмоток, приєднаних до мереж із глухозаземленими нейтралями. У цьому випадку захист повинен відключати трансформатор і при однофазних КЗ у його обмотках на землю. При віткових замиканнях у замкнених витках виникає значний струм, що руйнує ізоляцію і магнитопровід трансформатора, тому такі ушкодження повинні відключатися швидкодіючим захистом.
Небезпечним внутрішнім ушкодженням є також «пожежа стали» магнитопровода, що виникає при порушенні ізоляції між листами магнитопроводу, що веде до збільшення втрат на перемагнічування і вихрові струми. Втрати викликають місцеве нагрівання стали, що веде до подальшого руйнування ізоляції. Захист, заснований на використанні електричних величин, на цей вид ушкодження теж не реагує, тому виникає необхідність у застосуванні спеціального захисту від віткових замикань і від «пожежі стали».
Для обмеження розміру руйнування захист від ушкоджень у трансформаторі повинен діяти швидко. Ушкодження, що супроводжуються великими струмами КЗ, повинні відключатися без витримки часу з t=0,05 – 0,1 с.