4.2 Дифференциальная защита трансформатора

Определяем ток небаланса при номинальном нагрузочном токе (при условии):

I_нб=4,29-3,13=1,16 А.

Ток срабатывания дифференциальной защиты принимается по условию отстройки от броска намагничивающего тока, возникающего при включениях трансформатора на холостой ход. Ток срабатывания дифференциальной защиты, выполненной на реле ДЗТ-11, по условию отстройки от бросков намагничивающего тока I_с.з.min=1.5I_{ном т.}.

В качестве основной стороны принимаем сторону НН силового трансформатора

I_с.з.min=1.5I_{ном т}=1.5•687=1030,5 А.

Рисунок 4.1 Принципиальная схема защиты трансформатора ГПП:

а) понижающая схема;

б) токовые цепи диф. защиты;

в) токовые цепи максимальной токовой защиты;

Рисунок 4.2 Цепи управления и защиты трансформатора ГПП:

л) цепи оперативного тока защиты трансформатора;

п) цепи контактов, используемых в схеме передачи отключающего сигнала;

р) цепи сигнализации.

Ток срабатывания реле: с основной стороны

I_{ср.р.осн}=1.5•4.29=6.435 А;

с неосновной стороны

I_{ср.р.неосн}=1.5•3.13=4,695 А.

Коэффициент торможения k_т определяется по условию отстройки от расчетного тока небаланса.

,

где k_отс=1.5; k_апер=1 - коэффициент, учитывающий увеличение тока небаланса из-за влияния апериодической составляющей тока КЗ; ?_*=0.1 - полная погрешность ТТ; =0.16 - диапазон регулирования напряжения трансформатора в одну сторону; =0.05 - относительная погрешность выравнивания токов плеч.

.

Определяем числа витков рабочей и уравнительной обмоток по формуле:

w_расч=100/I_ср.р.

Для основной стороны

w_р=100/6.435=15.54 витка

Принимаем ближайшее меньшее целое число витков w_р=15 витков.

Для неосновной стороны

w_p + w_ур = 100/4,695=21,3 витка.

Принимаем меньшее ближайшее целое число витков w_ур = 6 витка.

Число витков тормозной обмотки определяется

,

полагая tg = 0.87, w_ур = 0, w_p = 15:

витков.

Принимаем большее ближайшее число витков тормозной обмотки (для реле ДЗТ-11 w_т = 9 витков).

Определяем уточненные значения токов срабатывания реле:

I_{ср.р осн} = 100/15=6.7 А

I_{ср.р. неосн} = 100/(15+6)=4,76 А

Чувствительность дифференциальной защиты

При выполнении дифференциальной защиты понижающего трансформатора с реле, имеющим одну тормозную обмотку, и при одностороннем питании трансформатора тормозная обмотка включается в плечо дифференциальной защиты со стороны НН трансформатора. При таком включении тормозная обмотка не обтекается током при КЗ в зоне защиты. Поэтому коэффициент чувствительности определяется при двухфазном КЗ на выводах НН трансформатора в зоне действия защиты

k_ч = ,

где I_р.min = А.

k_ч = .

4.3 Газовая защита трансформатора

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. Токовая и дифференциальная 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. Ранее выпускалось поплавковое реле типа ПГ-22. Более совершенным является реле типа РГЧЗ-66 с чашкообразными элементами 1 и 2 (рисунок 5).

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.

Рисунок 5. Газовое реле защиты трансформатора

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_ср.р = 0.05 - 0.5 с.

Достоинства газовой защиты: высокая чувствительность и реагирование практически на все виды повреждения внутри бака; сравнительно не большое 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 трансформаторами и выключателями. Вследствие несовершенства конструкции современных газовых реле защиту приходится выводить из действия при попадании воздуха в бак трансформатора. В связи с этим газовую защиту нельзя использовать в качестве единственной защиты трансформатора от внутренних повреждений.

5. Защита асинхронного двигателя

Выбор трансформатора тока

I_ном.АД = 42,8 А. По таблице 5.9 /2/ выбираем трансформатор тока типа ТПЛК-10:

I_1ном = 50 А, I_2ном = 5 А, k_ТА = 50/5