Типы оградительных сооружений в морском порту: По расположению оградительных сооружений в плане различают волноломы, обе оконечности...
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...
Топ:
Эволюция кровеносной системы позвоночных животных: Биологическая эволюция – необратимый процесс исторического развития живой природы...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов...
Интересное:
Средства для ингаляционного наркоза: Наркоз наступает в результате вдыхания (ингаляции) средств, которое осуществляют или с помощью маски...
Как мы говорим и как мы слушаем: общение можно сравнить с огромным зонтиком, под которым скрыто все...
Подходы к решению темы фильма: Существует три основных типа исторического фильма, имеющих между собой много общего...
Дисциплины:
2021-05-28 | 21 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
На трансформаторах наряду с защитами, действующими при повреждении в трансформаторе и его соединениях, предусматриваются резервные защиты для действия при внешних коротких замыканиях в случае отказа защит или выключателей смежных элементов. Одновременно они являются основными защитами шин, на которые работает трансформатор, если на шинах отсутствует собственная защита. В качестве защит от внешних коротких замыканий применяются токовые защиты с выдержкой времени с включением реле на полные токи фаз и на их симметричные составляющие. Эти защиты реагируют и на внутренние короткие замыкания, поэтому могут использоваться как резервные или даже как основные защиты трансформаторов. Такой, например, является защита со ступенчатой характеристикой выдержки времени. Ее третья ступень является защитой трансформатора от внутренних повреждений и от сверхтоков внешних коротких замыканий.
Максимальная токовая защита. Схемы максимальной токовой защиты трансформаторов выполняются аналогично схемам третьей ступени защиты со ступенчатой характеристикой выдержки времени, описанным выше. Аналогично производится и расчет их параметтров Однако в ряде случаев для получения достаточной чувствительности необходимо усложнить защиту и выполнить ее по схемам, рассмотренным выше применительно к защитам генераторов от внешних коротких замыканий (см. § 12.5). Такой защитой является, например, токовая защита обратной последовательности.
На многообмоточных трансформаторах максимальная токовая защита должна обеспечивать отключение только того выключателя, со стороны которого происходит короткое замыкание. На трехобмоточном трансформаторе с односторонним питанием это достигается путем установки отдельных защит с каждой стороны (рис. 13.7, а, реле КА.2, КТ2) и соблюдения следующего порядка
|
при выборе выдержек времени: t 2 = t эл II max + Δ t; t 3 = t эл III max + Δt; t 1= t 2 + Δ t или t 1 = t 3 + Δ t (выбирается большее значение t 1). Аналогичным способом выполняется защита и на двухобмоточных трансформаторах с расщепленными обмотками и односторонним питании.
На рис. 13.7, а каждая защита действует на отключение выключателя соответствующей стороны. Обычно схема выполняется так, что защита со стороны питания воздействует на выходное (промежуточное) реле, общее для всех основных защит трансформатора, и производит отключение всех его выключателей. В целях упрощения допускается не устанавливать защиты на одной из питаемых сторон, например II. При этом со стороны питания защита имеет две выдержки времени: с меньшей из них (t 2) она действует на отключение выключателя той стороны, где защита отсутствует (показано пунктиром на рис. 13.7, а), а с большей (t 1) — на выходное реле (на схеме не показано).
Для получения минимально возможных выдержек времени t 2и t 1 защита не устанавливается с той из питаемых сторон, где отходящие элементы имеют защиты с большей расчетной выдержкой времени, например t эл II max > t эл III max. При этом t 3 = t эл III max + Δ t, t 2 = t элIImax + Δ t или t 2 > t 3 + Δ t (выбирается большее значение) и t 1 = t 2 + Δ t.
На многообмоточных трансформаторах при питании с нескольких сторон, а также на двухобмоточных трансформаторах с двусторонним питанием рассмотренная максимальная токовая защита не обеспечивает селективного отключения. Для получения селективности одну из защит со стороны питания, например III, необходимо выполнить направленной (рис. 13.7,6). Орган направления мощности KW разрешает ей действовать на отключение с выдержкой времени t 3 реле КТ2 только при внешних коротких замыканиях, как и в случае одностороннего питания, поэтому порядок выбора выдержек времени t 1 — t 3 остается прежним. При повреждениях в трансформаторе защита действует по обходной (для реле направления мощности) цепи с выдержкой времени t' 3 > t 1 реле КТЗ.
|
На трехобмоточных трансформаторах защита с комплектом от несимметричных коротких замыканий (токовая защита обратной последовательности), как и обычная максимальная токовая защита, устанавливается со всех трех или только с двух сторон. Одна из них выполняется иногда направленной при наличии двух- или трехстороннего питания.
Если повышающий трансформатор со стороны высшего напряжения имеет глухозаземленную нейтраль, то возникает необходимость защищать трансформатор от внешних коротких замыканий на землю. Токовая защита обратной последовательности реагирует на этот вид повреждения. Однако в большинстве случаев ее чувствительность бывает недостаточной и трансформатор снабжается специальной токовой защитой нулевой последовательности.
Рис. 13.8. Принципиальная схема токовой защиты нулевой последовательности от внешних коротких замыканий на землю
Токовая защита нулевой последовательности для повышающих трансформаторов. Защита состоит из одного реле тока KAZ, подключенного к трехтрансформаторному (ТА1—ТАЗ) фильтру тока нулевой последовательности, установленному на стороне высшего напряжения (рис. 13.8, а). Реле времени КТ2 создает необходимую выдержку времени. Для выполнения защиты можно использовать однотрансформаторный фильтр в виде трансформатора тока ТА, установленного в цепи заземленной нейтрали защищаемого трансформатора (рис. 13.8, б). В этом случае в зону защиты входит и обмотка трансформатора, соединенная в звезду, независимо от наличия в системе других заземленнных нейтралей.
Выдержка времени защиты выбирается на ступень селективности больше, чем время срабатывания защит от коротких замыканий на землю смежных элементов (t = t эл max + Δt), а ток срабатывания согласуется с ними по чувствительности и отстраивается от тока небаланса при внешних коротких замыканиях. Обычно принимают I с.з = (0,4÷0,8) I т.ном. Если определяющим при выборе тока срабатывания является отстройка от тока небаланса, то при недостаточной чувствительности целесообразно защиту выполнять с выдержкой времени большей, чем время действия защит от многофазных повреждений смежных элементов. Это дает возможность отстраивать ток срабатывания только от тока небаланса при нормальной работе. Токовая защита нулевой последовательности предусматривается на повышающих трансформаторах мощностью р т = 1000 кВА и более с глухозаземленной нейтралью [31].
|
Токовая защита от перегрузок. Перегрузка обычно является симметричной, поэтому защита от перегрузки выполняется одним реле тока КА1, включенным в цепь одного из трансформаторов тока защиты от внешних коротких замыканий (рис. 13.7, а). Ток срабатывания реле определяется по выражению I с.р= (kзап/ kв)(I т.ном /K I ). Коэффициент kзап учитывает только погрешность в токе срабатывания и принимается равным kзап = 1,05. Для отстройки от кратковременных перегрузок и коротких замыканий предусматривается реле времени КТ1, рассчитанное на длительное прохождение тока в его обмотках. Выдержка времени принимается на ступень селективности больше, чем время срабатывания защиты трансформатора от внешних коротких замыканий.
На трехобмоточных трансформаторах с обмотками равной мощности и односторонним питанием защита от перегрузки устанавливается только со стороны питания. Если обмотки имеют разную мощность, то дополнительно устанавливается защита на питаемой обмотке меньшей мощности. При возможности передачи мощности в любых направлениях защита от перегрузки устанавливается со всех сторон (см. рис. 13.7, а, реле КА1, КТ1). Защита от перегрузки предусматривается при параллельной работе нескольких трансформаторов мощностью по 400 кВА и более, а также при раздельной работе и наличии УАВР [31].
Рассмотренная защита от перегрузок не позволяет полностью использовать перегрузочную способность трансформатора. Наиболее объективным критерием перегрузки является не ток, а температура изоляции обмотки трансформатора. На основе разработок Рижского политехнического института [73] созданы температурные реле с токовой коррекцией. Реле контролирует температуру изоляции с учетом температурыокружающей среды (масла) и нагрузки трансформатора до появления перегрузки. Температура масла контролируется непосредственно с помощью измерительного преобразователя (датчика) температуры, а температура изоляции обмоток — косвенно электрическим моделированием. Реле рекомендуется применять на двухтрансформаторных подстанциях, где при аварийном отключении одного трансформатора возникают послеаварийные перегрузки оставшегося в работе трансформатора.
|
Газовая защита
Ток короткого замыкания, проходящий через место установки токовой защиты при повреждении внутри бака трансформатора, например при витковых замыканиях, определяется числом замкнувшихся витков и поэтому может оказаться недостаточным для ее действия. Однако витковые замыкания представляют опасность для трансформатора и должны отключаться. Опасным внутренним повреждением является также «пожар стали» магнитопровода, который возникает при нарушении изоляции между листами магнитопровода, что ведет к увеличению потерь на перемагничивание и вихревые токи. Потери вызывают местный нагрев стали, ведущий к дальнейшему разрушению изоляции. Токовая и дифференциальная (см. § 13.6) защиты на этот вид повреждения не реагируют. Отсюда возникает необходимость в использовании специальной защиты от внутренних повреждений — газовой, фиксирующей появление в баке поврежденного трансформатора газа. Образование газа является следствием разложения масла и других изолирующих материалов под действием электрической дуги или недопустимого нагрева. Интенсивность газообразования зависит от характера и размеров повреждения. Это дает возможность выполнить газовую защиту, способную различать степень повреждения, и в зависимости от этого действовать на сигнал или отключение.
Основным элементом газовой защиты является газовое реле KSG, устанавливаемое в маслопроводе между баком и расширителем (рис. 13.9, а). Ранее выпускалось поплавковое газовое реле типа ПГ-22 [14]. Более совершенным является реле типа РГЧЗ-66 с чашкообразными элементами 1 и 2 (рис. 13.9,6). Элементы выполнены в виде плоскодонных алюминиевых чашек, вращающихся вместе с подвижными контактами 4 вокруг осей 3. Эти контакты замыкаются с неподвижными контактами 5 при опускании чашек. В нормальном режиме при наличии масла в кожухе реле чашки удерживаются пружинами 6 в положении, указанном на рисунке. Система отрегулирована так, что масса чашки с маслом является достаточной для преодоления силы пружины при отсутствии масла в кожухе реле. Поэтому понижение уровня масла сопровождается опусканием чашек и замыканием соответствующих контактов. Сначала опускается верхняя чашка и реле действует на сигнал. При интенсивном газообразовании возникает сильный поток масла и газов из бака в расширитель через газовое реле. На пути потока находится лопасть 7, действующая вместе с нижней чашкой на общий контакт. Лопасть поворачивается и замыкает контакт в цепи отключения трансформатора, если скорость движения масла и газов достигает определенного значения (0,6—1,2 м/с). При этом время срабатывания реле составляет t c.p=0,05÷0,5 с.
|
Монтаж газовой защиты связан с выполнением некоторых специфических требований: для беспрепятственного прохода газов в расширитель должен быть небольшой подъем — 1,0—1,6% у крышки трансформатора и 2—4% у маслопровода от крышки к расширителю (см. рис. 13.9, а); нижний конец маслопровода, входящий во внутрь трансформатора, должен заделываться с внутренней поверхности крышки, а нижний конец выхлопной трубы — вдаваться внутрь трансформатора; контрольный кабель, используемый для соединения газового реле с панелью защиты или промежуточной сборкой зажимов, должен иметь бумажную, а не резиновую изоляцию, так как резина разрушается под действием масла; действие газовой защиты на отключение необходимо выполнять с самоудерживанием, чтобы обеспечивать отключение трансформатора в случае кратковременного замыкания или вибрации нижнего контакта газового реле, обусловленных толчками потока масла при бурном газообразовании.
В схеме защиты на переменном оперативном токе (рис. 13.10) самоудерживание достигается путем шунтирования нижнего контакта газового реле KSG верхним замыкающим контактом реле KL. Самоудерживание автоматически снимается после разрыва цепи отключения вспомогательным контактом Q1.2 выключателя Q1.
Достоинства газовой защиты: высокая чувствительность и реагирование практически на все виды повреждения внутри бака; сравнительно небольшое время срабатывания; простота выполнения. Наряду с этим защита имеет ряд существенных недостатков, основным из которых является нереагирование ее на повреждения, расположенные вне бака, в зоне между трансформатором и выключателями. Вследствие несовершенства конструкции современных газовых реле защиту приходится выводить из действия при попадании воздуха в бак трансформатора, что может быть, например, при доливке масла, после ремонта системы охлаждения и др. В связи с этим газовую защиту нельзя использовать в качестве единственной защиты трансформатора от внутренних повреждений.
Необходимо также отметить, что начальная стадия виткового замыкания может и не сопровождаться появлением дуги и газообразованием. В таком случае газовая защита не действует и витковые замыкания в трансформаторе могут длительно оставаться незамеченными. Можно создать защиту, позволяющую обнаружить витковые замыкания в начальной стадии и при отсутствии газообразования. Одна из таких защит основана на изменении пространственного распределения поля рассеяния обмоток [74].
Газовая защита считается обязательной для трансформаторов мощностью Р т > 6300 кВА. Допускается устанавливать газовую защиту и на трансформаторах меньшей мощности. Для внутрицеховых подстанций газовую защиту следует устанавливать на понижающих трансформаторах практически любой мощности, допускающих это по конструкции, независимо от наличия другой быстродействующей защиты.
|
|
Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...
Состав сооружений: решетки и песколовки: Решетки – это первое устройство в схеме очистных сооружений. Они представляют...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!