Вопрос №76. Опишите виды испытаний силовых трансформаторов после ремонта.

Все трансформаторы, прошедшие ремонт, подвергают контрольным испытаниям в соответствии с установленными нормами. Целью испытаний является проверка качества ремонта, правильности сборки и соответствия технических характеристик собранного трансформатора требованиям стандарта.

Контрольным испытаниям подвергают каждый выпускаемый из ремонта трансформатор.

Типовым испытаниям подвергают трансформаторы, при ремонте которых были внесены какие-либо изменения параметров: напряжение, тип обмотки, марка провода и т. п.

Трансформаторы испытывают в собранном виде с установленными на них деталями и узлами, которые могут оказать влияние на результаты испытаний. Все полученные результаты заносят в паспорт трансформатора. После капитального ремонта без смены обмоток допускается не определять ток холостого хода, не проверять группы соединений и коэффициенты трансформации.

          После капитального ремонта трансформаторов проводят:

1) Трансформаторы прошедшие капитальный ремонт с полной или частичной заменой обмоток или изоляции подлежат сушке независимо от результатов измерений.

2) Измерение сопротивления изоляции обмоток – измеряется мегомметром на U=2500В. Проводится как до ремонта, так и перед его окончанием.  

Масляные до 35кВ – при tобм.=20 ° - 300 МОм; tобм.=30 ° - 200 МОм; tобм.=60 ° - 60 МОм.

Сухие более 1кВ до 6кВ – при tобм.=20 ° - 300 МОм; tобм.=30 ° - 300 МОм.

Сухие более 6кВ – при tобм.=20 ° - 500 МОм; tобм.=30 ° - 500 МОм

Измерение изоляции производят, как между НН и ВН, так и между баком и НН,ВН.

В процессе эксплуатации допускается проводить измерение так же по зонам изоляции с подсоединением вывода «экран» мегомметра к свободной обмотке или баку.

3) Измерение коэффициента абсорбции – отношение (R60/R15) должно быть более 1,3.

Замер производится на каждом этапе измерения Rиз обмоток.

4) Испытание электрической прочности главной изоляции обмоток до 35кВ повышенным напряжением промышленной частоты:

Подается промышленное напряжение частотой 50Гц на исследуемые обмотки трансформатора в течение 1 минуты: 6кВ – 21,3кВ4 10кВ – 29,8кВ; 35кВ – 72,3кВ.

5) Измерение сопротивления обмотки постоянному току – измерение сопротивления по всем фазам не должны отличаться более, чем на 2% (мостом постоянного тока);

6) Проверка коэффициента трансформации (k) – производится на всех ступенях переключателя. Отклонение по фазам не должны различаться более чем на 2%;

7) Испытание бака трансформатора на герметичность позволяет проверить доброкачественность уплотнений. Эту проверку проводят избыточным давлением, создаваемым путем установки на баке трубки с воронкой, заполненной чистым сухим маслом. При этом трансформатор должен быть полностью собран, а его дыхательные отверстия закрыты. Высота масляного столба должна равняться 1,5 - 1,6 м. Длительность испытания 3 ч, t масла в баке трансформатора не ниже 10°С. Считается, что трансформатор выдержал испытание, если не обнаружено течи масла в сварных швах бака и расширителя, в местах уплотнений, в спускном кране и отверстиях для болтов и изоляторов. Устранять течь в период испытания не разрешается.

8) Испытание трансформаторного масла – испытание на электрическую прочность (пробой и электрические потери).

Вопрос №77. Опишите релейную защиту блока «кабельная линия-трансформатор 10/0,4 кВ», назначение, виды защит, работу схемы.

 

	Вид РЗА	Назначение	Действие	Примечание
1	Токовая отсечка (МТЗ I ст), реле КА 1 и КА 2	Для защиты обмоток ВН трансформатора и питающего кабеля от воздействия межфазных токов КЗ	На отключение без выдержки времени
2	МТЗ II ст., Реле КА 3 и КА 4	Для защиты обмоток ВН и НН трансформатора и питающего кабеля от воздействия межфазных токов КЗ и термического воздействия токов перегрузки	На отключение с минимальной выдержкой времени	Время выбирается по условиям селек-тивности с после-дующей и преды-дущей защитами
3	МТЗ III ст.	Для защиты от токов перегрузки	На сигнал с выдержкой времени	На трансформа-торах S≥ 0,4МВА и более, выдержка времени отстраи-вается от времени пуска ЭД
4	ОЗЗ, реле КА	От однофазных замыканий на землю в обмотках ВН и питающем кабеле	На отключение с выдержкой времени до 0,5 с

При повороте ключа SA в положение вкл. замыкаются его контакты 5-7 и напряжение подается на контактор включения КМ. КМ замыкает свои контакты в цепи питания электромагнита включения YAC. Выключатель включается, при этом блок-контакт КБО высоковольтного выключателя в цепи отключения выключателя замыкается, а КБВ в цепи включения выключателя – размыкается и напряжение с катушки КМ снимается, а выключатель находится во включенном состоянии за счет удерживающей механической защелки;

1. При межфазном, например, 3-х фазном КЗ в обмотке ВН трансформатора или питающем кабеле токи в поврежденных фазах резко возрастают, соответственно возрастают и вторичные токи в ТТ поврежденных фаз. При достижении тока величины уставки реле КА1, КА2 токовой отсечки (МТЗ 1 ступени) они мгновенно срабатывают и замыкают свои контакты 1-3 КА1, КА2 в цепи выходного промежуточного реле KL. От потребляемого KL тока срабатывает указательное реле KH2 «Токовая отсечка». КL мгновенно замыкает свои контакты 3-4 КL1 в цепи питания электромагнита отключения YAT и выключатель отключается. Схема снова готова к включению (для упрощения понимания работы схемы в данном пункте срабатыванием реле КА3 и КА4 МТЗ II ступени пренебрежем);

2. При межфазном КЗ в питающем кабеле, в обмотках ВН и НН трансформатора, при перегрузке трансформатора, а также однофазном КЗ на стороне НН трансформатора токи в поврежденных фазах резко возрастают, соответственно возрастают и вторичные токи в ТТ поврежденных фаз. При достижении тока величины уставки МТЗ 2 ступени реле КА3, КА4 мгновенно срабатывают и замыкают свои контакты 1-3 КА3, КА4 в цепи выходного реле времени KТ. Через определенное время срабатывания МТЗ (если токовая отсечка из-за недостаточной величины тока не среагировала и не отключила трансформатор) КТ замыкает свой контакт 3-5 КТ в цепи питания электромагнита отключения YAT и выключатель отключается. От потребляемого YAT тока срабатывает указательное реле KH1 «МТЗ». Схема снова готова к включению;

3. При однофазном замыкании на землю в обмотке ВН трансформатора или питающем кабеле через поврежденную фазу на землю начинает протекать ток, соответственно во вторичной обмотке трансформатора тока нулевой последовательности 2ТА также протекает ток и при достижении уставки токового реле КА оно сработает и замкнет свой контакт 1-3 в цепи указательного реле КН. Таким образом, в данной схеме защита выполнена с действием на сигнал.

 

Вопрос №78. Опишите релейную защиту высоковольтного электродвигателя насосного агрегата, виды защит, назначение, работу схемы.

№	Вид РЗА, исполнительный орган на схеме	Назначение	Действие	Примечание
1	Токовая отсечка (МТЗ Iст), реле КА1 и КА2	Для защиты обмоток статора и питающего кабеля от воздействия межфазных токов КЗ	На отключение ЭД без выдержки времени	При мощности ЭД до 5000кВт
	Продольная дифференциальная защита			При мощности ЭД 5000кВт и выше
2	Перегруз (МТЗ III ст.), реле КА3	Для защиты обмоток статора и питающего кабеля от термического воздействия токов перегрузки	На отключение ЭД с выдержкой времени	Чем больше мощность ЭД, тем больше время срабатывания защиты
3	ОЗЗ, реле КА	От однофазных замыканий на землю в обмотках статора и питающем кабеле	На отключение ЭД с выдержкой времени до 0,5 с	Выдержка времени определяется исходя из условий отстройки от переходных процессов
4	ЗМН II ступень, реле КL	Обеспечивает условие для запуска технологического АВР	На отключение ЭД с выдержкой времени 6 с.
		Предотвращает одновременный самозапуск электродвигателей после восстановления напряжения на СШ
5	От несимметричного режима работы	Предотвращает работу ЭД в несимметричном режиме и при «обрыве фазы»	На отключение ЭД с выдержкой времени	Выдержка времени определяется по указаниям завода-изготовителя ЭД
6	АЧР, реле KL4	Разгружает энергосистему в случае ее перегрузки	На отключение ЭД с выдержкой времени	Выдержка времени зависит от глубины и скорости падения частоты напряжения

Описание работы схемы (рисунок 3.8.38). При наличии сигнала на включение электродвигателя: замыкаются 1-3 контакты КИП и напряжение подается на контактор включения КМ. КМ замыкает свои контакты в цепи питания электромагнита включения YAC. Выключатель включается, при этом блок-контакт КБО высоковольтного выключателя в цепи отключения выключателя замыкается, а КБВ в цепи включения выключателя – размыкается и напряжение с катушки КМ снимается, а выключатель находится во включенном состоянии за счет удерживающей механической защелки. При включении также замыкается блок-контакт выключателя Q1 в цепи УРОВ;

1. При межфазном, например, 3-х фазном КЗ в обмотках статора или питающем кабеле ЭД токи в поврежденных фазах резко возрастают, соответственно возрастают и вторичные токи в ТТ поврежденных фаз. При достижении тока величины уставки реле КА1, КА2 токовой отсечки (МТЗ 1 ступени) реле мгновенно срабатывают и замыкают свои контакты 1-3 КА1, КА2 в цепи выходного промежуточного реле KL1. От потребляемого KL1 тока срабатывает указательное реле KH2 «Токовая отсечка». КL 1 мгновенно замыкает свои контакты 3-4 КL1 в цепи питания электромагнита отключения YAT и выключатель отключается. Одновременно КL1 размыкает свой контакт 1-2 КL1 в цепи включения выключателя 1-3 КИП и тем самым блокирует дистанционный запуск ЭД, например, от МПСА. Одновременно КL1 встает на «самоподхват», замыкая свой контакт 5-6 КL1 и удерживается в сработавшем положении, пока ДЭМ не нажмет на кнопку деблокировки SBT. Одновременно своим контактом 7-8 KL1 подает напряжение на обмотку поляризованного реле фиксации положения выключателя KQQ, оно срабатывает и запускает схему сигнализации аварийного отключения ЭД;

2. При перегрузке ЭД токи во всех трех фазах возрастают и при достижении тока величины уставки реле КА3 «Перегруз» (МТЗ 3 ступени) оно мгновенно срабатывает и замыкает свой контакт 1-3 КА3 в цепи реле времени КТ. Через определенное время срабатывания защиты (если перегрузка не устранилась) КТ замыкает свой контакт 3-5 КТ в цепи выходного промежуточного реле KL1. От потребляемого KL1 тока срабатывает указательное реле KH1 «Перегруз». КL1 замыкает свои контакты 3-4 КL1 в цепи питания электромагнита отключения YAT и ЭД отключается. Одновременно КL1 размыкает свой контакт 1-2 КL1 в цепи включения выключателя 1-3 КИП и тем самым блокирует дистанционный запуск ЭД, например, от МПСА. Одновременно КL1 встает на «самоподхват», замыкая свой контакт 5-6 КL1 и удерживается в сработавшем положении, пока ДЭМ не нажмет на кнопку деблокировки SBT. Одновременно своим контактом 7-8 KL1 подает напряжение на обмотку поляризованного реле фиксации положения выключателя KQQ, оно срабатывает и запускает схему сигнализации аварийного отключения ЭД;

4. При однофазном замыкании на землю в обмотках статора или питающем кабеле ЭД через поврежденную фазу на землю начинает протекать ток, соответственно во вторичной обмотке трансформатора тока нулевой последовательности 2ТА также протекает ток и при достижении уставки токового реле КА оно сработает и замкнет свой контакт 1-3 в цепи выходного промежуточного реле KL1. От потребляемого KL1 тока срабатывает указательное реле KH3 «Земляная защита». КL 1 мгновенно замыкает свои контакты 3-4 КL1 в цепи питания электромагнита отключения YAT и ЭД отключается. Одновременно КL1 размыкает свой контакт 1-2 КL1 в цепи включения выключателя 1-3 КИП и тем самым блокирует дистанционный запуск ЭД, например, от МПСА. Одновременно КL1 встает на «самоподхват», замыкая свой контакт 5-6 КL1 и удерживается в сработавшем положении, пока ДЭМ не нажмет на кнопку деблокировки SBT. Одновременно своим контактом 7-8 KL1 подает напряжение на обмотку поляризованного реле фиксации положения выключателя KQQ, оно срабатывает и запускает схему сигнализации аварийного отключения ЭД;

5. При понижении (исчезновении) напряжения на обмотке статора ниже критического уровня (уставки ЗМН) с выдержкой времени 6 с. срабатывает ЗМН II ступени (см. рисунок 3.8.31) и по шинке +ШМН подается напряжение на выходное промежуточное реле KL. Реле KL замыкает свой контакт 3-4 напрямую в цепи питания электромагнита отключения YAT и ЭД отключается. Поскольку ЗМН срабатывает при нарушении электроснабжения ЭД и ее срабатывание не связано с повреждением ЭД, МПСА НППС (диспетчер, оператор НППС) может дистанционно запустить ЭД при восстановлении номинального напряжения;

6. При понижении частоты напряжения питающей электросети ниже критического уровня (уставки АЧР) с выдержкой времени срабатывает АЧР и по шинке +ШАЧР подается напряжение на выходное промежуточное реле KL4. Реле KL4 замыкает свой контакт 3-4 напрямую в цепи питания электромагнита отключения YAT и ЭД отключается. Накладкой XB1 ДЭМ может вывести АЧР при необходимости;

7. Отключение от защит возбудительного устройства осуществляется «сухим» контактом выходного реле (в схеме обозначен «ВТЕ»). При наличии сигнала на отключении ЭД со стороны возбудительного устройства напряжение через контакт выходного реле поступает на выходное промежуточное реле KL1. От потребляемого KL1 тока срабатывает указательное реле KH5 «ВТЕ». КL1 мгновенно замыкает свои контакты 3-4 КL1 в цепи питания электромагнита отключения YAT и выключатель отключается. Одновременно КL1 размыкает свой контакт 1-2 КL1 в цепи включения выключателя 1-3 КИП и тем самым блокирует дистанционный запуск ЭД, например, от МПСА. Одновременно КL1 встает на «самоподхват», замыкая свой контакт 5-6 КL1 и удерживается в сработавшем положении, пока ДЭМ не нажмет на кнопку деблокировки SBT. Одновременно своим контактом 7-8 KL1 подает напряжение на обмотку поляризованного реле фиксации положения выключателя KQQ, оно срабатывает и запускает схему сигнализации аварийного отключения ЭД;

7. При наличии сигнала на отключение электродвигателя этот сигнал одновременно поступает на шинку УРОВ и далее на реле времени УРОВ вышестоящего выключателя ввода (МСВВ). УРОВ начинает отсчет времени и если по истечении времени уставки УРОВ выключатель не отключиться (блок-контакт Q1 не разомкнется), УРОВ даст сигнал на отключение вышестоящего выключателя ввода (СВ). Накладкой XB2 ДЭМ может вывести УРОВ при необходимости;

8. Защита от несимметричной работы (на схеме не приводится, т.к. осуществляется с помощью микропроцессорных терминалов). Она реагирует на неравенство токов в обмотках статора двигателя (несимметрию). Время срабатывания защиты зависит от величины возникшей несимметрии: при величине несимметрии, равной уставке, время срабатывания может составлять несколько секунд, а при обрыве одной фазы – не более 1 с.

Данная характеристика (зависимость времени отключения от несимметрии) должна быть предоставлена заводом-изготовителем электродвигателей. МП РЗА в свою очередь должна обладать возможностью ввода данной интегральной характеристики в цифровой терминал.

 

 

Вопрос №79. Опишите продольную дифференциальную защиту, назначение, принцип работы, зону действия, работу схемы.

Продольная дифференциальная защита на объектах ОСТ применяется для защиты от воздействия токов коротких замыканий силовых трансформаторов (автотрансформаторов) мощностью свыше 4000-6300кВА, электродвигателей мощностью 5000кВт и более, вводных токопроводов (ВЛ) и вводных кабельных линий ЗРУ путем отключения поврежденного участка без выдержки времени. Причем, отключение, кроме двигателей, происходит с двух сторон, т.е. дифференциальная защита (дифзащита) дает команду на отключение выключателей одновременно в начале и в конце защищаемого объекта.

Принцип действия продольной дифзащиты основан на сравнении величин и фаз токов, протекающих в начале и в конце защищаемого объекта. Для этого в начало и в конец защищаемой зоны устанавливают по комплекту трансформаторов тока (ТТ), вторичные обмотки которых соединяются в определенную схему и связаны кабелем связи. В качестве исполнительных реле применяются специальные токовые дифференциальные реле РНТ-565, ДЗТ-11 или используются микропроцессорные терминалы с функцией дифзащиты: БМРЗ ДА, Sepam 80 и др.

Чтобы дифзащита надежно работала при защите электродвигателей, ЛЭП, необходимо чтобы трансформаторы тока обоих комплектов имели одинаковые технические характеристики, а цепи дифзащиты должны быть подключены к одинаковым вторичным обмоткам трансформаторов тока, например Д, 10Р.

Принцип действия продольной дифзащиты разберем на примере схемы продольной дифференциальной защиты электродвигателя.

В нормальном режиме работы эл. двигателя (при отсутствии КЗ), а также в режиме перегрузки вторичные токи, протекающие в схеме от первых (1 ТА) и вторых (2 ТА) комплектов трансформаторов тока направлены в обмотках реле КА фА и КА фС встречно, т.е. по фазе они отличаются на 180 о. Так как эти токи равны по величине, то результирующие токи, протекающие через реле КА фА и КА фС будут равны нулю, точнее току небаланса (Iнб). Iнб обусловлен неравномерностью характеристик трансформаторов тока, наличием переходных сопротивлений в токовых вторичных цепях.

При межфазном КЗ (на рисунке приведен пример КЗ между фазами В и С) первичные токи в поврежденных фазах В и С резко возрастают и устремляются в точку КЗ, соответственно возрастают и вторичные токи в трансформаторах тока, установленных на поврежденной фазе С. Но вторичный ток от трансформатора тока 1ТАфС, установленного в начале, не меняет своего направления, а от трансформатора тока 2ТАфС, установленного в конце (в звезде) изменяет свое направление на противоположное (т.к. направление первичного тока I1фC изменилось). В результате через рабочую обмотку реле КА фС протекают уже два резко возросших одинаково направленных тока I12фC и I22фC. Реле КА фС срабатывает и дает команду на отключение высоковольтного выключателя

Преимущества продольной диф. защиты (по сравнению с токовой отсечкой):

высокая чувствительность (Iсз может быть даже меньше номинального тока ЭУ);

стопроцентная селективность (избирательность);

высокое быстродействие

Недостатки:

высокая стоимость;

наличие токового кабеля связи (ограниченная по длине зона защиты);

возможность ложного срабатывания при обрыве токового кабеля связи.

Следует отметить, что наличие токового кабеля связи является основным недостатком дифзащиты. С увеличением длины защищаемого участка и, соответственно, увеличением длины кабеля связи возрастает его сопротивление, что увеличивает нагрузку на трансформаторы тока. Вследствие чего ТТ могут выйти из строя или не обеспечить надежное срабатывание защиты.

 

Вопрос №80. Опишите максимальную токовую защиту, токовую отсечку, их назначение, принцип работы и условия применения.

На объектах ОСТ в ЗРУ в настоящее время применяется МТЗ, подразделяющаяся на 3 ступени: первая ступень МТЗ (I >>>) носит название «токовая отсечка»; вторая ступень МТЗ (I >>) - это «обыкновенная» МТЗ и третья ступень МТЗ (I >) - защита от перегруза.

1 Токовая отсечка (ТО) или МТЗ I ступень обеспечивает быстрое отключение места КЗ. Применяется в сетях с изолированной нейтралью для защиты от воздействия токов межфазных КЗ ЛЭП, трансформаторов небольшой мощности (до 4000 кВА) и высоковольтных электродвигателей мощностью до 5000 кВт путем отключения без выдержки времени.

Селективность ТО достигается не выдержкой времени, а ограничением зоны ее действия. Для этого ток срабатывания защиты отстраивается (должен быть больше) не от максимального тока нагрузки, а от тока при трехфазном КЗ в максимальном режиме системы в конце защищаемой зоны. Однако при установке ТО для защиты электродвигателя Iсзто отстраивается (должен быть больше) от пускового тока электродвигателя (для исключения ложного срабатывания ТО на отключение электродвигателя при его пуске.

Так как ТО защищает только от межфазных КЗ, поэтому она, как правило, применяется совместно с МТЗ, в этом случае такая защита носит название двухступенчатой МТЗ. Схема двухступенчатой МТЗ на электромеханических реле приведена на рисунке 3.8.26 и разбирается ниже.

2 МТЗ II ступень применяется для защиты электрооборудования и электросети от токов короткого замыкания и токов перегрузки. Отличается от токовой отсечки способом выбора тока срабатывания защиты и наличием небольшой выдержки времени (от 0,3 до 1,5 с). Выдержка времени необходима для обеспечения селективности двух смежных МТЗ. Селективность действия смежных МТЗ II ступени достигается путем согласования их срабатывания во времени по ступенчатому принципу. Величина ступени Δt выбирается такой, чтобы при КЗ в точке К1 2 МТЗ II ст. не успела сработать (см. рисунок 3.8.25). Как правило, у аналоговых защит с независимой время-токовой характеристикой Δt =0,5 с, у цифровых терминалов Δt может достигать 0,2 с.

Время срабатывания МТЗ II ступень зависит от типа время-токовой характеристики МТЗ. К.п. на объектах ОСТ в ЗРУ применяется МТЗ II ступень с независимой время-токовой характеристикой. Данная характеристика имеет всегда постоянное время срабатывания защиты, которое не меняется в зависимости от кратности превышения тока, по отношению к уставке защиты.