Мартеновское производство

 

Таблица 2.2 – Расчёт параметров дифференциальной защиты силового трансформатора

 

 

     

 

     Данная  защита обладает достаточной чувствительностью, чтобы быть использованной для силового трансформатора. 
 

2.2.2 Максимальная  токовая защита 

    Максимальная  токовая защита выполняется с использованием трёх реле тока по схеме «полной звезды», которые присоединяются к вторичным обмоткам трансформаторов тока на стороне ВН, соединённых в «треугольник».

     Ток срабатывания отстраивается от тока самозапуска нагрузки. Если принять нагрузку подстанции, как обобщённую промышленную, то: 

                           X_нагр^I = ,  (2.1) 

где X _нагр^I – сопротивление обобщённой промышленной нагрузки, отнесённое к мощности трансформатора с РПН;

Х_* = 0,35 – относительное сопротивление обобщённой промышленной нагрузки; 

X_нагр^I = = 22,2 Ом . 

     Максимальный  ток самозапуска, проходящий по регулируемой стороне ВН трансформатора с РПН: 

                   I_{сзп. ВН} = ;  (2.2)

                   I _{сзп. ВН} = = 584 А.

      

Коэффициент самозапуска нагрузки:

К_сзп = ,  (2.3)

     где I_{раб.макс} = 1,4 · I_ном.тр. = 1,4 · 209,4 = 406,5 А; 

К_сзп = = 1,44. 

Ток срабатывания защиты: 

I_сз = , (2.4) 

     где К_н = 1,2 – коэффициент надёжности отстройки;

К_в = 0,85 – коэффициент возврата для реле типа РТ-40. 

I_сз = = 1187,2 А. 

Ток срабатывания реле  

I_ср = ,  (2.5)

где  К_сх = 1,73 – при соединении трансформаторов тока в схему «треугольник»;

К_IΔ = 600/5 – коэффициент трансформации трансформатора тока. 

I_ср = = 17,1 А.

    Выдержка  времени должна обеспечить селективность  предыдущих и последующих защит, а также термическую стойкость трансформатора.

    По  условию селективности с предыдущими  защитами:

t_сз = t_прис + Δt, (2.6)

где t _прис = 1 сек – время действия максимальной токовой защиты отходящих присоединений;

Δt = 0,5 сек – принимается для расчётов;

t_сз = 1 + 0,5 = 1,5 сек.

    Проверим  чувствительность защиты по току двухфазного  короткого замыкания за трансформатором:

К_чувс = ,  (2.7)

где  I_р.мин - минимальный ток в реле защиты при коротком замыкании за трансформатором;

            I_р.мин = ;  (2.8)

I_р.мин = = 47,3 А .           К_чувс = = 2,77 > 1,5.

    Защита  достаточно чувствительна. 
 
 

2.2.3   Защита от перегрузки 
 

     Защита  устанавливается на силовых трансформаторах  со стороны питания.

     Ток срабатывания защиты отстраивается  от номинального тока: 

                          , (2.9)

где  К_н = 1,05 – коэффициент надёжности;

    К_в = 0,85 – коэффициент возврата; 

 А.

    Ток срабатывания реле:

                               , (2.10)

   где К_сх = 1,73 – коэффициент схемы; 

   

 А. 

    Выдержка  времени защиты принимается больше выдержки времени максимальной токовой защиты силового трансформатора. Следовательно, принимаем  t_сз = 5 сек.[4, 10]. 
 
 

    2.2.4 Газовая защита трансформатора 
 

    Применение  газовой защиты обязательно на трансформаторах  мощностью 6300 кВ∙А и более. Действие газовой защиты основано на том, что всякие, даже незначительные, повреждения, а также повышение нагрева внутри бака трансформатора вызывает 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 газообразовании подавался предупредительный сигнал, а при бурном газообразовании, что имеет место при коротких замыканиях, происходило отключение повреждённого трансформатора. Кроме того, газовая защита действует на сигнал и на отключение или только на сигнал при опасном понижении уровня масла в баке трансформатора.

    Газовая защита выполнена на основе газовых  реле, реагирующих на появление газа и движения масла. Газовое реле устанавливается в трубе, соединяющей кожух трансформатора с расширителем так, чтобы через тело проходил газ и поток масла, устремляющееся в расширитель при повреждениях в трансформаторе. Газовое реле способно различать степень повреждения в трансформаторе. При малых повреждениях реле дает сигнал, при больших повреждениях – производит отключение. Газовая защита РПН работает только при повреждении внутри бака РПН и только на отключение, первая ступень газового реле – сигнальная не используется.

    По  своему принципу действия газовая защита может работать при повреждениях и опасных ненормальных режимах: при появлении в кожухе трансформатора воздуха, при толчках масла, вызванных любой причиной, и механических сотрясениях, имеющих место вследствие вибрации корпуса трансформатора.

    Поэтому, для предупреждения неправильного  отключения трансформатора отключающая  цепь защиты после доливки масла  или включения нового трансформатора переводится на сигнал (на 2÷3 суток) до тех пор, пока не прекратится выделение воздуха.

    Газовая защита является наиболее чувствительной защитой трансформатора от повреждений  его обмоток и, особенно при витковых замыканиях большого числа витков, на которые МТЗ не реагирует совсем. Газовая защита поставляется в комплекте с трансформатором.

    В рассматриваемом случае принимаем  к установке газовые реле типа    РГЧЗ - 66 [10].

 

2.3 Выбор  защит кабельной линии, питающей  эксгаустер

  

       Для кабельной линии 6 кВ предусматриваются  устройства релейной защиты, действующие при многофазных замыканиях в линии и по возможности, осуществляющие резервное действие при коротких замыканиях на предыдущем участке, а также устройства защиты от замыканий на землю.

       Тип защиты от многофазных замыканий - одноступенчатая  максимальная токовая защита в двухфазном двух- или трёхрелейном исполнении. Для нереактированных линий, в случае блока «линия трансформатор», двухступенчатая максимальная токовая защита в двухфазном двух- или трёхрелейном исполнении. Применяем защиту в двухфазном трёхрелейном исполнении

       Замыкание на землю одной фазы в сетях  с изолированной нейтралью не является аварией. Потребители, включенные на междуфазные напряжения. Продолжают нормально работать. Это дает возможность выполнять защиту от замыкания на землю, действующей на сигнал. Тип защиты от однофазных замыканий на землю – максимальная токовая защита нулевой последовательности. Защита устанавливается на всех без исключения кабельных линиях и действует на сигнал за исключением тех случаев, когда по условиям техники безопасности требуется её действие на отключение. Для защиты в компенсированных сетях следует применять устройство УСЗ-2/2,в некомпенсированных сетях рекомендуется применять направленную защиту нулевой последовательности типа ЗЗП-1 или реле типа РТ-40. в данном случае применим защиту на трансформаторе тока нулевой последовательности типа  ТЗЛ-10-У3 и реле тока типа РТ – 40/02 [9, 10]. 
 
 

2.4 Расчёт  параметров защит кабельной линии, питающей эксгаустер  
 

    Исходные  данные к расчёту:

         - длина кабельной  линии – 1,3 км;

         - тип кабеля –АШВ - 3 150 мм² с I_дл.доп. = 390А;