Эксплуатация электрооборудования подстанции Новая ООО Энергосервис-Югра (стр. 2 из 9)

Sн = Sм / Кд.п · n (2.2)

Sн = 3655,9 / 1,1·2=1661,7

Выбираем 2 трансформатора типа ТМ 2500/35 кВА

Определяем коэффициент загрузки в нормальном режиме:

Кз.н = Sм / 2Sн.т (2.3)

Кз.н = 1661,7/2·2500 = 0,33

Определяем коэффициент загрузки в послеаварийном режиме:

Кз.ав = Sм / Sн.т· Кд.п (2.4)

Кз.ав = 3655,9 / 2500·1,1 = 1,32

Таблица 2.1-Технические данные трансформатора

Тип трансформатора		ТМ-2500/35
Номинальная мощность кВА		2500
Напряжение	первичное	35
	вторичное	10,5
Потери	Рх	3,9
	Рк	23,5
uк% ВН-НН		6,5
Iх, %		1
Масса полная, кг.		7200
Длина, мм.		3250
Ширина, мм.		22000
Высота полная, мм.		3000

2.3 Расчёт и выбор релейной защиты силового трансформатора

В эксплуатации могут происходить нарушения нормальных режимов работы трансформаторов, к которым относятся: прохождение через трансформатор сверхтоков при повреждении других связанных с ним элементов, перегрузка, выделение из масла горючих газов, понижение уровня масла, повышение его температуры.

Для защиты трансформаторов при их повреждении и сигнализации о нарушении нормальных режимов работы применяются следующие типы защиты:

дифференциальная – для защиты при повреждениях обмоток, вводов и ошиновки трансформаторов;

токовая отсечка мгновенного действия – для защиты трансформатора при повреждениях ошиновки, вводов и части обмотки со стороны источника питания;

газовая – для защиты при повреждениях внутри бака трансформатора, сопровождающихся выделением газа, а также при понижении уровня масла;

Для выполнения дифференциальной защиты трансформатора устанавливаются трансформаторы тока со стороны всех его обмоток. Рассмотрим принцип действия дифференциальной защиты на примере 2-х обмоточного трансформатора (рис 1).

Рис.1.1- Принцип действия дифференциальной защиты

Реле тока КА включено на разность токов, протекающих во вторичных обмотках трансформаторов.

Примем условно, что защищаемый трансформатор имеет коэффициент трансформации, равный единицы, одинаковую схему соединения обмоток и одинаковые трансформаторы тока с обеих сторон.

Тогда при прохождении через трансформатор сквозного тока нагрузки или тока к.з. при коротком замыкании вне зоны действия дифференциальной защиты, например в точке К2, ток в реле равен:

I

= I - I

При принятых выше условиях и пренебрегая током намагничивания трансформатора, который в нормальном режиме имеет малое значение, можно считать, что первичные токи равны I

- I и, значит, вторичные токи I = I . С учётом этого:

I

= I - I = 0

Поэтому дифференциальная защита на эти режимы не реагирует.

При к.з. в зоне действия дифференциальной защиты, например в точке К1 или в трансформаторе, направление токов I

и I изменится на противоположное и ток в реле станет равным:

I

= I +I

Под влиянием этого тока защита срабатывает и производит отключение повреждённого трансформатора.

Практически вследствие несовпадения характеристик трансформаторов тока вторичные токи I

, I в нормальном режиме равны и поэтому в реле проходит ток небаланса.

Производим расчет дифференциальной защиты:

Находим токи в линии на стороне высшего и низшего напряжений:

-для НН:

(3.1)

-для ВН:

(3.2)

Определяем коэффициенты трансформации:

-для ВН:

(3.3)

-для НН:

(3.4)

Находим вторичные токи в линии

-для ВН:

(3.5)

-для НН:

(3.6)

Находим расчетный ток небаланса:

(3.7)

Для того, чтобы дифференциальная защита не действовала от тока небаланса, её ток срабатывания должен быть больше этого тока.

Находим ток срабатывания защиты:

(3.8)

(3.9)

Определяем число витков:

-для первичной обмотки:

(3.10)

витков

-для вторичной обмотки:

(3.11)

витков

Определяем коэффициент чувствительности:

(3.12)

Принимаем к установке на трансформаторах ТП 35/10 кВ газовую защиту.

Действие газовой защиты основано на том, что всякие, даже незначительные, повреждения, а также повышенные нагревы внутри бака трансформатора вызывают разложение масла и органической изоляции, что сопровождается выделением газа. Интенсивность газообразования и химический состав газа зависят от характера и размеров повреждения.

Поэтому защита выполняется так, чтобы при медленном газообразования подавался предупредительный сигнал, а при бурном газообразовании, что имеет место при к.з., происходило отключение повреждённого трансформатора.

Газовая защита осуществляется с помощью газового реле, оно устанавливается между баком и маслорасширителем и имеет 2 поплавка. Нормально, когда реле заполнено маслом, поплавки всплывают и их контакты разомкнуты. При медленном газообразовании газы постепенно вытесняют масло в верхней части реле, верхней части реле, верхний поплавок, опускается и ртутные контакты замыкаются в цепи предупредительной сигнализации.

При бурном газообразовании (при к.з.) опрокидывается нижний поплавок и происходит замыкание его ртутных контактов в цепи отключения. На рис. показан принцип действия газовой защиты трансформатора

Рис. 1.2 -Принцип действия газовой защиты трансформатора

При замыкании ртутных контактов 1 газового реле Г плюс оперативного тока подаётся на катушку указательного реле У1 (сигнал персоналу). При замыкании контактов 2 плюс оперативного тока подаётся на катушку указательного реле У2 (сигнал персоналу) и на катушку промежуточного реле П, контакты 3 и 4 замыкаются и плюс оперативного тока через контакты 3 подаётся на катушку электромагнита отключения КО2, а через контакты 4 – на КО1, выключатели ВМ2 и ВМ1 отключаются, отделяя повреждённый трансформатор со стороны ВН и со стороны НН.