Основными защитами трансформатора являются
-от многофазных КЗ в обмотках и на выводах трансформатора - максимальная токовая защита без выдержки времени,
- от повреждений внутри бака трансформатора - газовая защита,
- от перегрузки – токовая защита, которая устанавливается, если защита от перегрузки выпрямительного преобразователя отсутствует.
Максимальная токовая защита без выдержки времени выполняется двухфазной трехрелейной или трехфазной трехрелейной с помощью реле РТ-40 или РСТ. Ток срабатывания защиты выбирается по условию
, (22.21)
где коэффициент Котс = 3…4 принимается с учетом отстройки от бросков тока намагничивания при включении ненагруженного трансформатора и от возможных толчков тока нагрузки.
Газовая защита от повреждений внутри бака трансформатора и понижения уровня масла устанавливается на трансформаторах мощностью 2200 кВА и выше, а для внутрицеховых агрегатов – на трансформаторах 400 кВА.
Защита от перегрузки выполняется с использованием реле с зависимой характеристикой срабатывания. Ток срабатывания защиты определяется из условия отстройки от номинального тока выпрямительной установки
, (22.22)
где Котс принимается равным 1,1; Кв – коэффициент возврата реле тока; I ном.ВУ – номинальный ток выпрямительной установки, приведенный к первичному напряжению трансформатора по соотношениям таблицы 22.1, т.е.
I ном.ВУ= КI Idном U2/ U1. (22.23)
Основные соотношения между переменными и выпрямленными токами и напряжениями Таблица 22.1
| Схема | Мостовая схема | Схема с уравнительным реактором |
| Ud/U 2 | 2,34 | 1,17 |
| Uобр.макс/Ud | 1,045 | 2,09 |
| КI=I 2 /Id | 0,815 | 0,289 |
| Sт/Pd | 1,045 | 1,26 |
В таблице 22.1 приняты следующие обозначения:
Ud/U2 – коэффициент выпрямленного напряжения; Uобр макс/Ud – коэффициент обратного напряжения; Ud, Id – среднее значение выпрямленного напряжения и тока; Uобр макс – максимальное значение обратного напряжения; U 1, U 2, I 1, I 2 - действующие значения фазных напряжений и токов трансформатора; S - расчетная мощность трансформатора; Pd – мощность на стороне выпрямленного тока.
Время действия реле по зависимой характеристике выбирают таким, чтобы обеспечивалась перегрузочная способность выпрямительной установки в соответствии с ее паспортными данными.
Защита полупроводниковой выпрямительной установки. Для выполнения защитполупроводниковой выпрямительной установки в большинстве выпрямительных преобразователей применяется быстродействующий электромагнитный автоматический выключатель постоянного тока, устанавливаемый в одном полюсе на стороне выпрямленного тока.
Для защиты от пробоя вентильных преобразователей используются быстродействующие плавкие предохранители (например ПП57, имеющие время срабатывания порядка 0.003 с), устанавливаемые последовательно в каждую параллельную ветвь. Селективное действие предохранителей обеспечивается тем, что при повреждении одного из вентилей весь ток КЗ проходит только через предохранитель этого вентиля, а в двух других фазах ток КЗ распределяется по всем параллельно включенным предохранителям. При равенстве номинальных токов плавких вставок перегорит предохранитель в цепи с большим током, т.е. в цепи поврежденного вентиля. При этом агрегат продолжает работать с меньшим числом параллельно включенных вентилей
Устройства автоматики выпрямительного агрегата. Для повышения надежности и бесперебойности электроснабжения потребителей постоянного тока используются устройства АПВ и АВР.
АПВ применяется на одноагрегатных выпрямительных установках с включением выключателей всего агрегата на стороне переменного и постоянного тока.
АВР применяется при питании подстанции по двум линиям и при секционированной системе шин переменного тока, а выпрямительные агрегаты подключаются к разным секциям шин.
Пример 22. Рассчитать ток КЗ на стороне выпрямленного тока полупроводникового преобразовательного агрегата с Ud = 515 В и определить ток срабатывания МТЗ и защиты от перегрузки агрегата.
Номинальный выпрямленный ток Id = 2000 A; номинальная мощность трансформатора выпрямительного агрегата S Н Т = 1222 кВ × А; напряжение КЗ трансформатора UK = 6,6 %; мощность потерь КЗ PK = 20 кВт; напряжение питающей сети 6 кВ и мощность КЗ питающей системы SK с = 157 МВ × А, схема соединения вторичных обмоток трансформатора – с уравнительным реактором.
Решение. -Фазное напряжение вторичной обмотки трансформатора (табл. 22.1):
-Принимаем базисное напряжение U б = U 2ф = 440В.
-Индуктивное сопротивление питающей системы, приведенное к U б:
-Индуктивное сопротивление трансформатора, приведенное к U б:
.
-Активное сопротивление трансформатора (PK, кВт; S Н Т , кВ × А):
.
-Активное сопротивление ошиновки, аппаратуры, переходных и разъемных контактов и переходного сопротивления в месте КЗ
.
-Суммарное индуктивное сопротивление до точки K
.
-Суммарное активное сопротивление:
-Ток КЗ в точке K:
.
Выключатель на стороне выпрямленного тока выбирается по номинальному напряжению (550 В), номинальному выпрямленный ток Id = 2000 A и проверяется по току КЗ в точке K (21,718 кА).
-Номинальный ток трансформатора агрегата на стороне 22.5 кВ
-Ток срабатывания МТЗ
Ток на стороне ВН трансформатора при величине выпрямленного тока Id = 2000 A
I ном.ВУ= КI Idном U2/ U1 = 0.289 2000 0.44/22.5 =24.22 А.
-Ток срабатывания защиты от перегрузки
Контрольные вопросы
1. Назовите основные виды повреждений и ненормальных режимов работы БСК.
2. Схемы БСК.
3. Токовая отсечка БСК. Выбор параметров срабатывания.
4. Максимальная токовая защита БСК. Выбор параметров срабатывания.
5. Защита от замыканий на землю БСК. Защита от повышения напряжения.
6. Балансная защита БСК.
7. В чем заключается выбор аппаратуры для защиты БСК?
8. Регулирование напряжения батареями конденсаторов.
9. Назовите основные виды повреждений и ненормальных режимов сборных шин.
10. В чем заключается назначение защиты сборных шин.
11. Дифференциальная защита сборных шин. Принцип действия. Выбор параметров срабатывания.
12. Аппаратура для защиты сборных шин.
13. Неполная дифференциальная защита сборных шин. Принцип действия. Выбор параметров срабатывания.
- Автоматическое повторное включение шин
- Из каких элементов состоит выпрямительный агрегат?
- Какие защиты устанавливаются на. выпрямительных агрегатах?
- Порядок расчета уставок выпрямительного агрегата.
1.
