В) Защита от повреждения вводов 500 и 750 кВ трансформаторов



Повреждение вводов 500 кВ является тяжелой аварией транс­форматора. Очень часто повреждение изоляции ввода сопровож­дается его взрывом, в результате которого возникает пожар транс­форматора, причиняющий большие разрушения. Ремонт или заме­на трансформаторов 500 кВ и особенно 750 кВ, отличающихся большой мощностью (240—800 мВ·А), обходится очень дорого и требует значительного времени. Поэтому для трансформаторов 500—750 кВ целесообразно применять защиту, реагирующую на повреждение изоляции вводов, позволяющую обнаружить повреж­дение изоляции в начальной стадии и предотвратить таким обра­зом тяжелую аварию.

Защита основана на использовании конструктивных особенностей бумажно-масляных вводов. Бумажно-масляный ввод (рис. 17-7, а) состоит из концентрических слоев пропитанной маслом бумажной изоляции 1, охватывающей токоведущий стержень 2. Для равномерного распределения напряженности электрического поля внутри ввода через определенное количество слоев изолирующей бумаги закладываются листы алюминиевой фольги 3. При такой конструкции каждые два соседних листа фольги с изоляцией между ними образуют конденсатор с емкостью С, а ввод в целом представ­ляет систему последовательно включенных емкостей С между токоведущим стержнем 2 и фланцем 4. Такой ввод обладает результи­рующей емкостью Св. Емкостный ток ввода, возникающий под действием приложенного к вводу фазного напряжения U ф , равен:

При повреждении изоляции ввода часть емкостей С шунтирует­ся и емкостный ток 1с возрастает. Таким образом, увеличение тока 1с является признаком повреждения изоляции ввода.

Схема защиты ввода показана на рис. 17-7, б. Принцип действия защиты основан на измерении абсолютного значения гео­метрической суммы емкостных токов вводов трех фаз трансформатора: (А) + (В) + (С). Для этого наружные обкладки К вводов трех фаз соединяются в звезду и общая точка звезды с по­мощью нулевого провода 00' соединяется с землей. В нулевой провод включается трансформатор тока Т1. Во вторичную цепь Т1 включаются последовательно три реагирующих органа защиты: чувствительное реле Р1, действующее на сигнал; более грубое реле Р1, действующее на отключение, и м и л-лиамперметр тА для измерения тока Iр. Реле Р1 и Р2 действуют с выдержкой времени, создаваемой реле времени В1 и В2. Для обеспечения термической устойчивости реле Р2 и миллиам­перметр тА включаются на ток Iр через вспомогательный насы­щающийся трансформатор Т2.

В нормальном режиме емкостные токи всех фаз равны по величине и сдвинуты по фазе на 120°, если емкости вводов одинаковы, а приложенные к ним напряжения Uа, U в и U с равны по величине и сдвинуты по фазе на 120°. При этих условиях ток в реле Р1 и Р2 Iр = 0. Однако в действительности фазные напря­жения имеют небольшую асимметрию, емкости вводов не точно одинаковы, а кривая фазных напряжений содержит гармоники, поэтому сумма емкостных токов вводов трех фаз отличается от нуля. В нулевом проводе в нормальном режиме про­ходит ток небаланса Iнб(н.р), состоящий из двух слагающих: I 'нб, обусловленного неравенством напряжений и емкостей вводов, и I ˝нб, вызванного третьими и кратными им гармониками:

Для уменьшения I 'нб в первичной обмотке Т1 предусмотрены ответвления. Подсоединяя провода фаз к разным ответвлениям, можно уравнять н. с, создаваемые током IС каждой фазы, и свести к нулю или уменьшить I 'нб.

Для уменьшения I ˝нбреле включает через фильтры Ф, пропус­кающие первую гармонику с частотой 50 Гц и ограничивающие прохождение в реле токов высших гармоник.

При несимметричном к. з. во внешней сети фазные напряжения искажаются по величине и фазе, соответственно нарушаются симметрия и равенство емкостных токов вводов трансформаторов. В результате этого во время к. з. в сети в реле появляется ток небаланса:

При металлическом двухфазном к. з. на землю (например, фаз В и С) вблизи трансформатора небаланс достигает максимума:

так как при этом напряжения поврежденных фаз U В  и UC = 0.

 Для исключения ложной работы защиты под действием токов небаланса необходимо выполнить условия

При повреждении изоляции одного в в о д а баланс токов нарушается: с(А) + С(В) + с(С)0, в реле появляется остаточный ток — ток повреждения: Iр = ΣIC = Iпов. Реле приходит в действие, если Iпов > Iс.р.С помощью миллиам­перметра тА осуществляется периодический контроль за током в нулевом проводе (в реле). Увеличение тока Iр указывает на появление повреждения во вводе или на нарушение токовых цепей защиты, последнее может привести к ложной работе защиты.

Выбор уставок. Ток срабатывания сигнального реле Р1 должен быть отстроен от небаланса в нормальном режиме:

где kн— коэффициент надежности, равный 2.

По опыту эксплуатации Iн.б(н.р) ≈3÷5 мА. Для исключения ложной работы Р1 при к. з. в сети под действием Iн.б(к) вводится выдержка времени tР1 > t К , здесь t К — максимальное время отклю­чения к. з. в сети.

Ток срабатывания отключающего реле Р2 должен быть больше тока небаланса при к. з. в сети. С учетом (17-3)

где пт1— коэффициент трансформации Т1, nт1 = . Для вводов, современной конструкции Iс(ф) ≈ 1А. Выдержка времени выби­рается минимальной t р2 = 0,5 с для отстройки от бросков заряд­ного тока во вводах. Защита на рассмотренном принципе типа

КИВ-500Р выпускается Чебоксарским электроаппаратным заво­дом. В качестве реле Р1 и Р2 в вышеуказанной защите применяются реле типа РТ-40/Ф. Ведется разработка более чувствительной защиты на полупроводниках элементах.


Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 342; Мы поможем в написании вашей работы!






Мы поможем в написании ваших работ!