РНТ-565 силового понижающего трансформатора.
Исходные данные:
номинальная мощность трансформатора SТР = 16 МВ·А;
номинальные напряжения Uном.ВН = 115 кВ, Uном.НН = 11кВ;
диапазон регулирования напряжения ΔU = ±10%;
напряжения короткого замыкания uк.мин = 9,8%, uк.макс = 11,71%;
соединение обмоток по схеме Y/Δ – 11;
сопротивление системы в максимальном режиме Xс.макс = 24 Ом;
сопротивление системы в минимальном режиме Xс.мин = 26 Ом;
схема включения обмоток РНТ-565 – по рисунку 1.1, б.
~ |
Y |
Δ |
K1 |
K2 |
110 кВ |
6,6 кВ |
16 МВ·А |
Рис. 2.2.2. Расчетная схема к примеру.
1. Определим минимальное и максимальное сопротивление трансформатора и
Ом;
Ом.
2. Определим максимальный и минимальный токи, проходящие через защищаемый трансформатор на первичной стороне при КЗ между тремя фазами на шинах НН
А;
А.
3. Определим номинальные токи защищаемого трансформатора на сторонах высокого и низкого напряжений
А;
А.
4. Выбираем коэффициенты трансформации трансформаторов тока:
- на высокой стороне = 150/5;
- на низкой стороне = 2000/5.
5. Определяем вторичные номинальные токи в плечах защиты:
- на высокой стороне А;
- на низкой стороне А.
В качестве основного плеча защиты выбираем сторону с большим вторичным током (4,64 А), т.е. плечо на стороне ВН.
6. Определим первичный расчетный ток небаланса , приведенный к регулируемой стороне ВН, без учета составляющей :
А.
7. Определим ток срабатывания защиты:
- по условию отстройки от тока небаланса (формула (2.2.2))
А;
- по условию отстройки от броска намагничивающего тока (формула (2.2.3))
А
За расчетный ток срабатывания защиты принимаем наибольший, т.е.
= 185 А
8. Определим ток срабатывания реле на основной стороне (выражение (2.2.8)):
А.
9. Производится предварительная проверка чувствительности защиты. Расчетным по чувствительности является КЗ между двумя фазами на стороне низкого напряжения в точке К2 (рисунок 2.2.2) в минимальном режиме работы питающей системы. При этом ток через реле определяется в соответствии с таблицей 2.2.2:
А.
Предварительное значение коэффициента чувствительности можно определить из выражения:
Полученный коэффициент чувствительности больше требуемого согласно ПУЭ.
10. Определим число витков основной обмотки НТТ (выражение (2.2.11)):
.
Примем целое число витков = 9.
11. Число витков неосновной обмотки НТТ определим из условия баланса МДС в нормальном режиме в соответствии с выражением (2.2.12):
Примем ближайшее целое число витков = 12.
12. Определим составляющую тока небаланса , обусловленную неточностью установки на НТТ расчетных чисел витков:
13. Уточним первичный расчетный ток небаланса с учетом составляющей :
По полученному значению производим уточняющий расчет тока срабатывания защиты , тока срабатывания реле , числа витков основной обмотки НТТ , числа витков неосновной обмотки НТТ .
14. А.
15. А.
16.
Примем уточненное число витков основной стороны =9.
17.
Примем уточненное число витков неосновной стороны =12.
18. С помощью коммутатора рабочей обмотки Wр, подключенной к ТТ основной стороны, следует набрать число витков Wосн =9 (рисунок 2.2.1,б).
На коммутаторе уравнительной обмотки Wур2 необходимо набрать три витка, тогда вторичный ток неосновной стороны будет обтекать три витка уравнительной обмотки и девять витков рабочей.
19. Проверим чувствительность дифференциальной защиты, воспользовавшись выражением (2.2.14):
>2.
Поскольку коэффициент чувствительности защиты k ч =2,3>2, то рассчитанная дифференциальная защита силового понижающего трансформатора с реле РНТ-565 удовлетворяет требованию ПУЭ по чувствительности.
Задача 2.3
Для дистанционной защиты полного сопротивления от междуфазных КЗ со ступенчатым временем срабатывания, установленной на линии W1 (рисунок 2.3.1), определить уставки срабатывания первой, второй и третьей зон, времена срабатывания этих зон и графически представить характеристики согласования защит I, II и III зон. Параметры линий W1, W2, силового трансформатора Т, источников питания G1, G2, номинального напряжения линии и максимального рабочего тока на участке W1 приведены в таблице 2.3.1.
Исходные данные:
- коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления
срабатывания I зоны за счет погрешностей трансформатора напряжения и дистанционного органа;
- коэффициент, учитывающий уменьшение сопротивления срабатывания I зоны за счет погрешности трансформатора тока;
Ом/км – удельное полное сопротивление прямой последовательности;
с – ступень селективности;
- коэффициент надежности;
- коэффициент возврата реле;
- коэффициент самозапуска нагрузки;
- угол полного сопротивления линии;
- угол сдвига фаз между напряжением и током в нагрузочном режиме.
AK1 |
AK2 |
Q1 |
Q2 |
G1 |
Q3 |
W1 |
W2 |
G2 |
А |
Б |
В |
Г |
T |
Рис. 2.3.1. Схема участка сети с трехступенчатой дистанционной защитой.
Таблица 2.3.1
№ варианта | Uс.ном, кВ | L1, км | L2, км | X1А макс, Ом | X1Б мин, Ом | Uк мин, % | ΔU, % | Sтр ном, МВ∙А | Iраб макс, А |
1, 16 | 110 | 60 | 50 | 10 | 30 | 8,7 | 16 | 10 | 280 |
2, 17 | 110 | 40 | 60 | 6 | 20 | 9,59 | 16 | 40 | 260 |
3, 18 | 220 | 50 | 45 | 15 | 25 | 11,6 | 12 | 32 | 500 |
4, 19 | 150 | 70 | 50 | 12 | 26 | 10,86 | 12 | 32 | 320 |
5, 20 | 220 | 30 | 60 | 12 | 28 | 11,3 | 12 | 100 | 500 |
6, 21 | 110 | 40 | 70 | 10 | 18 | 9,8 | 16 | 16 | 220 |
7, 22 | 110 | 55 | 80 | 8 | 24 | 10,5 | 16 | 125 | 200 |
8, 23 | 150 | 100 | 80 | 12 | 16 | 11,5 | 12 | 16 | 150 |
9, 24 | 110 | 90 | 40 | 18 | 24 | 9,84 | 16 | 25 | 200 |
10, 25 | 220 | 30 | 50 | 16 | 30 | 11,6 | 12 | 63 | 600 |
11, 26 | 110 | 60 | 40 | 14 | 15 | 9,76 | 16 | 80 | 220 |
12, 27 | 150 | 70 | 60 | 9 | 22 | 10,66 | 12 | 63 | 300 |
13, 28 | 110 | 50 | 50 | 7 | 20 | 9,77 | 16 | 32 | 280 |
14, 29 | 220 | 80 | 40 | 12 | 22 | 11,6 | 12 | 100 | 400 |
15, 30 | 110 | 40 | 80 | 15 | 28 | 10,44 | 16 | 25 | 240 |
Условные обозначения величин в таблице 2.3.1:
Uс ном – номинальное напряжение сети; L1 – длина линии W1; L2 – длина линии W2; X1А макс – сопротивление генератора G1 в максимальном режиме работы; X1Б мин – сопротивление генератора G2 в минимальном режиме работы; uк мин, % - минимальное напряжение короткого замыкания трансформатора; ΔU, % - диапазон регулирования напряжения устройством РПН; Sтр ном – номинальная мощность трансформатора; Iраб макс - максимальный ток нагрузки.