Описание релейной защиты трансформатора Т4

      

Трансформатор Т4 является трансформатором РУ электростанции № 3 состоящая из блоков Г1-Т5, Г2-Т6 и РУ-220 кВ с трансформаторами Т4, Т3. Данное распределительное устройство, на котором установлено два трёхобмоточных трансформатора, распределяет выработанную и повышенную блочными трансформаторами, электроэнергию в энергосистему 220 кВ. Данная электростанция по обозначениям генераторов на рисунке (ГГ), является гидроэлектростанцией, так как обозначения генераторов ГГ- гидрогенераторы. На данных электростанциях электроэнергия вырабатывается за счёт энергии падающей воды, которая поступая на турбины вращая их. На таких электростанция применяются типы генераторов – гидрогенераторы.

 

ГВБ, ГНБ - горизонты верхнего и нижнего бьефа. 1- сороудерживающая решетка; 2 - затвор турбинного водовода верхнего бьефа; 3 - затвор водосброса, расположенного в другой части плотины; 4 - канал водосброса, расположенного за машинным залом, в котором установлены данные турбины; 5 - гидротурбина; 6 - направляющий аппарат; 7 - аварийный затвор нижнего бьефа; 8 - генератор; 9 - кабель генераторного напряжения; 10 - трансформатор; 11 - ЛЭП; 13 - спиральная камера; 14 - отсасывающая труба; 16 - машинный зал.

 

Рисунок 1.3 – Схема работы ГЭС.

 

 Стрелками на рисунке указано направление воды, которая проходя через турбину и вращая её, выходит в нижний бьеф, отдав энергию (потенциальную энергию падения и кинетическую энергию движения) генератору. На турбине происходит превращение энергии падающей воды в механическую энергию вращения турбины, дальше вращаясь турбина вращает генератор (ротор генератора) в котором происходит превращение механической энергии вращения в электрическую энергию. Дальше выработанная энергия через трансформаторы распределяется посредством линий электропередач к потребителям.

 

Определение объема релейной защиты

Основные защиты:

1 Продольная дифференциальная защита (от междуфазных КЗ и КЗ между обмотками),

2 Газовая защита (от повреждений внутри бака и понижения уровня масла).

 

Резервные защиты:

3 Токовая защита от сверхтоков при внешних КЗ,

4 Токовая защита обратной последовательности (от несимметричных внешних КЗ),

5 Максимальная токовая защита от симметричных  перегрузок,

 

 

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Продольная дифференциальная защита

Продольная дифференциальная защита работает по принципу сравнения токов по величине и фазе,по всей длине  обмотки трансформатораи является основной защитой. Данная  защита действует без выдержки времени и устанавливается со всех сторон трансформатора. При срабатывании отключает выключатели трансформатора со всех сторон. Зона действия ограничивается ТТ к которым подключена защита.

Выбор трансформаторов тока (ТА) и трансформаторов напряжения (TV)

ТА выбираются по следующим параметрам:

- номинальное значение напряжения,

- первичный и вторичный токи,

- класс точности,

- нагрузка вторичной цепи.

 

Выберем ТА, необходимые для питания продольной дифференциальной защиты:

На стороне ВН (ТА1)

Номинальный ток обмотки ВН трансформатора, А,

 

,

 

где S_ном – номинальная мощность трансформатора, МВ·А;

U_ном – номинальное напряжение, кВ.

 

 

Так как продольная дифференциальная защита работает по принципу сравнения токов по величине и фазе, то необходимо с помощью схемы соединения ТА выровнять фазу. Для этого вводится коэффициент схемы k_сх..

Схема соединения обмоток ВН трансформатора Y₀, следовательно ТА соединим по схеме Δ. В этом случае к_сх.=√3.

Расчетный первичный ток обмотки ВН, А,

 

.

 

По справочнику выберем ТФЗМ-220/800 (ТА1), для которого n_ТА=800/5.

На стороне СН (ТА2)

Номинальный ток обмотки СН трансформатора, А,

 

,

Обмотки трансформатора СН соединены по схемеY₀, поэтому группу ТА соединим по схеме Δ. В этом случае к_сх.=√3.

Расчетный первичный ток обмотки СН, А,

 

.

 

 

По справочнику выберем ТФЗМ-110/800 (ТА2), для которого n_ТА=800/5.

На стороне НН (ТА6)

Номинальный ток обмотки НН трансформатора, А,

,

 

Обмотки трансформатора НН соединены по схеме Δ, поэтому группу ТА соединим по схеме Y. В этом случае к_сх.=1.

Расчетный первичный ток обмотки ВН, А,

 

.

 

По справочнику выберем ТШВ-15/8000 (ТА6), для которого n_ТА=8000/5.

– Таблица 1.2 – Трансформаторы тока

Тип	обознач	Номинальное напряжение, кВ	Номинальный ток, А		Класс точности	Номинальная нагрузка, Ом
			первичный	вторичный
ТФЗМ-220/800, для ВН	ТА1	220	800	5	10Р	1,2
ТФЗМ-110/800, для СН	ТА2	110	800	5	10Р	1,2
ТШВ-15/8000, для НН	ТА6	15	8000	5	10Р	1,2

–

Для подключения других видов защит, которые устанавливаются на защищаемом трансформаторе, необходимость выравнивать фазу тока отсутствует, следовательно все ТА соединяем по схеме Y.

Выберем ТА, необходимые для питания МТЗ с пуском минимального напряжения, ТЗОП, МТЗ и МТЗНП:

на стороне ВН по справочнику и в соответствии с ПУЭ  выберем ТВТ-220/400 (ТА7), для которого n_ТА-400/5.

на стороне СН по справочнику и в соответствии с ПУЭ  выберем ТВТ-110/800 (ТА4), для которого n_ТА=800/5.

на стороне НН по справочнику и в соответствии с ПУЭ выберем ТВТ-15/8000 (ТА5), для которого n_ТА=8000/5.

в нейтрали трансформатора по справочнику и в соответствии с ПУЭ выберем ТОШ-35/400 (ТА8), для которого n_ТА=400/5.

Выберем TV по номинальному напряжению установки в соответствии со справочником

– на стороне ВН выберем НКФ-220-58У1(TV1), n_TV=U_1.ном/U_2.ном=242000/100.

– на стороне СН выберем НКФ-110-58У1(TV1), n_TV=U_1.ном/U_2.ном=115000/100.

– на стороне НН выберем ЗНОЛ.09-6Т2 (TV2), n_TV=U_1.ном/U_2.ном=10500/100.