Стартовая >> Книги >> РЗиА >> Защита трансформаторов распределительных сетей

Схемы защиты трансформаторов - Защита трансформаторов распределительных сетей

Оглавление
Защита трансформаторов распределительных сетей
Виды повреждений трансформаторов
Виды ненормальных режимов работы трансформаторов
Короткие замыкания на выводах понижающего трансформатора
Короткие замыкания на выводах низшего (среднего) напряжения
Принцип действия плавких предохранителей
Достоинства и недостатки плавких предохранителей
Защита трансформаторов 6 и 10 кВ плавкими предохранителями
Защита трансформаторов 35 кВ плавкими предохранителями
Защита трансформаторов 110 кВ с помощью плавких вставок и предохранителей
Типы релейной защиты трансформаторов
Способы присоединения понижающих трансформаторов
Структурная схема релейной защиты
Оперативный ток на трансформаторных подстанциях
Трансформаторы тока как источники оперативного тока
Предварительно заряженные конденсаторы и зарядные устройства
Блоки питания
Токовая отсечка от междуфазных к. з.
Дифференциальная токовая защита
Газовая защита
Обслуживание газовой защиты
Максимальная токовая защита
Специальная токовая защита нулевой последовательности
Схемы защиты трансформаторов

Глава десятая
СХЕМЫ ЗАЩИТЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ
Принципиальные схемы защит понижающих трансформаторов, выполненные на переменном и постоянном оперативном токе, разработаны в Руководящих указаниях [23], действующих и в настоящее время с некоторыми изменениями, касающимися в основном дифференциальной защиты (§ 6-5 и 6-6). В этой главе приводится лишь одна из современных принципиальных схем защиты трансформатора, на примере которой можно увидеть в совокупности все основные типы защит, рассмотренные в предыдущих главах.
На рис. 10-1 приведена типовая принципиальная схема защиты в управления на переменном оперативном токе двухобмоточного трансформатора 110/10(6) кВ со схемой соединения обмоток У/Л-11 и с регулированием напряжения под нагрузкой, без выключателя на стороне ВН. Схема дается с сокращениями, которые оговариваются при описании схемы.

На поясняющей схеме (рис. 10-1, а) показаны трансформаторы тока на стороне 110 кВ типа ТВТ-110 (встроенные во вводы трансформатора) с двумя одинаковыми сердечниками ITT и 27Т, а также трансформаторы тока на стороне 10(6) кВ, например типа ТВЛМ, сердечниками класса Р (4ТТ — для релейной защиты) и 0,5 {ЗТТ — для измерительных приборов).

Условно обозначены типы установленных защит: / — дифференциальная токовая с торможением; 2 — максимальная токовая с пуском по напряжению с двумя выдержками времени (£i — на отключение выключателя В на стороне 10(6) кВ и Bz — на включение короткозамыкателя КЗ на стороне 110 кВ); 3 — газовая; 4 — максимальная токовая защита от перегрузки. Показаны коммутационные аппараты и их электромагниты управления.

Рис. 10-1. Типовая принципиальная схема защиты и управления на переменном оперативном токе двухобмоточного трансформатора 110/10(6) кВ (схема дана с сокращениями): а — поясняющая схема; б — токовые цепи; в — цепи напряжения пускового органа напряжения; г — оперативные цепи дифференциальной и максимальной токовых защит; д — оперативные цепи управления
На рис. 10-1,6 показаны трансформаторы тока и измерительные органы (токовые реле) следующих защит трансформатора:
дифференциальной токовой с торможением — ТДТа и ТДТс типа ДЗТ-11 (гл. 6);
максимальной токовой защиты от внешних к. з. — 1РТ и 2РТ типа РТ-40 (гл. 8) ;
максимальной токовой защиты от перегрузки, действующей на сигнал — реле ЗРТ типа РТ-40.
В токовые цепи защиты включено также специальное трехфазное реле тока Я Г типа РТ-40/Р-5, контакты которого используются в цепи блокировки отключения отделителя ОД (рис. 10-1, д).
На рис. 10-1, в показан пусковой орган напряжения, принцип действия которого рассмотрен в § 8-5. Он включен на шинки переменного напряжения, питающиеся от ТН 10(6) кВ. Номинальное напряжение на шинках 100 В.
На рис. 10-1, г показаны оперативные цепи дифференциальной токовой и максимальной токовой защит. Источником оперативного тока для промежуточных реле РПА и РПС (типа РП-321), а также реле времени РВ (РВМ-12) служат трансформаторы тока ITT и 2ТТ (рис. 10-1,6). Во вторичные токовые цепи этих трансформаторов тока включены первичные обмотки промежуточных насыщающихся трансформаторов тока Т{РПа и Т\РПС. Их вторичные обмотки Т2РПа и Т2РПс через выпрямительные мосты питают обмотки реле РП а и РПс при условии, что срабатывают и замыкают свои контакты реле ТДТа или ТДТС (дифференциальная защита) или РВ\ (реле времени максимальной защиты). В это же время по первичным обмоткам ТхРПк и Т\РПС или одного из них должен проходить вторичный ток к. з. После срабатывания реле РП замыкаются все его замыкающие контакты, в том числе РПА1у РПси которые осуществляют самоудерживание реле. Это сделано для обеспечения надежного и достаточно длительного замкнутого состояния контактов реле РП-321, находящихся в цепях отключения (РПА2 и РПС2 на рис. 10-1, (9). Реле РП-321 отличается от описанного в § 4-5 реле РП-341 отсутствием мощных контактов, дешунтирующих ЭО и ЭВ [19].
Реле времени РВ (типа РВМ-12, § 8-4) имеет в схеме три контакта:
РВ\ — замыкающий, который замыкает цепь РПА и РПс, что приводит к включению короткозамыкателя КЗ (рис. 10-1,д);
РВ2 — импульсный, с меньшей выдержкой времени, чем РВи замыкающий цепь отключения выключателя В 10(6) кВ (рис. 10-1, д);
РВз — импульсный, замыкающий с выдержкой времени около 0,5 с ту же цепь в момент включения выключателя вручную или от автоматики (АПВ); эта цепь, называемая цепью «ускорения защиты после АПВ», создается на небольшой период, около 1 с, замыканием контакта РПУ и служит для ускорения отключения устойчивого к.з. на стороне 10(6) кВ (рис. 10-1, д).
Моторчик реле времени РВ(М) может начать работать при двух одновременных условиях: прохождение тока к. з. по двум или одной из первичных обмоток промежуточных трансформаторов тока ТщРВ или Т1СРВ и замыкание цепи его обмотки. Последнее осуществляется замыкающими контактами токовых реле максимальной защиты 1РТ или 2РТ, а также размыкающими контактами реле 2РП и В (рис. 10-1,г). Реле-повторитель пускового органа напряжения 2РП в нормальном режиме находится под напряжением через замыкающий контакт реле PH (рис. 10-1, д). Размыкающий контакт 2РП в цепи РВ(М) при этом разомкнут. При к.з. срабатывает пусковой орган напряжения, замкнутый контакт PH размыкается, 2РП теряет питание, после чего контакт 2РП в цепи РВ(М) замыкается, осуществляя пуск максимальной токовой защиты по напряжению (§ 8-5). На рис. 10-1 контакты реле 2РП, как и всех других реле, показаны в положении «на складе», т. е. без напряжения и тока.
Параллельно с размыкающим контактом 2РП включен размыкающий контакт В — контакт вспомогательной цепи выключателя 10(6) кВ или реле- повторителя положения этого выключателя. Это сделано для обеспечения работы максимальной защиты при к. з. между трансформаторами тока ЗТТ — 4ТТ и выключателем В (рис. 10-1, а) в тот момент, когда на трансформатор подано напряжение со стороны ВН, а выключатель В отключен. Поскольку пусковой орган питается от ТН (рис. 10-1,а и в), а на нем в это время может быть нормальное напряжение (от другой секции), пусковой орган не сработает. Вместо него пуск максимальной защиты осуществит размыкающий контакт В, замкнутый при отключенном положении выключав теля В 10(6) кВ. Напомним, что рассматриваемое повреждение находится вне зоны действия дифференциальной защиты трансформатора.
На рис. 10-1,5 представлена основная часть схемы оперативных цепей управления. Шинки управления 1ШУ и 2ШУ имеют напряжение 220 В и нормально питаются от ТСН 10/0,22 кВ (или 6/0,22 кВ). Они называются шинками обеспеченного питания, так как при потере основного источника автоматически переключаются на другой: либо на ТСН соседнего силового трансформатора, либо на свой 77/ 10(6) кВ (через промежуточный трансформатор 0,1/0,22 кВ) [27]. От шинок 1ШУ и 2ШУ питается 2РП — реле- повторитель пускового органа напряжения (см. выше), реле-повторители положения коммутационных аппаратов (на схеме не показаны), а также зарядное устройство УЗ (§ 4-6).
Энергия предварительно заряженных конденсаторов 1БК—5БК используется для выполнения следующих операций:
срабатывание общего выходного промежуточного реле 1РП при действии отключающего элемента газовой защиты РГОу а также дифференциальной и максимальной защит через реле ЯЯА и РПС (рис. 10-1,г); цепи отключения газовой защиты описаны в § 7-2;
отключение выключателя В 10(6) кВ; его электромагнит отключения ЭОВ может подключаться к 2БК или контактом РВ2 первой ступени максимальной токовой защиты или контактом общего выходного реле 1РП2 (для отключения В при внутренних повреждениях трансформаторов) или контактом PBz по цепи «ускорения защиты после АПВ» [30];
включение короткозамыкателя КЗ; его электромагнит включения ЭВКЗ подключается к ЗБК после срабатывания общего выходного реле 1РП и замыкания контакта /Р/73;
срабатывание реле ЗРП, разрешающего отключение отделителя ОД в бестоковую паузу (§ 4-4); наступление бестоковой паузы фиксируется размыкающими контактами токовых реле РТ и РТБУ которые замыкаются при отсутствии тока через трансформаторы тока ITT — 2ТТ и 5ТТ соответственно, а также контактом вспомогательной цепи короткозамыкателя КЗ или контактом его реле-повторителя, который замыкается после включения короткозамыкателя;
отключение отделителя ОД; его электромагнит отключения ЭООД подключается к 5БК после замыкания контакта реле ЗРП.
На рис. 10-1, д показана часть цепей разряда конденсаторов 1БК—5БК на резистор R сопротивлением примерно 3000 Ом через переключатель КР и испытательный блок ИБ. Разряд конденсаторов производится для обеспечения безопасности работ в цепях защиты (§ 4-6). При разряде кратковременно загорается лампа JIP.
На рис. 10-1 не показаны цепи управления коммутационными аппаратами, цепи сигнализации, в том числе газовой защиты и максимальной токовой защиты от перегрузки, не показаны цепи отдельной газовой защиты устройства РПН.
В рассмотренной типовой схеме имеются некоторые отступления от принципов выполнения релейной защиты трансформаторов, рассмотренных в гл. 4, а именно: установлено одно выходное реле, общее для всех защит, и использован только один вид оперативного тока (предварительно заряженные конденсаторы) для автоматического отключения выключателя 10(6) кВ и включения короткозамыкателя 110 кВ. При этом заряд конденсаторов осуществляется только от одного зарядного устройства, питающегося от ТСН, а второе зарядное устройство (токовое, см. рис. 4-9) — не предусмотрено. Это понижает надежность срабатывания защиты, поскольку неисправность единственного выходного реле или отсутствие заряда конденсаторов приводит к отказу всех защит и повреждению трансформатора.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Правила устройства электроустановок. — М.: Атомиздат, 1978—80.
Федосеев А. М. Релейная защита электрических систем —М.: Энергия» 1976.
Чернобровое Н. В. Релейная защита.— 5-е изд.— М.: Энергия, 1974.
Инструкция по эксплуатации трансформаторов/Сост. Н. П. Фуфурин.—
е изд., перераб. и доп. — М.: Энергия, 1978.
Ill абад М. А. Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей.— 2-е изд.— Л.: Энергия, 1976.
Ульянов С. А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах.— М.: Энергия, 1970.
Крючков И. П., Кувшинский Н. Н., Неклепаев Б. Н. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы.— 3-е изд. перераб. и доп.— М.: Энергия, 1978.
Шабад М. А. Приближенный расчет токов к. з. и самозапуска для релейной защиты понижающих трансформаторов РПН 110 и 35 кВ распределительных сетей.—Электрические станции, 1976, № 11.
Найфельд М. Р., Спеваков П. И. Сопротивления трансформаторов в режиме однофазного замыкания в сетях напряжением до 1000 В.— Промышленная энергетика, 1968, № 11.
Спеваков П. И. Проверка на автоматическое отключение линий в сетях до 1000 В. — М.: Энергия, 1971.
Голубев М. J1. Расчет токов короткого замыкания в электросетях 0,4— 35 кВ. 2-е изд.— М.: Энергия, 1980.
Инструкция по перезарядке предохранителей.—М.: Минэнерго СССР*
1971.
Гогичайшвили П. Ф. Подстанции без выключателей на высшем напряжении.— М.: Высшая школа, 1965.
Сборник директивных материалов по эксплуатации энергосистем (Электротехническая часть). — М.: Минэнерго СССР, 1978.
Беркович М. А., Семенов В. А. Основы техники и эксплуатации релей- ной защиты.—5-е изд.—М.: Энергия, 1971.
Шабад М. А. Особенности расчетов и выполнения максимальных токовых защит в распределительных сетях 10; 35 и 110 кВ сельскохозяйственных районов.— М.: Энергия. 1969.
Зотов А. Ям Гринин Ф. Н., Повсринов А. И. О повышении надежности стреляющих предохранителей на подстанциях 35/6(10) кВ. — Электрические станции, 1978, № 4.
Вейц И. Е., Кутузова М. С. Передвижная трансформаторная подстанция 110/10 кВ мощностью 2500 кВ-А на автоходу. — Электрические станции 1975, № 10.
Реле защиты/ В. С. Алексеев, Г. П. Варганов, Б. И. Панфилов, Р. 3. Розенблюм.— М.: Энергия, 1976.
Гельфанд Я. С., Шабад М. А. Повышение надежности защиты трансформаторов 110 кВ упрощенных подстаиций.— Электрические станции, 1975, № 4.
Гельфанд Я. С. Релейная защита распределительных сетей —М.: Энергия, 1975.
Дроздов А. Д., Платонов В. В. Реле дифференциальных защит элементов энергосистем.—М.: Энергия, 1968.
Руководящие указания по релейной защите. Вып. 4. Защита понижающих трансформаторов и автотрансформаторов.—М.: Госэнергоиздат, 1962.
Сулимова М. И. Газовая защита с реле РГЧЗ-66.—М.: Энергия, 1976.
Гельфанд Я. С., Голубев М. J1., Царев М. И. Релейная защита и электроавтоматика на переменном оперативном токе.—2-е изд.—М.: Энергия, 1973.
Применение защиты МТЗ-М с магнитными трансформаторами тока/М. Н. Григорьев, А. А. Кудрявцев, А. П. Кузнецов, Е. И. Окунцов.—Электрические станции, 1974, № 10.
Голубев М. J1. Вторичные цепи на подстанциях с переменным оперативным током. — М.: Энергия, 1977.
Шабад М. А. Согласование по чувствительности защит разных типов в распределительных сетях.— Электричество, 1974, № 3.
Байтер И. И. Релейная защита и автоматика питающих элементов собственных нужд тепловых электростанций.— 2-е изд.— М.: Энергия, 1975.
Шабад М. А. Автоматика электрических сетей 6—35 кВ в сельской местности. — Л.: Энергия, 1979.



 
« Защита и автоматика электрических сетей агропромышленных комплексов   Наладка ВЧ каналов релейной защиты »
электрические сети