p align="left">Важливо відзначити, що" пристрій АВР СВ повинен працювати тільки при втраті живлення (відключенні живлячої лінії) і при внутрішніх пошкодженнях трансформатора. У решті випадків відключення вимикача на нижчій стороні трансформатора (від струмових защит) повинно працювати АПВ шин нижчої напруги шляхом повторного включення основного джерела (трансформатора). Таке розмежування дії пристроїв АПВ і АВР СВ викликане тим, що при включенні секційного вимикача на КЗє небезпека відключення другого трансформатора і повного обесточения споживача (при відмові захисту секційного вимикача або несправності самого вимикача). Для реалізації вказаного поєднання дії пристроїв АПВ і АВР СВ в схемах захисту трансформатора встановлюється спеціальне реле 2РПФ, що запам'ятовує роботу защит від внутрішніх пошкоджень і втрати живлення.

В окремих випадках забороняється робота пристрою АВР за наявності замикання на землю в резервованій або резервуючій мережі із-за побоювання підвищеної вірогідності перекриття іншої фази унаслідок комутаційних перенапружень у момент включення СВ. При цьому може виникнути подвійне замикання на землю - одне на резервуючій частині мережі, інше -- на резервованій. Дія АВР повинна також заборонятися, якщо основне джерело живлення буде відключено від АЧР.

2.3 Автоматичне регулювання коефіцієнта трансформації (АРКТ)

З метою підтримки необхідного рівня напруги широко поширено регулювання напруги Uп у споживачів (Рис. 2.2) шляхом зміни коефіцієнта

Рис. 2.2 Пояснююча схема (а) і характеристика зміни напруги у споживача за наявності АРКТ (б).

трансформації трансформаторів знижуючих підстанцій, що живлять розподільну мережу. Для зміни коефіцієнта трансформації під навантаженням трансформатори обладналися пристроями РПН (перемикання відпаювань під навантаженням). Автоматична зміна nт здійснюється спеціальним регулятором АРКТ, що впливає на РПН.

У загальному випадку електрична мережа, одержуюча живлення від шин підстанції, може бути розгалуженою і живити значну кількість навантажень. При цьому найвигідніше підтримувати незмінним напруга в деякій контрольованій крапці, представивши розгалужену мережу у вигляді еквівалентної ліній з одним навантаженням на кінці. Оскільки значення напруги Uп при даному напруги на шинах Uш залежить від падіння напруги в еквівалентній лінії (Uп = Uш - Zэ,лIп ), та напруга Uш повинна бути тим більше, чим більше навантаження споживача. Таке регулювання напруги отримало назв зустрічного регулювання.

Незмінність напруги в контрольованій крапці мережі при різних режимах навантаження може бути забезпечена, якщо змоделювати на вході вимірювального органу АРКТ напругу, що існує в регульованому ланцюзі. Для цього до нього необхідно підвести напругу

Uп = Uш -Iп

Вимірювальний орган АРКТ є регулятором по відхиленню напруги від заданого значення UКОНТР, пропорційного напрузі в контрольованій крапці. Якщо Iп буде рівне падінню напруги в еквівалентній лінії Zэ,л (від шин підстанції до контрольованої крапки), т, е. Iп = Zэ,лIп, то за наявності АРКТ напруга у споживача (у контрольованій крапці) відповідатиме заданому значенню. Із сказаного виходить необхідність ввести у вимірювальний орган напруги АРКТ сигнал, пропорційний струму навантаження. Доцільно використовувати сумарний струм навантаження, оскільки при різних графіках зміни навантажень споживачів регулювання по сумарному струму точніше відповідає необхідному закону регулювання.

Вимірювальний орган підключається до трансформатора напруги ТН і трансформаторам струму ТТ (Рис. 2.2, а).

При відключенні вимикача В (Рис. 2.2, а) АРКТ необхідно вивести з роботи, що проводитися допоміжним контактом В шляхом від'єднання виходу АРКТ від приводного механізму ПМ прибудую РПН. *

На двохтрансформаторних підстанціях, що працюють з відключеним СВ, АРКТ встановлюється на шкірному трансформаторі. При відключенні одного з трансформаторів і включенні секційного . вимикача слід переконатися (у АРКТ трансформатора, що залишається в роботі) в правильності підтримки напруги при зустрічному регулюванні і при необхідності змінити значення .

Особлівостямі АРКТ є релейность дії, наявність зони нечутливості Uнч вибираною більшою, ніж ступінь зміни напруги Uст при перемиканні одного відпаювання:

Uнч = (1.251.3) Uст

Перемікання відпаювань необхідно проводити з витримкою годині, що забезпечує настроєння від короткочасних коливань напруги (наприклад, при пуску електродвигунів). Поєтом при виході напруги у споживача із зони нечутливості регулятора (Рис. 2.2, б) АРКТ за годину tср = 12 мін впливає на РПН.

2.4 Вибір і розрахунок захисту трансформатора

Об'єктом, що захищається є два обмотувальний трансформатор власних потреб блоку №3 23Т.

Для захисту трансформатора власних потреб передбачаються захисту:

- подовжній диференціальний захист від всіх видів коротких замикань в обмотках трансформатора і на його виводах і діє на відключення трансформатора власних потреб і блоку генератор- трансформатор;

- газовий захист від внутрішньобакових пошкоджень трансформатора, що діє на сигнал і на відключення;

- максимальний струмовий захист на стороні 10 кВ з пуском по напрузі, що діє з витримками годині на відключення вимикача 6 кВ і на відключення блоку генератор- трансформатор;

- захист від перевантаження, що встановлений на стороні нижчої напруги трансформатора, діє на сигнал.

Для захисту трансформатора від коротких замикань. У обмотках і на виводах використовується подовжній диференціальний струмовий захист.

Захист є основним і діє на відключення трансформатора без витримки годині. При цьому відключаються блоковий масляний вимикач 1МВ-110кВ, генераторний масляний вимикач 2МВ-10кВ і відключаються введення робочого живлення на секції 3МВ-6кВ. Захист виконаний в трьох фазного виконання з використанням реле типу РНТ-565. Від пошкоджень усередині бака трансформатора, бака «регулятора під напругою» і пониження рівня масла передбачений газовий захист з використанням реле Ргч3-66. Захист діє на сигнал при слабкому газоутворенні і при пониженні рівня масла, а також на відключення без витримки годині при бурхливому газоутворенні.

Від струмів, обумовлених зовнішніми короткими замиканнями, передбачається максимальний струмовий захист з комбінованим пуском по напрузі. Захист діє на відключення 3МВ-6кВ з 1-ою витримкою годині і на відключення трансформатора повністю з 2-ою витримкою годині. Для захисту від струмів, що викликають перевантаження трансформатора, в осередку КРУ 6кВ встановлюється максимально струмовий захист з дією на сигнал.

Табл. 2.1
Розрахунок параметрів трансформатора власних потреб.

По даним з каталога для даного трансформатора і даним розрахунків струмів короткого замикання, отриманим з Архенерго, отримаємо:

№ п/п	Найменування величини	Розрахункова формула	Результат
			10.5 кВ	6.3 кВ
1.	Трансформатор ТСН(основне)
2.	Трансформатор ТСН(min)
3.	Трансформатор ТСН(max)
4.	Опір системи в макс.режиме
5.	Опір системи в мин.режиме

Табл. 2.2
Розрахунок подовжнього диференціального захисту трансформатора
Найменування величини
Розрахункова формула
Результат
10,5кВ
6,3кВ
Первинний струм для трансформатора, що захищається, при роботі з номінальним навантаженням
Схема з'єднання трансформаторів струму
Коефіцієнт трансформаторів струму
Кт
1000/5=200
1500/5=300
Вторинний струм в плечах захисту при роботі з номінальним навантаженням
Iном.вт =5501/200=2.75А
Iном.вт= 9181/300=3.06А
Максимальний струм небаланса,обусловленный погрішністю трансформаторів струму і регулюванням напруги
Iнб=I`нб+I``нб=
=еКапКоднI(3)до вн max+ +ДUI(3)до вн max
Iнб=0.1116300+
+0.126300=1386 А
Первинний струм спрацьовування захисту по умові настроєння від струму небаланса при зовнішньому трифазному короткому замиканні на шинах 6кВ
По умові настроєння від струму небаланса при скозном 3-х фазному КЗ на шинах
IсзНkнIнб расч
IсзН1.31386=1801.8 A
По умові настроєння від кидка струму намагнічення
IсзНkнIном
IсзН1.31.05550=750.75A
Первинний струм спрацьовування приведений до основної сторони(6кВ)
Попередній вторинний струм спрацьовування
Iср=Iсз/Кт
Iср=3003/300=10.01 A
Розрахункове число витків трансформатора реле, що насищається, для основної сторони
Wосн расч=Fср/Iср
Wосн расч=100/15.01=6,66
Прийнято-7 витків
Уточнений первинний струм спрацьовування захисту
Уточнений струм спрацьовування реле на основній стороні
Iср осн=Fср/Wосн
Iср осн=100/7=14.3А
Розрахункове число витків на неосновній стороні
Струм спрацьовування на неосновній стороні
Iср неосн=Fср/Wнеосн
Iср неосн=100/7=14.3 А
Первинний струм срабат.з-ты з боку живлення
Iср неосн=IсрnT
Iср неосн=14.3200=2860 A
Коефіцієнт чутливості захисту

Чутливість захисту достатня
Тип захисту, що приймається
РНТ-565
Табл. 2.3
Розрахунок максимального струмового захисту з пуском по напрузі на стороні 10,5 кВ
№
п/п
Найменування величини
Розрахункова формула
Результат
10,5 кВ
6,3 кВ
Струмовий орган
1.
Первинний струм спрацьовування по умові отсройки від струму навантаження
2.
Коефіцієнт чутливості при 2-х фазному КЗ на шинах 6,3 кВ в мінімальному режимі
3.
Струм спрацьовування реле
Iс.р.=Iс.з/nT
Iс.р.=962.5/200=4.8 А
4.
Тип реле РТ-40/10, що приймається
Пускові органи напруги
5.
Напруга спрацьовування пристрою фільтр-реле напруги зворотної послідовності
Uс.з=1.1Uном
Uс.з=0.116.3=0.69
6.
Тип реле РНФ-1М, що приймається
7.
Уставка реле, включеного на міжфазне напруга (напруга повернення реле)
Uвозвр.р=Uост/kн
деUост=
Uвозвр.р=3.74/1.2=3.12деUост=
8.
Тип реле РН-53/60Д, що приймається
Табл. 2.4
Розрахунок захисту трансформатора від перевантаження.
№
п/п
Результат
6.3 кВ
1.
Первинний струм спрацьовування захисту
Iсз Н (Кн/кв)Iном
Iсз = (1,05/1,08)917,4 = 1205 А
2.
Струм спрацьовування реле
Iср=Iсзkсх/nT
Iсз в = 1205/200 = 6,02 А
3.
Тип реле, що приймається
РСТ-13-24-1
3 ВПРОВАДЖЕННЯ ТА РОЗРАХУНОК НОВОГО РЕЛЕ ЗАХИСТУ
3.1 Мікропроцесорні блоки релейного захисту та автоматики БЭМП
Мікропроцесорні блоки релейного захисту і автоматики серії БЕМП виконують всі необхідні функції релейного захисту, автоматики, сигналізації і управління для приєднань середньої напруги 6-35 кВ. БЕМП застосовується як основний пристрій РЗА приєднань комплектних розподільних пристроїв (КРУ) електричних станцій і розподільних підстанцій мережевих підприємств, промислових підприємств, а також підприємств нафтового і газового комплексу.
Типові функціональні схеми дозволяють використовувати БЕМП в якості:
захисту кабельних і повітряних ліній;
захисту ввідних і секційних вимикачів;
захисту синхронних і асинхронних двигунів;
пристрої контролю напруги секції шин;
пристрої автоматичного частотного розвантаження;
пристрої швидкого автоматичного введення резерву та інші.
Основні функції
релейний захист і автоматика приєднання;
управління вимикачем;
сигналізація.
Додаткові функції
Настроюється і управляється як з вбудованого пульта, так і з персонального комп'ютера по передньому і задньому порту. Виконує наступні додаткові функції:
вимірювання значень струмів і напруги, що діють;
технічний облік електроенергії;
автоматична реєстрація подій і параметрів аварій;
автоматичне осциллографирование аварійних процесів;
визначення місця пошкодження;
зв'язок з АСУ ТП і персональним комп'ютером;
збір даних для діагностики ресурсу вимикача;
програмно-апаратна самодіагностика.
Основні технічні дані
БЕМП працює на підстанціях з постійним або випрямленим оперативним струмом номінальною напругою Un 110 або 220 В або змінним оперативним струмом номінальною напругою 220 В.
При роботі на змінному оперативному струмі блоки можуть живитися від блоків живлення БПНТ, БПТ 11, БПН 11, БПТ 1002, БПН 1002.
Широкий робочий температурний діапазон від -40 до +55 °С дозволяє використовувати БЕМП в релейних відсіках КРУ як внутрішньої, так і зовнішньої установки.
Табл. 3.1

Напруга живлення (діапазон =/~), В
від 88 до 242
Вимірювальні входи
Номінальний вхідний струм, А
1 або 5
Тривало допустимий струм, А
4 або 20
Споживана потужність, ВА
не більше 0,4
Номінальна вхідна напруга, В
100 або 110
Тривала допустима напруга, В
330
Дискретні вхідні сигнали
Кількість
8/16/24
Струм при включенні / споживання, мА
до 20 / до 10
Тіпоїсполненія по Un, В
~/= 220; =110
Напруга спрацьовування
не менше 0,8 Un
Напруга повернення
не більше 0,6 Un
Вихідні реле
Кількість замкнутих і розімкнених контактів
8/16/24/32
Максимальна робоча напруга, В
250
Номінальний струм контактів, А
16
Вільно програмована логіка. Програмування БЕМП здійснюється за допомогою спеціального редактора (RAD-средства), який дозволяє якісно поліпшити розробку програмного забезпечення і забезпечує:
побудова схеми релейного захисту на графічній мові функціональних блоків (ФБ) за допомогою вбудованої бібліотеки ФБ: реле струму, напруги, частоти, напряму потужності, часу, логічних елементів і ін.
настройку функцій реєстрації подій і осциллографирования з довільним вибором аналогових і дискретних сигналів;
редагування структури меню;
редагування структури і властивостей змінних (регістрів, доступних для АСОВІ ТП);
реалізацію додаткових функцій управління і автоматики за допомогою вільних дискретних входів і вихідних реле;
автоматичне формування документації (схеми, структури меню і таблиці регістрів АСОВІ ТП) відповідно до розробленої функціональної схеми;
симуляцію довільних дискретних і аналогових сигналів для перевірки відладки функціональної схеми;
до 32 груп уставок.
Характеристики основних видів защит і автоматики
Максимальний струмовий захист:
направленная/ненаправленная;
до 4-х ступенів;
уставки по струму від 0,1 до 200 А;
блокування по напрузі;
уставки за часом від 0 до 160 з;
до 8 времятоковых характеристик.
Захист від замикань на землю:
направленная/ненаправленная;
по основній або по вищих гармоніках;
до 2-х ступенів;
уставки по струму від 0,05 до 40 А;
уставки за часом від 0 до 160 з;
до 8 времятоковых характеристик.
Захист від теплового перевантаження:
постійні часу нагріву/охолоджування від 1 до 999 мин.
Захист від обриву фаз:
уставки по струму зворотної послідовності від 10 до 1000 % від In;
уставки за часом від 0 до 160 с.
Захист від підвищення/пониження напруги:
до 2-х ступенів від підвищення напруги;
до 2-х ступенів захисту мінімальної напруги;
діапазон уставок по напрузі від 10 до 250 В;
діапазон уставок за часом спрацьовування від 0 до 160 з;
контроль справності ланцюгів напруги.
Ачр/чапв:
до 4-х ступенів;
уставки по частоті від 40 до 70 Гц;
уставки за часом від 0 до 160 з;
уставки за швидкістю зміни частоти ±0,2 до ±10 Гц/с.
АПВ:
до 4-х циклів АПВ;
витримки часу від 0 до 160 з;
підрахунок кількості спроб.
АВР:
час спрацьовування 0,15 з;
контроль напруги.
УРОВ:
контроль по струму (від 0,03 In);
контроль положення вимикача;
дія на вимикач або вхідні ланцюги пристрою захисту.
Реалізація в БЕМП вільно програмованої логіки, призначення дискретних входів і вихідних реле блоків, а також застосування цифрової фільтрації аналогових сигналів дозволяє модифікувати типові функціональні схеми і розробляти нові без зміни апаратній частині, окрім уточнення необхідної кількості вимірювальних входів струму і напруги, дискретних вхідних сигналів і вихідних реле.
Реєстрація аварійних процесів
У БЕМП передбачено два види реєстрації параметрів аварійних режимів роботи приєднання, що захищається:
1. Реєстратор параметрів аварійних подій фіксує вимірювані величини, необхідні для подальшого аналізу виникнення пошкодження і правильності роботи защит і автоматики:
дату/час пуску, спрацьовування защит і відключення пошкодження (повернення защит);
мінімальні і максимальні значення токов/напряжений/частоты протягом аварійного процесу.
2. Автоматичне осциллографирование аварійних процесів (з пуском від функцій защит і автоматики) приєднання, що захищається, проводиться із записом передаварійного режиму (до 0,5 з). Запис декількох осцилограм підряд проводиться без "мертвих зон". Осцилограми, лічені по послідовному каналу, зберігаються у форматі COMTRADE.
Табл. 3.2
Параметри аварійного осцилографа
Кількість аналогових сигналів
від 1 до 16
Кількість дискретних сигналів
від 1 до 256
Частота вибірки осцилографа
до 800 Гц
Тривалість запису
до 8 з
Кількість осцилограм
до 16
Табл. 3.3
Діапазони вимірювання і обліку електричних параметрів
Фазні струми
хIn
При In=1А
При In=5А
від 0,1 до 40 А
від 0,1 до 40 А
від 0,5 до 200 А
Струм 3I0
від 0,1 до 40 А (від 0,25 до 100 А первинного струму)
Лінійна або фазна напруга
хUn
100 В
110 В
від 0,03 до 3
від 3 до 300 В
від 3,3 до 330 В
Частота
від 40 до 70 Гц
Актівная/реактівная потужність (вторинні величини)
від 0,001 до 32,7 кВт/кВАР
Технічний облік споживаної електроенергії (вторинні величини)
від 1 до 65000 кВт ч/кВАР ч
Управління вимикачем
Реалізована логіка місцевого і дистанційного управління вимикачем з виконанням наступних функцій:
контроль справності ланцюгів управління;
контроль положення вимикача;
блокування багатократних включень вимикача.
Допустимий імпульсний струм, протекаемый через контакти вихідних реле БЕМП (30 А протягом 4 з), дозволяє управляти вакуумним вимикачем безпосередньо від самого блоку.
У БЕМП автоматично реєструються параметри, необхідні для розрахунку ресурсу вимикача:
Табл. 3.4
лічильник циклів відключення/включення
до 65535
сумарний струм відключень/включень, кА
до 100 000
тривалість останньої комутації, з
до 1,00
Послідовний канал зв'язку з АСУ ТП і ПК
БЕМП має два незалежні порти послідовного зв'язку з АСУ ТП (на задній панелі) і персональним комп'ютером (на лицьовій панелі), здійснюючий прийом і передачу даних. Механізм унікальних ідентифікаторів подій і осцилограм, реалізований в БЕМП, істотно полегшує ведення баз даних в АСУ ТП і дозволяє виключити помилки при аналізі.
Наявність окремого модуля зв'язку з АСУ ТП дозволяє реалізовувати протоколи: Modbus, МЕК 60870-5, МЕК 61850. Реалізований вибір оптимальної швидкості передачі до 38400 бит/с по каналу RS485 (для АСОВІ ТП) і RS232C (для ПК).
Для настройки і обслуговування блоку або групи мікропроцесорних блоків серії БЕМП, об'єднаних в локальну мережу, розроблено фірмове програмне забезпечення, яке дозволяє:
дистанційно управляти вимикачем;
прочитувати поточні зміряні значення електричних параметрів приєднання;
прочитувати і працювати з журналом подій (просмотр/поиск/фильтрация);
визначати стан дискретних входів і вихідних реле блоків;
прочитувати параметри аварійних подій;
прочитувати осцилограми нормальних і аварійних режимів;
считывать/изменять уставки і перемикати групи уставок защит і автоматики.
Конструктивні особливості
БЕМП виконаний у вигляді 19" касети EuropacPro одно- або дворядного виконання залежно від кількості дискретних вхідних сигналів і вихідних реле, що забезпечує високу ремонтопридатність блоку шляхом заміни несправної плати (групи дискретних входів або вихідних реле, джерела вторинного електроживлення і так далі).
На лицьовій панелі розташований вбудований пульт, який складається з 2-х рядкового вакуумного люмінесцентного індикатора, 6 кнопок управління і 16 світлодіодів сигналізації. БЕМП має заднє приєднання провідників під гвинт, для приєднання струмових ланцюгів використовується самозакорачивающийся роз'їм. Також є переднє приєднання провідників з використанням виносного пульта
3.2 Призначення та основні типи захисту трансформаторів
Трансформаторі конструктивно дуже надійні завдяки відсутності в них рухомих або обертових частин. Незважаючи на це, у процесі експлуатації можливі й практично мають місце їх пошкодження та порушення нормальних режимів роботи. Тому трансформатори повинні мати відповідний релейний захист.
У обмотках трансформаторів можуть виникати замикання між фазами, однієї або двох фаз на землю, між витками однієї фази і замикання між обмотками найвищої та найнижчої напруги. На введеннях трансформаторів, на шинах та в кабелях також можуть виникати короткі замикання між фазами і на землю.
Крім указаних пошкоджень, в умовах експлуатації можуть траплятися порушення нормальних режимів роботи трансформаторів, до яких відносяться: проходження через трансформатор надструмів при пошкодженні інших зв'язаних з ним елементів, перевантаження, виділення газу з мастила, зниження рівня мастила, підвищення його температури.
У процесі роботи в силових трансформаторах можуть виникати пошкодження, обумовлені пробоєм ізоляції та порушенням нормального режиму роботи.
До пошкоджень належать:
- замикання між фазами в обмотках і на їх виводах;
- замикання в обмотках між витками однієї фази;
- замикання на землю обмоток або їх зовнішніх виводів.
У експлуатації короткі замикання на виводах і виткові замикання в обмотках зустрічаються найбільш часто. Міжфазні замикання всередині трансформаторів дуже рідкі, оскільки міжфазна ізоляція має велику електричну міцність, а в трифазних трансформаторах, складених з трьох однофазних, цей вид пошкоджень виключається.
Найбільш частим аномальним режимом роботи трансформаторів є поява в них надструму, тобто струму, що перевищує номінальний струм обмоток. Надструмі в трансформаторі виникають при зовнішніх коротких замиканнях та режимах асинхронного ходу і перевантаженнях. Надструмі при перевантаженнях виникають внаслідок самозапуску електричних двигунів, збільшення навантаження в результаті вимкнення паралельно працюючого трансформатора, автоматичного підключення навантаження при дії автоматичного ввімкнення резерву і т.д.
Захист від пошкоджень діє на вимикання за допомогою струмової відсічки, диференціального і газового захисту.
Захист від зовнішніх коротких замикань діє на вимикання і здійснюється за допомогою максимального струмового захисту з блокуванням від реле максимальної напруги, струмового захисту нульової послідовності й фільтрового захисту. До зони дії зазначених захистів повинні входити шини підстанції й усі приєднання, що відходять від цих шин. Захист від надструмів за можливості використовується як резервний при пошкодженнях обмоток трансформатора.
Захист від перевантаження виконується з діями на сигнал або вимикання, в залежності від характеру обслуговування підстанції. Дія захисту на сигнал визначається тим, що перевантаження звичайно не супроводжується значним зниженням напруги в мережі і тому вимога до годині дії захисту визначається тільки нагрівом ізоляції обмоток. Досвід показує, що перевантаження порядку 1,5 2 Іном може бути дозволене протягом значного годині, вимірюваного десятками хвилин.
Найчастіше зустрічаються короткочасні перевантаження, викликані самозапуском електричних двигунів або поштовхоподібним навантаженням.
3.2 Захист від пошкоджень обмоток трансформатора
Найбільш розповсюдженим захистом від внутрішніх пошкоджень трансформатора є струмова відсічка. Струмова відсічка являє собою простий швидкодіючий захист від пошкоджень у трансформаторі. Вона реагує на короткі замикання на виводах трансформатора з боку живлення і на короткі замикання в більшій частині первинної обмотки.
Струмова відсічка не діє при виткових замиканнях на землю в обмотці, яка працює на ятір з малим струмом замикання на землю.
Умова чутливості полягає в тому, що сигналізація при металевому замиканні на землю повинна діяти з коефіцієнтом чутливості Кч, який дорівнює 1,25 для кабельних і 1,5 для повітряних ятерів. Така значна величина коефіцієнта Кв вимушено приймається через тих, що в мережі з ізольованими нульовим крапками величина струму замикання при переміжних замиканнях на землю в 3 - 4 рази перевищує величину струму при металевому замиканні.
Підвіщення чутливості сигналізації при використанні звичайних трансформаторів струму та електромеханічних реле викликає ряд серйозних труднощів.
1. Номінальній струм звичайних трансформаторів струму вибирається за струмом навантаження лінії і тому сморід мають порівняно великі коефіцієнти трансформації.
Внаслідок цього вторинний струм замикання на землю має дуже малу величину. Так, наприклад, якщо струм замикання на землю становить 18 А, а трансформатори струму мають коефіцієнт трансформації 600/5, то вторинний струм дорівнює 0,15 А.
2. Для вмикання на такий струм необхідно вибрати найчутливіше реле ЕТ-521/0,2, обмотки якого мають опір 40 Ом. Вмікання реле з таким великим опором приводити до того, що тільки частина струму потрапляє в реле, оскільки інша частина марно замикається через вторинні обмотки трансформаторів струму непошкоджених фаз. Величина цього струму відсмоктування може становити 40-50 %. Через зазначені заподій сигналізація при замиканнях на землю з використанням звичайних трансформаторів може виконуватися тільки при великому струмі замикання на землю в розгалужених і некомпенсованих ятерах.
Велика чутливість забезпечується сигналізацією при однофазних замиканнях на землю, яка виконується на спеціальних кабельних трансформаторах струму з кільцевим осердям.
Кабельні трансформатори струму мають значні преваги порівняно зі схемою вмикання на торбу струмів трьох фаз звичайних трансформаторів струму.
Відсічка встановлюється з живильного боку трансформатора і виконується на миттєвих струмових реле або електромагнітному елементі індукційного реле типу РТ-80, якщо це реле використовується для виконання максимального струмового захисту.
На трансформаторах, що працюють в ятерах з глухо заземленою нейтраллю, відсічка виконується трифазною, а в ятерах з ізольованою нейтраллю - двофазною. Відсічка в поєднанні з максимальним струмовим і газовим захистом забезпечує надійний захист для трансформаторів малої та середньої потужності.
У силових трансформаторах великої потужності широко застосовують поздовжній диференціальний захист. Принцип дії поздовжнього струмового захисту заснований на безпосередньому порівнянні величини і фази струмів на качану і у кінці захищуваної зони. Базою для роботи диференціального струмового захисту є відмінність напряму струмів на кінцях лінії, яка захищається при зовнішньому короткому замиканні всередині зони захисту.
Поздовжній диференціальний захист трансформаторів більш досконалий, ніж струмова відсічка. Перевагою диференціального захисту є швидкість дії й абсолютна селективність. Трансформаторі струму диференціального захисту встановлюються таким чином, щоб у зону дії захисту входили трансформатор і приєднання до нього.
З викладеного випливає, що захист трансформаторів і автотрансформаторів повинний виконувати такі функції:
а) вимикати трансформатор від усіх джерел живлення при його пошкодженні;
б) вимикати трансформатор від пошкодженої частини установки при проходженні через нього надструму у випадках пошкодження шин або іншого обладнання, пов'язаного з трансформатором, а також при пошкодженнях суміжного обладнання та відмов його захисту або вимикачів;
в) подавати попереджувальний сигнал черговому персоналу підстанції або електростанції при перевантаженні трансформатора, виділенні газу з мастила, зниженні рівня мастила, підвищенні його температури.
Відповідно до призначення захисту трансформаторів при їх пошкодженнях та сигналізації про порушення нормальних режимів роботи застосовуються такі типи захистів:
1. Діференціальній захист для захисту при пошкодженнях обмоток, вводів та ошинування трансформаторів.
2. Струмова відсічка миттєвої дії для захисту трансформатора при пошкодженнях його ошинування, вводів і частини обмотки з боку джерела живлення.
3. Захист від замикань на корпус.
4. Газовій захист при пошкодженнях усередині бака трансформатора, які супроводжуються виділенням газу, а також зниженням рівня масла.
5. Максимальній струмовий захист або максимальний струмовий захист з пуском мінімальної напруги для захисту від надструмів, які проходять через трансформатор, при пошкодженні як самого трансформатора, так і інших елементів, пов'язаних з ним. Цей захист діє, як правило, з витримкою годині.
6. Захист від перевантаження, який діє на сигнал для оповіщення чергового персоналу або діє на вимикання на підстанціях без постійного чергового персоналу.
Крім того, в окремих випадках на трансформаторах можуть встановлюватися й інші відіа захисту.
3.4 Диференціальній захист
Діференціальній захист застосовується як основний швидкодіючий захист трансформаторів при пошкодженнях обмоток, вводів та шинування. Зважаючи на його порівняну складність диференціальний захист установлюється не на всіх трансформаторах, а лише в таких випадках:
1) на поодиноко працюючих трансформаторах потужністю 6 300 кВт і вище;
2) на паралельно працюючих трансформаторах потужністю 4 000 кВт і вище;
3) на трансформаторах потужністю 1 000 кВт і вище, якщо струмова відсічка не забезпечує необхідної чутливості, а максимальний струмовий захист має витримку годині більше 1 с.
При паралельній роботі трансформаторів диференціальний захист забезпечує не тільки швидке, але й селективне вимкнення пошкодженого трансформатора, що пояснюється на (Рис. 3.1.)
Рис. 3.1. Проходження струму КЗ та дія максимального струмового
захисту при пошкодженні одного з паралельно працюючих
трансформаторів
Якщо паралельно працюючі трансформатори Т1 і Т2 мають тільки максимальні струмові захисти, то при пошкодженні, наприклад, у точці До на введеннях найнижчої напруги трансформатора Т1 подіють максимальні струмові захисти обох трансформаторів, а оскільки їх витримки годині однакові, вимкнуться обидва трансформатори.
Діференціальній захист, який діє миттєво, забезпечує в розглянутому випадку вимкнення тільки пошкодженого трансформатора.
Для виконання диференціального захисту трансформатори струму 1Т і 2Т встановлюються з обох боків трансформатора, який захищається (Рис. 3.2). Їх вторинні обмотки з'єднуються послідовно і паралельно до них підключається струмове реле. Аналогічно виконується диференціальний захист автотрансформатора.
Рис. 3.2. Принцип дії диференціального захисту
трансформатора:
а - струморозподіл при наскрізному КЗ; би у трансформаторі
(у зоні дії диференціального захисту)
При розгляді принципу дії диференціального захисту умовно приймається, що трансформатор, який захищається, має коефіцієнт трансформації, що дорівнює одиниці, однакове з'єднання обмоток і однакові трансформатори струму з обох боків.
З (Рис. 3.2 а) видно, що при проходженні через трансформатор струму наскрізного КЗ або струму навантаження вторинні струми І1 і І2 проходять в протилежних напрямках, тобто
.
За прийнятих вище розумів і нехтуванням струмом намагнічування трансформатора, який у нормальному режимі має малу величину, первині струми рівні (ІІ = ІІІ) і, отже, рівні вторинні струми (І1 = І2).
З урахуванням цього рівність (3.15) набуває вигляду
.
Таким чином, якщо схема диференціального захисту виконана правильно і трансформатори струму мають характеристики, що точно збігаються, то при проходженні через трансформатор, який захищається, струму навантаження або струму наскрізного КЗ струм у реле диференціального захисту відсутній. Отже, диференціальний захист на такі режими не реагує.
Встановлена властивість диференціального захисту є дуже важливою. З неї випливає, що оскільки диференціальний захист не реагує на КЗ на іншому обладнанні, він не вимагає витримки годині, тобто є селективним за принципом дії.
Внаслідок незбігу характеристик трансформаторів струму вторинні струми не рівні (І1 І2) і тому в реле проходити струм, який називається струмом небалансу, тобто
.
Для того, щоб диференціальний захист не подіяв від струму небалансу, його струм спрацьовування повинний бути більшим за цей струм небалансу, тобто
.
При КЗ у трансформаторі або у будь-якому іншому місці між трансформаторами струму напрямок струмів І1 і І2 зміниться на протилежний, як показано на (Рис. 3.2 б), Струмі І1 і І2 будуть проходити тепер у реле в одному напрямку і отже, будуть підсумовуватися. Таким чином, струм у реле буде дорівнювати
.
Торба струмів І1 і І2 є не чим іншим, як повним струмом КЗ
,
який проходити у місці КЗ, поділеним на коефіцієнт трансформації трансформаторів струму КТ. Під впливом цього, як правило великого, струму реле спрацьовує і вимикається трансформатор.
Ділянка, обмежена трансформаторами струму, називається зоною дії диференціального захисту.
3.5 Струмова відсічка
Як правило, на трансформаторах потужністю нижче 6 300 кВт, які працюють одиночно і трансформаторах (автотрансформаторах) потужністю нижче 4 000 кВА, які працюють паралельно, замість доладного диференціального захисту встановлюється струмова відсічка.
Дія струмової відсічки трансформатора заснована на тому ж принципі, що й струмової відсічки ліній. При КЗ на введеннях трансформатора з боку джерела живлення струм КЗ значно більший, ніж при КЗ з боку навантаження, тобто за трансформатором. Вікорістовуючи цю обставину, струм спрацьовування відсічки вибирається таким, щоб вона працювала при КЗ за трансформатором за формулою
,
де Кn - коефіцієнт надійності, який дорівнює: 1,3 1,4 для реле типу ЕТ-521 або РТ-40, що діють через проміжні реле; 1,5 1,6 для реле ІТ-80 (РТ-80);
Ікз max - максимальний струм к. з. який проходити через трансформатор при КЗ за ним;
КТ - коефіцієнт трансформації трансформаторів струму.
Чутлівість відсічки характеризується коефіцієнтом чутливості
,
де Ікз - струм к. з. при КЗ до трансформатора.
Коєфіцієнт чутливості Кч повинний бути не менше двох.
ВИСНОВКИ
Всі електроустановки обладналися пристроями релейного захисту, призначеними для відключення ділянки в колі, якщо пошкодження спричиняє за собою вихід з ладу елементу або електроустановки в цілому. Релейний захист спрацьовує і тоді, коли виникають умови, загрозливі порушенням нормального режиму роботи електроустановки. У релейному захисті електроустановок захисні функції покладені на реле, які служать для подачі імпульсу на автоматичне відключення елементів електроустановки або сигналу про порушення нормального режиму роботи устаткування, ділянки електроустановки, лінії і так далі.
Для захисту трансформатора власних потреб передбачаються захисту:
- подовжній диференціальний захист від всіх видів коротких замикань в обмотках трансформатора і на його виводах і діє на відключення трансформатора власних потреб і блоку генератор- трансформатор;
- газовий захист від внутрішньобакових пошкоджень трансформатора, що діє на сигнал і на відключення;
- максимальний струмовий захист на стороні 10 кВ з пуском по напрузі, що діє з витримками годині на відключення вимикача 6 кВ і на відключення блоку генератор- трансформатор;
- захист від перевантаження, що встановлений на стороні нижчої напруги трансформатора, діє на сигнал.
Для захисту трансформатора від коротких замикань. У обмотках і на виводах використовується подовжній диференціальний струмовий захист.
Захист є основним і діє на відключення трансформатора без витримки годині. При цьому відключаються блоковий масляний вимикач 1МВ-110кВ, генераторний масляний вимикач 2МВ-10кВ і відключаються введення робочого живлення на секції 3МВ-6кВ. Захист виконаний в трьох фазного виконання з використанням реле типу РНТ-565. Від пошкоджень усередині бака трансформатора, бака «регулятора під напругою» і пониження рівня масла передбачений газовий захист з використанням реле Ргч3-66. Захист діє на сигнал при слабкому газоутворенні і при пониженні рівня масла, а також на відключення без витримки годині при бурхливому газоутворенні.
Від струмів, обумовлених зовнішніми короткими замиканнями, передбачається максимальний струмовий захист з комбінованим пуском по напрузі. Захист діє на відключення 3МВ-6кВ з 1-ою витримкою годині і на відключення трансформатора повністю з 2-ою витримкою годині. Для захисту від струмів, що викликають перевантаження трансформатора, в осередку КРУ 6кВ встановлюється максимально струмовий захист з дією на сигнал.
СПИСОК ВИКОРИСТАННИХ ДЖЕРЕЛ:
1. Федосеев А.М. "Релейная защита электрических систем"
2. Чернобровов Н.В. "Релейная защита"
3. Таубес И.Р. "Релейная зашита мощных турбогенераторов"
4. Шабад М.А. "Защита трансформаторов распределительных сетей"
5. Шабад М.А. "Расчёт релейной защиты и автоматики распределительных сетей"
6. Кривенко В.В., Новелла В.Н. «Релейная защита и автоматика систем электроснабжения» М., «Энергоиздат», 1981
7. Крюков В.И. «Обслуживание и ремонт электрооборудования подстанций и распределительных устройств», М., «Высшая школа», 1983

Страницы: 1, 2