Виды ненормальных режимов работы трансформаторов.

Методическое пособие

К курсовому проектированию по дисциплине

«Релейная защита и автоматика систем электроснабжения»

Оглавление

Виды повреждений трансформаторов. 4

Виды ненормальных режимов работы трансформаторов. 4

Типы релейной защиты трансформаторов. 6

Продольная дифференциальная защита трансформатора. 7

Принцип действия. 7

Факторы, влияющие на величину тока небаланса. 8

Дифференциальная токовая защита с промежуточным НТТ (реле РНТ - 565) 10

Порядок расчёта дифференциальной токовой защиты трансформатора с реле РНТ – 565. 12

Дифференциальная токовая защита с реле ДЗТ – 11 (реле с магнитным торможением) 14

Порядок расчёта дифференциальной токовой защиты трансформатора с реле ДЗТ – 11. 17

Максимальная токовая защита трансформатора. 19

Принцип действия и область применения. 19

Схемы включения токовых реле МТЗ. 20

Расчет параметров срабатывания (уставок) МТЗ. 20

Порядок расчета параметров срабатывания МТЗ. 21

Максимальная токовая защита трансформатора с пуском по напряжению.. 24

Порядок расчета параметров срабатывания МТЗ с пуском по напряжению.. 25

Защита питающей линии электропередачи. 28

Токовая отсечка без выдержки времени. 28

Порядок расчета. 28

Комбинированная отсечка по току и напряжению.. 29

Порядок расчета. 29

Максимальная токовая защита линии. 30

Порядок расчета. 30

Литература. 32

Задание к курсовому проекту по дисциплине "Релейная защита и автоматика СЭС" 33

Приложение 1. 34

Релейная защита силовых трансформаторов

Виды повреждений трансформаторов

Многолетний опыт эксплуатации силовых трансформаторов в распределительных сетях 6-10 кВ указывает на относительно большую вероятность отказа (повреждения) трансформаторов по сравнению с другими элементами сети (шинами, ячейками распределительных устройств). Например, параметр потока отказов (прежний термин - удельная повреждаемость) для трансформаторов воздушных сетей 6 и 10 кВ выше, чем для ячеек КРУ и КРУН этого же напряжения.

К основным видам повреждения трансформаторов относятся:

· трёхфазные и двухфазные к.з. между обмотками внутри бака (корпуса) трансформатора или между наружными выводами обмоток, расположенными на крышке бака;

· однофазные замыкания обмотки или её наружного вывода на корпус трансформатора, т.е. на землю; возможны также двухфазные к.з. на землю (для трансформаторов, работающих в сети с глухозаземлённой нейтралью) и двойные замыкания на землю в двух разных точках, из которых одна – в трансформаторе или на его наружном выводе (для сетей с изолированной или компенсированной нейтралью);

· замыкания между витками одной фазы обмотки, называемые витковыми замыканиями.

Наиболее опасными для самого трансформатора и для элементов прилегающей электрической сети являются междуфазные к.з. – трёхфазные и двухфазные. Они сопровождаются большими токами, как правило, во много раз превосходящими номинальный ток трансформатора, и могут вызывать глубокие напряжения в сети. При возникновении таких повреждений трансформатор должен быть немедленно отключён от всех источников питания, чтобы предотвратить дальнейшее развитие повреждения и, в особенности, возникновения пожара трансформатора.

 

Виды ненормальных режимов работы трансформаторов.

Ненормальными режимами работы трансформаторов являются:

· сверхтоки при перегрузках;

· сверхтоки, вызванные внешними к.з.;

· понижение уровня масла (для масляных трансформаторов);

· повышение напряжения (для сетей 110 кВ и выше).

Сверхтоки при перегрузках. В соответствии с Инструкцией по эксплуатации трансформаторов допустимые значения тока перегрузки и длительность его прохождения через трансформатор определяются по-разному для перегрузок, вызванных неравномерностью графика нагрузки и аварийными ситуациями. Аварийные перегрузки допускаются в исключительных случаях, например при выходе из строя одного из параллельно работающих трансформаторов подстанции или при срабатывании устройств АВР на подстанции или в сети, в результате чего к работающему трансформатору подключается дополнительная нагрузка.

 

Таблица 1.

Допустимые аварийные перегрузки трансформаторов

 

трансформаторы	перегрузка по току, %	допустимая длительность перегрузки, мин
Масляные
Сухие

Сверхтоки, вызванные внешними к.з. При близких к.з. на элементах питаемой сети низшего или среднего напряжения через понижающий трансформатор проходят токи, намного превышающие его номинальный ток. Эти токи, называемые сверхтоками к.з., оказывают вредное термическое и динамическое воздействие на обмотки трансформатора. Для ограничения длительности термического воздействия тока к.з. необходимо отключить трансформатор, причём тем быстрее, чем больше значение сверхтока внешнего к.з.

Однако указанный новый ГОСТ ограничивает наибольшую продолжительность к.з. на выводах трансформатора следующими значениями:

при к.з. на сторонах трансформатора с номинальным напряжением 35 кВ и ниже – t_к ≤ 4с;

при к.з. на сторонах с номинальным напряжением 110 кВ и выше – t_к ≤ 3с.

Понижение уровня масла. Трансформаторное масло обеспечивает не только электрическую изоляцию обмоток, но и их охлаждение. Поэтому понижение уровня масла в трансформаторе ниже допустимого представляет большую опасность. Причинами понижения уровня масла могут быть резкое снижение температуры окружающего воздуха или течь в баке трансформатора.

Повышение напряжения. Современные понижающие трансформаторы 110 (220) кВ могут иметь неполную изоляцию обмотки со стороны нулевого вывода (нейтрали) высшего напряжения. Для таких трансформаторов весьма опасно повышения напряжения выше номинального. Повышение напряжения происходит в том случае, если понижающий трансформатор с изолированной нейтралью 110 (220) кВ и с источником питания на стороне низшего (среднего)напряжения 6 – 35 кВ остаётся подключенным к участку сети 110 (220) кВ, где имеется однофазное замыкание на землю, а трансформаторы с глухозаземлённой нейтралью отсутствуют.