Максимальний струмовий захист трансформаторів

Другим ступенем захисту трансформатора є максимальний струмовий захист (МСЗ), струм спрацювання якого вибирають за максимальним робочим струмом трансформатора , аналогічно як і для МСЗ повітряної лінії:

 

. (8.6)

 

Витримку часу МСЗ узгоджують з витримкою часу захистів приєднань, що відходять від трансформатора (повітряних ліній):

, (8.7)

 

де – найбільша витримка часу захисту приєднаних до трансформатора повітряних ліній, с.

 

Струм спрацьовування реле МСЗ трансформатора:

 

.

Уставка струму спрацьовування реле МСЗ:

 

.

Чутливість МСЗ перевіряється за струмом при короткому замиканні з боку нижчої напруги:

 

(8.8)

 

де – мінімальне значення струму к.з. (струм двофазного к.з. на шинах нижчої напруги трансформатора, ), А.

 

Робота цього захисту як резервного перевіряється при короткому замиканні в кінці елементів, приєднаних до шин нижчої напруги трансформатора (при цьому бажано мати к _ч ³ 1,5).

На знижувальних трансформаторах 35…110/6…10 кВ частіше за все використовують два комплекти МСЗ – один на стороні живлення, другий, із меншою витримкою часу, – зі сторони вводу 10 кВ. Допускається встановлювати один захист зі сторони живлення трансформатора із двома витримками часу – із меншою на відключення вимикача вводу 10 кВ.

Час спрацьовування МСЗ трансформатора вибирають аналогічно як і для МСЗ ліній. В даному випадку на стороні живлення приймають час спрацьовування захисту на ступінь більшим у порівнянні із часом захисту вводу 10 кВ.

Для захисту трансформаторів не рекомендується використовувати схему з’єднання трансформаторів струму за схемою на різницю струмів двох фаз, так як за певних умов схема може не спрацювати взагалі.

ЛІТЕРАТУРА

 

2. с. 359-360; 3 с.381-384; 5 с.314-320; 6 с.348-350; 7 с.274-278;
8 с.250-255; 9 с. 316-330; 10 с.204-212; 11 с.228-232; 12 с.168-170.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

1. Призначення релейного захисту?

2. Які вимоги ставляться до релейного захисту?

3. Які типи реле застосовуються для релейного захисту?

4. Перелічить основні види пошкоджень трансформаторів.

5. Які аварійні режими виникають при роботі силових трансформаторів?

6. Як захищаються силові трансформатори від аварійних режимів?

7. Що таке струмова відсічка трансформатора і як вона реалізується?

8. Як вибирають параметри спрацювання струмової відсічки трансформатора?

9. Що таке максимальний струмовий захист трансформатора і як він реалізується?

10. Як вибирають параметри спрацювання максимального струмового захисту трансформатора?

11. Як вибирають параметри спрацювання захисту трансформатора від перевантаження?

12. Який захист і чому є основним для силового трансформатора?

13. З якою метою визначають коефіцієнт чутливості захисту?

14. Призначення і принцип дії газового захисту?

ЗАДАЧА 8.1

Розрахувати струмову відсічку та максимальний струмовий захист трансформатора (рисунок 8.1). Потужність трансформатора 110/10 кВ
S_н.тр = 4000кВА. Вихідні дані для розрахунку наведені на рисунку 8.1.

 

Рисунок 8.1 – Схема релейного захисту о трансформатора.

РОЗВ’ЯЗАННЯ:

1. Приймаємо дворелейну схему захисту зі з’єднанням трансформаторів струму в «неповну зірку» (k_cх = 1) із реле РТ – 40 (рисунок 8.1).

 

2. Вибираємо розрахункову точку к.з. – зовнішнє к.з. у точці К_1.

3. Визначаємо максимальний струм з боку встановлення відсічки при зовнішньому короткому замиканні:

. А.

4. Вибираємо струм спрацьовування захисту. Він повинен відстроюватися від зовнішніх к.з. та з урахуванням можливих кидків струму намагнічування:

а) . А;

б) ; А.

Для подальших розрахунків приймаємо А.

 

5. Вибираємо струм спрацьовування реле відсічки:

А.

Обираємо уставку та виконання реле. Реле РТ – 40/20. Приймаємо уставку І_у.р.СВ = 14 А. З’єднання обмоток реле – паралельне.

6. Уточнене значення струму спрацьовування відсічки:

А.

7. Виконуємо перевірку чутливості захисту. Перевіряємо чутливість відсічки за струмом при к.з. у місці встановлення захисту:

 

.

 

Умова виконується.

ЗАДАЧА 8.2 (самостійно)

 

Розрахувати струмову відсічку та максимальний струмовий захист силового трансформатора 35/10 кВ (рисунок 8.2). Потужність трансформатора , кВА, струм трифазного к.з. в точці К1 , А, струм трифазного к.з. в точці К2 , А. Вихідні дані для розрахунку за варіантами наведено в таблиці 8.1.

 

 

Рисунок 8.2 – Схема релейного захисту силового трансформатора.

 

 

Таблиця 8.1 – Вихідні дані для розрахунку

Варіант	, кВА	,кА	, кА
				30/5
				50/5
				75/5
				100/5
				150/5
				200/5
				30/5
				50/5
				75/5
				100/5
				150/5
				200/5
				30/5
				50/5
				75/5
				100/5
				150/5
				200/5
				30/5
				50/5
				75/5
				100/5

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. Единая система конструкторской документации. Общие требования к текстовым документам: ГОСТ 2.105-95. – [введен в Украине с 1997–07–01]. – Минск.: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 2001. –25с. – (Межгосударственный стандарт).

2. Коваленко О.І. Основи електропостачання сільського господарства: Навчальний посібник / О.І. Коваленко, Л.Р. Коваленко, В.О. Мунтян, І.П. Радько. – Мелітополь: ТОВ «Видавничий будинок ММД», 2011. – 462с.

3. Козирський В.В. Електропостачання агропромислового комплексу: Підручник / В.В. Козирський, В.В.Каплун, С.М.Волошин. – Київ: «Аграрна освіта», 2011. – 448с.

4. Правила устройства электроустановок. – Х.: Издательство «ИНДУСТРИЯ», 2007. – 416с.

5. Будзко И. А. Электроснабжение сельского хозяйства: (Учебники и учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений) / И.А. Будзко, Н.М. Зуль. – М.: Агропромиздат, 1990. – 496 с.

6. Будзко И. А. Электроснабжение сельского хозяйства: (Учебники и учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений) / И.А. Будзко, Т.Б. Лещинская, В.И. Сукманов. – М.: Колос, 2000. – 536 с.

7. Притака І.П. Електропостачання сільського господарства – 2-е вид. перероб. та доп./І.П. Притака. - К.: Вища школа. Головне вид-во, 1983.– 343с.

8. Притака І.П. Електропостачання сільського господарства /
І.П. Притака, В.В. Козирський. – К.: Урожай, 1995.– 304с.

9. Єрмолаєв С.О. Проектування систем електропостачання в АПК/ С.О. Єрмолаєв, В.Ф. Яковлєв, В.О. Мунтян та ін. – Мелітополь: Люкс, 2009. – 568 с.

10. Практикум по электроснабжению сельского хозяйства / под ред. И.А. Будзко. – М.: Колос, 1982. – 319с.

11. Каганов И. Л. Курсовое и дипломное проектирование / И.Л. Каганов. – М.: Агропромиздат, 1990. – 351с.

12. Харкута К.С. Практикум по электроснабжению сельского хозяйства: (Учебники и учеб. пособия для учащихся техникумов) / К.С. Харкута, С.В. Яницкий, Э.В. Ляш. – М.: Агропромиздат, 1992. – 223с.

13. Довідник сільського електрика. – 3-є видання, перероб. і доповн./ за ред. В.С. Олійника. – К.: Урожай, 1989. – 264с.

14. Неклепаев Б.Н. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учебное пособие для ВУЗов. – 4-е издание перераб. и доп. / Б.Н. Неклепаев, И.П.Крючков. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 608с.

Додаток А

Таблиця А.1 – Економічні інтервали навантаження силових

трансформаторів ТП 10/0,4 кВ

 

Вид навантаження	Номінальна потужність трансформатора, кВА
Виробниче	до 45	46-85	86-125	126-160	161-320	321-355	356-620	621-630
Комунально-побутове	до 45	46-75	76-120	121-150	151-315	316-345	346-630	631-840
Змішане	до 50	51-85	86-115	116-150	151-295	296-330	331-565	556-755

 

Таблиця А.2 – Коефіцієнт допустимих систематичних навантажень трансформаторів 10/0,4 кВ

 

Вид навантаження	Sн.тр, кВА	tn.m, °С	kc.m	a×10^–2, 1/°С
Виробниче	до 63 100 і більше	–10	1,65 1,59	0,92
Комунальне	до 63 100 і більше	–10	1,68 1,65	0,90
Житлові будинки	до 63 100 і більше	–10	1,70 1,68	0,98
Змішане навантаження	до 63 100 і більше	–10	1,58 1,77	1,0

 

Додаток В

Таблиця В.1 – Інтервали економічних навантажень для основних та додаткових перерізів проводів ПЛ 0,38 кВ (для усіх матеріалів опор)

 

Інтервал потужності, кВА	Марки та переріз основних проводів	Розрахункове навантаження, кВА	Марка та переріз додаткових проводів	Інтервал потужності, кВА	Марки та переріз основних проводів	Розрахункове навантаження, кВА	Марка та переріз додаткових проводів
ОЖЕЛЕДЬ 5 мм	ОЖЕЛЕДЬ 10 мм
0 - 3,1	А16+А16		2А16+А16	0 - 3,1	А16+А16		2А16+А16
			3А16+А16				3А16+А16
			3А25+А25				3А25+А25
			2А16+А16				2А16+А16
			3А16+А16				3А16+А16
			3А25+А25				3А25+А25
			2А16+А16				2А16+А16
			3А16+А16				3А16+А16
			3А25+А25				3А25+А25
3,1 - 5,6	2А16+А16	3,5	3А16+А16	3 - 5,8	2А16+А16	3,5	3А16+А16
			3А25+А25				3А25+А25
			3А35+А35				3А35+А35
		4,5	3А16+А16			4,5	3А16+А16
			3А25+А25				3А25+А25
			3А35+А35				3А35+А35
		5,5	3А16+А16			5,5	3А16+А16
			3А25+А25				3А25+А25
			3А35+А35				3А35+А35
5,6 - 8	3А16+А16	6,0	3А25+А25	5,8 - 13,5	3А16+А16	7,0	3А25+А25
			3А35+А35				3А35+А35
		7,0	3А25+А25				3А50+А50
			3А35+А35			11,0	3А25+А25
		8,0	3А25+А25				3А35+А35
			3А35+А35				3А50+А50
8 - 20,5	3А25+А25	9,0	3А35+А35			13,5	3А25+А25
			3А50+А50				3А35+А35
		12,0	3А35+А35				3А50+А50
			3А50+А50	13,5 - 25,4	3А25+А25	14,0	3А35+А35
		18,0	3А35+А35				3А50+А50
			3А50+А50			18,0	3А35+А35
		20,5	3А35+А35				3А50+А50
			3А50+А50			20,0	3А35+А35
20,5 - 26,4	3А35+А35	22,0	3А50+А50				3А50+А50
		24,0	3А50+А50			25,4	3А35+А35
		26,0	3А50+А50				3А50+А50
понад 26,4	3А50+А50		3А50+А50	понад 25,4	3А50+А50		3А50+А50

Продовження додатку В

Продовження таблиці В.1

ОЖЕЛЕДЬ 15 мм	ОЖЕЛЕДЬ 20 мм
0 - 6,6	А25+А25		2А25+А25	0 - 4,4	А25+А25		2А25+А25
			3А25+А25				3А25+А25
			3А35+А35				3А35+А35
			2А25+А25				2А25+А25
			3А25+А25				3А25+А25
			3А35+А35				3А35+А35
			2А25+А25				2А25+А25
			3А25+А25				3А25+А25
			3А35+А35				3А35+А35
			2А25+А25				2А25+А25
			3А25+А25				3А25+А25
			3А35+А35				3А35+А35
			2А25+А25	4,4 - 13	2А25+А25		3А25+А25
			3А25+А25				3А35+А35
			3А35+А35				3А50+А50
6,6 - 11,8	2А25+А25		3А25+А25				3А25+А25
			3А35+А35				3А35+А35
			3А50+А50				3А50+А50
			3А25+А25				3А25+А25
			3А35+А35				3А35+А35
			3А50+А50				3А50+А50
			3А25+А25				3А25+А25
			3А35+А35				3А35+А35
			3А50+А50				3А50+А50
			3А25+А25				3А25+А25
			3А35+А35				3А35+А35
			3А50+А50				3А50+А50
11,8 - 25,1	3А25+А25		3А35+А35	13 - 17,7	3А25+А25		3А35+А35
			3А50+А50				3А50+А50
			3А35+А35				3А35+А35
			3А50+А50				3А50+А50
			3А35+А35	17,7 - 26,4	3А35+А35		3А35+А35
			3А50+А50				3А50+А50
			3А35+А35				3А35+А35
			3А50+А50				3А50+А50
			3А35+А35				3А35+А35
			3А50+А50				3А50+А50
			3А35+А35	понад 26,4	3А50+А50		3А50+А50
			3А50+А50
понад 25,1	3А25+А25		3А50+А50

Продовження додатку В

 

Таблиця В.2 – Інтервали економічних навантажень для основних та додаткових перерізів проводів ПЛ 10 кВ

 

 

Інтервал потужності, кВА	Марки та переріз основних проводів	Інтервал потужності, кВА	Марки та переріз основних проводів	Інтервал потужності, кВА	Марки та переріз основних проводів	Інтервал потужності, кВА	Марки та переріз основних проводів
ОЖЕЛЕДЬ 5 мм	ОЖЕЛЕДЬ 10 мм
Дерев’яні опори на з/б приставках	Залізобетонні опори	Дерев’яні опори на з/б приставках	Залізобетонні опори
0 - 385	АC 25	0 - 440	АC 25	0 - 250	АС 25	0 - 270	АС 35
385 - 485	А 35	440 - 750	А 50	250 - 640	АС 35	270 - 825	АС 50
485 - 800	А 50	750 - 1225	А 70	640 - 750	А 50	825 - 980	А 70
800 - 1075	А 70	понад 1225	А 95	750 - 1185	А 70	понад 980	А 95
понад 1075	А 95			понад 1185	А 95
ОЖЕЛЕДЬ 15 мм	ОЖЕЛЕДЬ 20 мм
Дерев’яні опори на з/б приставках	Залізобетонні опори	Дерев’яні опори на з/б приставках	Дерев’яні опори
0 - 620	АС 35	0 - 380	АС 35	0 - 325	АС 35	0 - 600	АС 35
620 - 1350	А 70	380 - 740	А 50	325 - 805	А 50	600 - 785	А 50
понад 1350	А 95	740 - 1000	А 70	805 - 1420	А 70	785 - 1175	А 70
		понад 1000	А 95	понад 1420	А 95	понад 1175	А 95

Додаток Е

Таблиця Е.1 – Питомі втрати напруги в ПЛ - 0,38кВ, % / (кВА×км)

 

Характер виконання лінії	1 фаза + 0; 220 В	2 фази + 0; 220 В
сos j	1,0	0,95	0,9	0,95	0,9
Марка та переріз провода	А 16 А 25 А 35	4,00 2,70 1,90	8,20 5,50 4,00	7,80 5,35 3,90	3,10 2,05 1,52	3,00 1,95 1,48
Характер виконання лінії	3 фази + 0; 380/220 В
сos j	0,98	0,95	0,90	0,85	0,80	0,75	0,70
Марка та переріз провода	А 16	1,390	1,375	1,325	1,300	1,240	1,190	1,150
А 25	0,924	0,915	0,905	0,880	0,850	0,820	0,810
А 35	0,675	0,670	0,665	0,670	0,595	0,595	0,620
А 50	0,480	0,495	0,490	0,490	0,490	0,480	0,475
А 70	0,360	0,375	0,380	0,385	0,390	0,375	0,380
А 95	0,277	0,280	0,300	0,320	0,315	0,315	0,320
А 120	0,224	0,240	0,250	0,270	0,265	0,275	0,280

 

Таблиця Е.2 – Питомі втрати напруги в ПЛ - 10 кВ, % / (кВА×км)

 

Марка провода	А	АС
сos j	0,9	0,8	0,9	0,8
Переріз проводу		0,00192	0,00176	0,00200	0,00184
	0,00130	0,00124	0,00170	0,00130
	0,00098	0,00095	0,00100	0,00096
	0,00074	0,00074	0,00074	0,00074
	0,00056	0,00060	0,00056	0,00060
	0,00045	0,00050	0,00046	0,00051

Додаток Ж

Таблиця Ж.1 – Розрахункові дані алюмінієвих неізольованих проводів марок А, АН, АЖ

 

Номінальний переріз, мм^2	Діаметр проводу, мм	Число дротів, шт.	Номінальний діаметр дротів, мм	Питомий електричний опір постійному струму при 20 ^0С, Ом/км	Розривне зусилля, кН	Питома маса проводу, кг/км
А
	5,1		1,70	1,800	2,87
	6,4		2,13	1,140	4,29
	7,2		2,50	0,830	5,86
	9,0		3,00	0,585	8,46
	10,7		3,55	0,418	11,5
	12,3		4,10	0,315	14,9
	14,0		2,80	0,251	20,0
	15,8		3,15	0,197	24,6
	17,5		3,50	0,161	30,4
	20,0		4,00	0,123	38,6
	22,1		3,15	0,102	47,9
	25,6		3,66	0,075	63,9
АН
	5,1		1,70	1,980	3,55
	6,4		2,13	1,280	5,11
	7,2		2,50	0,902	7,03
	9,0		3,00	0,624	10,14
	14,0		2,80	0,266	23,97
	15,8		3,15	0,211	30,33
	17,5		3,50	0,171	37,45
АЖ
	7,2		2,50	0,978	9,6
	9,0		3,00	0,676	13,83
	14,0		2,80	0,288	32,69
	15,8		3,15	0,229	41,36
	17,5		3,50	0,185	51,06

Таблиця Ж.2 – Розрахункові дані сталеалюмінієвих неізольованих проводів АС та АСК

Номінальний переріз (алюміній/сталь), мм^2	Переріз, мм^2	Діаметр, мм	Питомий електричний опір постійному струму при 20 ^0С, Ом/км	Розривне зусилля, кН	Питома маса проводу, кг/км
алюмінію	сталі	проводу	стального осердя
35/6,2	36,9	6,15	8,4	2,8	0,773	12,7
50/8,0	48,2	8,04	9,6	3,2	0,592	16,32
70/11	68,0	11,3	11,4	3,8	0,420	22,98
70/72	68,4	72,2	15,4	11,0	0,420	93,25
95/16	95,4	15,9	13,5	4,5	0,299	31,85
95/141		141,0	19,8	15,4	0,316	174,9
120/19^*		18,8	15,2	5,6	0,245	40,64
150/19		18,8	16,8	5,5	0,195	45,00
150/24^*		24,2	17,1	6,3	0,194	51,08
185/29^*		29,0	18,8	6,9	0,159	60,81
185/43		43,1	19,6	8,4	0,156	76,52
240/32		31,7	21,6	7,2	0,118	74,09
240/39^*		38,6	21,6	8,0	0,122	80,13
240/56		56,3	22,4	9,6	0,120	97,78
300/39		38,6	24,0	8,0	0,096	89,35
300/48^*		47,8	24,1	8,9	0,098	99,69
300/66		65,8	24,5	10,5	0,100	121,9
400/22		22,0	26,6	6,0	0,073	89,10

 

* Провід АСК виготовляється для вказаних перерізів

 

Таблиця Ж.3 – Наближені значення індуктивних опорів повітряних ліній з прово­дами з міді, алюмінію і сталі, Ом/км

Dср, мм	Переріз проводів в мм^2
	0,320	0,308	0,300	0,280	0,270	–	–
	0,345	0,336	0,325	0,300	0,300	0,292	0,287
	0,380	0,366	0,355	0,341	0,332	0,324	0,305
	0,391	0,38	0,369	0,355	0,346	0,338	0,319
	0,402	0,391	0,380	0,366	0,257	0,349	0,333
	0,421	0,410	0,398	0,385	0,376	0,368	0,344
	0,435	0,424	0,413	0,399	0,390	0,382	0,363
	0,446	0,435	0,423	0,410	0,401	0,393	0,377

Додаток З

 

Таблиця З.1 – Повні опори трансформаторів струму замикання на корпус

Тип трансформатора	Потужність трансформатора, кВА	Опори , приведені до напруги 400 В, Ом
ТМ		4,62
ТМ		3,60
ТМ		2,58
ТМ		1,63
ТМ		1,07
ТМ		0,70
ТМ		0,43
ТМ		0,318
ТМ		0,246
ТМА		1,67
ТСМА		1,20
ТМФ		0,473
ТМФ		0,352
ТМФ		0,273