Р асчет продольной дифференциальной защиты трансформатора
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4
По дисциплине «Релейная защита электроэнергетических систем» На тему Исследование дифференциальной защиты трансформаторов с РНТ-565 Специальность 5В071800 Электроэнергетика Выполнили: Жамаш А.Е. Группа Эк-15-5 Принял: асс. Жагыпаров Е. Н.
_____________ «___»____________2018__г.
\
Алматы, 2018
Лабораторная работа №3. Исследование дифференциальной защиты трансформаторов с РНТ-565
Цель работы: ознакомиться с основными требованиями, предъявляемыми к продольной дифференциальной токовой защите трансформаторов, реле РНТ-565. Изучить принцип действия, схемы выполнения и методы расчета продольных дифференциальных защит трансформаторов и исследовать режим её работы при внутренних и внешних повреждениях.
Описание стенда
Общий вид стенда представлен на рисунке 3.1. На лицевой панели стенда представлена мнемоническая схема защищаемого трансформатора, установлены два реле РНТ-565, амперметры, кнопки и ключи управления; выведены клеммы вторичных обмоток трансформаторов тока, обмоток реле и амперметра. Питание на стенд ~220 В подаётся включением автомата SF. Кнопкой SB1 включается выключатель Q, загорается сигнальная лампа HLG.
Рисунок 3.1 – Общий вид стенда
Короткие замыкания в точках К1 и К2 (внутреннее и внешнее КЗ) производится в следующем порядке: тумблерами S1-3 устанавливают вид КЗ (двух или трехфазное КЗ), ключом SA выбирают место КЗ и нажимают кнопку SB2 управления контактором КЗ, при этом загорается сигнальная лампа HLR. Время КЗ ограничивается автоматически в течение 3-5 секунд. Модель защищаемого трансформатора установлена за стендом и имеет следующие технические данные: Sном тр=1,5 кВА; U1НY=220 В; U2НD=77 В. Схема соединения обмоток Y/D-11.
Трансформаторы тока имеют коэффициенты трансформации: со стороны звезды: Кт1=10/5=2; со стороны треугольника: Кт2=20/5=4.
В н и м а н и е! Переключать тумблеры S1-3 и ключ управления SA в процессе КЗ запрещается. Включать стенд под напряжение разрешается только после проверки схемы преподавателем или учебным мастером.
Задание
1 Изучить теоретические сведения и основные требования, предъявляемые к продольной дифференциальной защите трансформаторов.
2 Познакомиться с устройством стенда, расположением и назначением аппаратов, приборов измерения и реле, необходимых для выполнения работы.
3 Ознакомиться с конструкцией реле РНТ-565 и схемами их включения.
4 Измерить токи КЗ при всех видах внешних и внутренних коротких замыканий в точках К1 и К2. 5 Рассчитать уставки реле РНТ-565 дифференциальной защиты модельного трансформатора.
6 Собрать схему ( рисунки 3.2, 3.3), установить расчетные уставки на реле РНТ-565 и исследовать работу дифференциальной защиты при КЗ в точках К1 и К2 и сделать вывод.
Рисунок 3.1 Схема соединения РНТ-565
Р асчет продольной дифференциальной защиты трансформатора
Рисунок 3.2 – Схема включения амперметров
По схеме находим токи к.з для фазы ABC, АВ, ВС, АС KTU = U1 / U2 = I1 / I2 = w1 / w2 по этой формуле находим :
Ток КЗ в максимальном режиме, приведенный к 220 кВ: Imax(220) =39.7 Ток КЗ в минимальном режиме, приведенный к 220 кВ: Imin(220) =31.4
Расчет приведен для дифференциальной защиты трансформатора Т1. Исходные данные: Т1: SНОМ.ТР. = ВА; схема соединения обмоток
U/D.
Расчет токов короткого замыкания.
Для расчета РЗ необходимо рассчитать ток К.З. (точка К.З. за трансформатором на стороне 10 кВ), приведенный к стороне 10 кВ и 110 кВ. Ток КЗ в максимальном режиме, приведенный к 77 кВ: IКЗ.МАХ77 = 14 А. Ток КЗ в максимальном режиме, приведенный к 220 кВ: IКЗ.МАХ220 = 40 А. Ток КЗ в минимальном режиме, приведенный к 77 кВ: IКЗ.MIN77 =12 А. Ток КЗ в минимальном режиме, приведенный к 220 кВ: IКЗ.MIN220 = 34.2 А. Примечание. Все расчетные данные приведены с лабораторных данных. Расчет номинальных параметров. Номинальный первичный ток высокой стороны (220 кВ) трансформатора Т1: IВН.НОМ = SНОМ.ТР. / (Ö3 ´ UВН.НОМ) = 1500 / (Ö3 ´ 220) = 4 А.
Номинальный первичный ток низкой стороны (10 кВ) трансформатораТ1:
IНН.НОМ = SНОМ.ТР. / (Ö3 ´ UНН.НОМ) = 1500 / (Ö3 ´ 77) = 14.4 А.
Выбираются коэффициенты трансформации трансформаторов тока, рекомендуется выбирать их значения в 1,5 – 2 раза больше: - со стороны высокого напряжения – IВН.НОМ =4 А, следовательно nВН.ТА
=10/5; - со стороны низкого напряжения – IНН.НОМ =14.4 А, следовательно nНН.ТА =20/5. Схема соединения обмоток трансформатора Т1 – U/D. Для выравнивания вторичных токов по фазе принимаем схему соединения трансформаторов тока со стороны высокого напряжения – D, а со стороны низкого – U. Коэффициенты схемы: КВН.СХ = Ö3, КНН.СХ = 1. Номинальные вторичные токи: iВН.НОМ = IВН.НОМ ´ КВН.СХ / nВН.ТА = 3.936 ´ Ö3 / 2 = 3.4 А; iНН.НОМ = IНН.НОМ ´ КНН.СХ / nНН.ТА = 14.4 ´ 1 / 4 = 3.6 А.
Выбирается основная сторона вторичных токовых цепей с наибольшим номинальным током: основная сторона – сторона высокого напряжения, так как 3.6>3.4. Предварительный ток срабатывания защиты с дифференциальным реле РНТ-565.
Первое условие – отстройка от броска тока намагничивания:
IСЗ = КН ´ IОСННОМ = 1,5 ´14.4 = 21.6 А , где КН = 1,5 – коэффициент надежности; IОСННОМ – номинальный первичный ток основной стороны. Второе условие – отстройка от тока небаланса:
IСЗ = КН ´ IНБ ,
где КН = 1,3 – коэффициент надежности; IНБ – ток небаланса.
IНБ = I/НБ + I//НБ ,
где I/НБ – составляющая тока небаланса, вызванная погрешностью трансформаторов тока; I//НБ – составляющая тока небаланса, вызванная работой РПН.
I/НБ = e ´ КА ´ КОДН ´ IОСНКЗ.МАХ = 0,1 ´ 1 ´ 1 ´ 14.4 = 1.4 А ,
где e = 0,1 – погрешность трансформаторов тока; КА = 1 – коэффициент апериодической составляющей; КОДН = 1 – коэффициент однотипности трансформаторов тока;
IОСНКЗ.МАХ = IКЗ.МАХ110 – максимальный ток К.З., приведенный к основной стороне. I//НБ = DUРПН ´ IОСНКЗ.МАХ = 0,16 ´ 14 = 2.24 А ,
где DUРПН = 0,16 – полдиапазона регулирования РПН.
IНБ = I/НБ + I//НБ = 2.24 +1.4 = 3.64 А. IСЗ = КН ´ IНБ = 1,3 ´ 3.64 = 4.7 А.
Из двух условий выбираем наибольший ток:
4.7< 21.6 ; IСЗ = 13.41 А.
Предварительная проверка чувствительности.
Коэффициент чувствительности:
КЧ = iР.MIN / iС.Р. ,
где iР.MIN – ток в реле при 2-х фазном К.З. за трансформатором Т1 при минимальном режиме; iС.Р. – ток срабатывания реле.
iР.MIN = 0,87 ´ IКЗ.MINОСН ´ КСХОСН / nТАОСН = 0,87 ´ 12 ´ Ö3 / 4 = 2.64 А,
где IКЗ.MINОСН = IКЗ.MIN110 – минимальный ток К.З., приведенный к основной стороне. iС.Р. = IСЗ ´ КСХОСН / nТАОСН = 21.6 ´ 1 / 4= 5.4 А. КЧ = iР.MIN / iС.Р. = 2.64 / 5.4 = 0.48.
В соответствии с ПУЭ требуется обеспечить наименьший коэффициент чувствительности не менее 2. Допускается снижение требуемой чувствитель-ности до 1,5 если это связано со значительным усложнением защиты и мощности трансформатора менее 80 МВА.
Соответственно требуемая чувствительность обеспечивается.
Определение числа витков обмоток реле РНТ-565.
Расчетное количество витков обмотки, подключенной к основной стороне защиты WОСН.РАСЧ. = FС.Р. / iС.Р. = 100 / 5.4 = 18.51 витков,
где FС.Р. = 100 ± 5 Ампер´витков – намагничивающая сила срабатывания
реле.
Полученное значение округляем до ближайшего меньшего числа. Принятое количество витков обмотки, подключенной к основной
стороне защиты: WОСН. = 18 витков. Расчетное количество витков обмотки, подключенной к неосновной стороне защиты: WНЕОСН.РАСЧ. = WОСН. ´ iОСННОМ / iНЕОСННОМ = 18 ´ 3,6 / 3,4 = 19,06витков,
где iОСННОМ = iВНОМ = 3.6 А – номинальный вторичный ток основной стороны;
iНЕОСННОМ = iННОМ = 3,4 А – номинальный вторичный ток неосновной стороны.
Округляем полученное число и получаем принятое количество витков обмотки, подключенной к неосновной стороне защиты:
WНЕОСН = 19 витков.
Уточняем ток небаланса. Составляющая тока небаланса, вызванная разностью расчетных и принятых витков обмоток реле:
I///НБ = (WНЕОСН.РАСЧ. – WНЕОСН.) ´ IОСНКЗ.МАХ / WНЕОСН.РАСЧ. = = (19,06 – 19) ´ 14 / 19,06 = 0,044 А.
Если получается отрицательное число, то берется модуль числа:
I///НБ = 0,044 А. Полный ток небаланса:
IНБ = I/НБ + I//НБ + I///НБ = 1,4 + 2,24 + 0,044= 3,68 А.
Уточняем ток срабатывания защиты:
IСЗ = КН ´ IНБ = 1,3 ´ 3,68 =4.79 А.
Сравниваем уточненный ток срабатывания защиты с его предыдущим значением:
21.65> 4.79. Ток срабатывания не увеличился, поэтому переходим к окончательной проверке чувствительности. Проверка чувствительности защиты.
Коэффициент чувствительности: КЧ = iР.MIN / iС.Р ;
iР.MIN = 0,87 ´ IКЗ.MINОСН ´ КСХОСН / nТАОСН = 0,87 ´ 12 ´ 1 / 4 = 2.61 А ; iС.Р. = FС.Р. / WОСН = 100 / 18 = 5.55 А ; КЧ = 2.61 / 5.55= 0.47 Чувствительность неудовлетворительная.
Расчет количества витков дифференциальной и уравнительной обмоток реле РНТ-565.
Число витков дифференциальной обмотки:
WДИФ = WОСН = 18 витка.
Число витков уравнительной обмотки:
WУР = WНЕОСН – WОСН =19 –18 = 1 виток.
Заключение Я ознакомилась с основными требованиями, предъявляемыми к продольной дифференциальной токовой защите трансформаторов, реле РНТ-565. Изучила принцип действия, схемы выполнения и методы расчета продольных дифференциальных защит трансформаторов и исследовала режим её работы при внутренних и внешних повреждениях.
Список литературы 1. Чернобровов Н. В., Семенов В. А. Релейная защита энергетических систем: Учебное пособие для техникумов. – М.1998 – 800 с 2. М.В.Башкиров, М.А.Тергеусизова. РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ. Методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов всех форм обучения специальности 5В071800 – Электроэнергетика
Популярное: Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение... Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (234)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |