по электродинамической стойкости

iу (3) £ iдин (1.4)

где iу (3) - расчётный ударный ток короткого замыкания, А; iдин - ток динамической стойкости выключателя, А.

по термической стойкости

BK £ Iтерм2×tтерм (1.5)

Где BK - расчётный тепловой импульс, кА2×с, Iтерм - ток термической стойкости выключателя, кА, tтерм - время термической стойкости выключателя, с.

В соответствии с перечисленными условиями (1.1 - 1.5) выбираем на стороне 10 кВ выключатель вакуумный ВНВП - 10/320

Условия выбора сводим в таблицу 4.

Таблица 4. - Выбор выключателя на стороне 10 кВ.

Выбор разъединителей.

Разъединители используют для включения и отключения обесточенных участков электрической цепи под напряжением.

Выбор разъединителей производится по тем же параметрам что и выключатели, кроме условия по отключающей способности. [3]

В соответствии с перечисленными условиями (1.1 - 1.5) выбираем на стороне 10 кВ разъединитель РЛНД - 10/200

Условия выбора сводим в таблицу 5.

Таблица 5. - Выбор разъединителя на стороне 10 кВ.

Выбор измерительных трансформаторов тока.

Выбор трансформаторов тока производят по следующим параметрам [1]

по напряжению установки

; (1.6)

по току

; , (1.7)

Номинальный ток должен быть как можно ближе к рабочему току установки, так как недогрузка первичной обмотки трансформатора тока приводит к увеличению погрешностей.

по конструкции и классу точности;

по электродинамической стойкости;

,, (1.8)

Где iy - расчётный ударный ток КЗ;

kэд - кратность электродинамической стойкости, по каталогу; I1ном - номинальный первичный ток трансформатора тока; iдин - ток электродинамической стойкости;

Электродинамическая стойкость шинных трансформаторов тока определяется устойчивостью самих шин распределительного устройства, в следствии этого такие трансформаторы по этому условию не проверяются.

по термической стойкости

; , (1.9)

Где Вк - расчётный тепловой импульс;

kт - кратность термической стойкости, по каталогу;

tтер - время термической стойкости, по каталогу;

Iтер - ток термической стойкости;

по вторичной нагрузке

Z2 £ Z2НОМ (1.10)

Где Z2 - вторичная нагрузка трансформатора тока;

Z2ном - номинальная допустимая нагрузка трансформатора тока в выбранном классе точности.

В соответствии с перечисленными условиями (1.6 - 1.10) выбираем трансформаторы тока на стороне 10 кВ [3]

Условия выбора сводим в таблицу 6.

Таблица 6. - Выбор трансформаторов тока на стороне 10 кВ.

Проверим условие согласования по вторичной нагрузке трансформатора тока.

Нагрузка вторичной стороны состоит из:

,

Где rприб - сопротивление прибора, Ом;

rпр - сопротивление соединительных проводов, Ом;

rкон. - переходное сопротивление контактов, 0.05 Ом [1].

Сопротивление приборов определяется по выражению

;

Где Sприб. - мощность, потребляемая приборами, ВА;

I2 - вторичный номинальный ток прибора, А.

По таблице 7. определяем мощность вторичной нагрузки на вторичную обмотку трансформатора тока.

Таблица 7. Вторичная нагрузка трансформатора тока на стороне 10 кВ.

Из таблицы видно, что наиболее загружены трансформаторы тока фаз А и С.

Сопротивление соединительных проводов зависит от их длины и сечения. Чтобы трансформатор тока работал в выбранном классе точности, необходимо выполнить условие:

rПРИБ + rПР + rК £ Z2НОМ

ГДЕZ2НОМ - номинальная допустимая нагрузка трансформатора, Ом.

Z2НОМ = 0,4 Ом [3]

rПР = Z2НОМ - rПРИБ rК,

rПР = 0,4 - 0,26 -0,05 = 0,09 Ом

Определяем сечение соединительных проводов

Где LРАСЧ - расчётная длина соединительных проводов, зависящая от схемы соединения трансформаторов тока, м; r - удельная проводимость материала провода, для алюминия r = 0,0283, Ом×мм/м2.

Принимаем длину равной 6 м. Трансформаторы тока включены по схеме неполной звезды, тогда LРАСЧ = 1,73×L.

Принимаем контрольный кабель АКРВГ с жилами сечением 4 мм2 [3].

2. Патентный поиск

2.1 Способы защиты трехфазного силового трансформатора от перегрузки

Рисунок 3. - Схема защиты трехфазного силового трансформатора от перегрузки.

Формула изобретения [15]:

Способ защиты трехфазного силового трансформатора от перегрузки, основанный на измерении параметра, характеризующего перегрузку, преобразовании этого параметра в электрический сигнал, сравнении этого сигнала с установкой ив случае превышения сигнала над установкой формирования сигнала воздействия на шунтирующий элемент, включении шунтирующего элемента и отключении трансформатора коммутирующим элементом в результате увеличения проходящего через него тока, отличающийся тем, что с целью обеспечения бесперебойности электроснабжения потребителей, шунтирующий элемент шунтирует нагрузку трансформатора, а коммутирующий элемент устанавливают на низкой стороне трансформатора.

Способ по п.1 отличающийся тем, что в качестве параметра, характеризующего перегрузку трансформатора, измеряют температуру обмоток трансформатора.

2.2 Устройство для защиты силового трансформатора от перегрузки

Рисунок 4. - Устройство для защиты силового трансформатора от перегрузки.

Формула изобретения [12]:

Устройство для защиты силового трансформатора от перегрузки, содержащее датчик тока, соединенный через преобразователь тока и блок с зависимой установкой срабатывания с реле времени с независимой выдержкой, и датчик температуры верхних слоев масла, который через температурный преобразователь подключен к зависимому от сигнала реле времени, отличающееся тем, что с целью повышения надежности, в него дополнительно введены сумматор напряжений пропорциональных току и температуре верхних слоев масла трансформатора, и логическая схема И, причем на один вход сумматора включен выход температурного преобразователя, на другой - выход преобразователя тока, а выход сумматора подключен к одному из входов схемы И, другой вход которой соединен с выходом датчика тока, а выход с зависимым реле времени.

2.3 Устройство для защиты от перегрузки обмотки электрического аппарата

Рисунок 5. - Устройство для защиты от перегрузки обмотки электрического аппарата.

Содержит датчик температуры, выход которого через преобразователь температуры в напряжение подключен к первому входу сумматора, датчик тока нагрузки, выход которого через функциональный преобразователь тока нагрузки связан с вторым входом сумматора, через первый пороговый орган-с органом выдержки времени, выход которого подключен к выходному органу, отключающееся тем, что с целью повышения точности работы путем учета зависимости повышения зависимости повышения температуры обмотки над температурой охлаждающего масла от продолжительности протекания тока, в него введены блок инерционного звена, управляемый генератором импульсов, второй пороговый орган и элемент ИЛИ, а функциональный преобразователь тока нагрузки выполнен на квадраторе, при этом выход функционального преобразователя тока нагрузки через блок инерционного звена подключен к второму входу сумматора, выход которого через второй пороговый орган подсоединен к первому элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу органа выдержки времени, а к второму элемента или подключен выход первого порогового органа.

Устройство по п.1, отличающееся тем, что к выходу сумматора подключен измерительный прибор [14].

2.4 Устройство для защиты электрического маслонаполненного аппарата от внутренних повреждений

Рисунок 6. - Устройство для защиты электрического маслонаполненного аппарата от внутренних повреждений.

Содержит корпус, установленный в разрез трубопровода, соединяющего бак аппарата с расширителем, датчик в виде электрического конденсатора, установленный в верхней части корпуса, и два исполнительных органа, связанных с выходом датчика, отличающееся тем, что с целью повышения надежности путем повышения быстродействия и чувствительности, оно дополнительно содержит два пороговых и один реагирующий элементы, вход последнего из которых подключен к выходу датчика, а выход соединен с входом каждого исполнительного органа через пороговый элемент, а датчик выполнен с подвижными одна относительно другой обкладками.

Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит компенсирующий элемент в виде электрического конденсатора, установленного в нижней части корпуса, а измерительный орган дополнительно снабжен компенсационным входом, на который включен компенсирующий элемент [13].

Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит два интегрирующих элемента и пороговыми элементами, а в качестве реагирующего элемента использован мультивибратор, во времязадающие цепи которого включены датчик и компенсирующий элемент.

3. Разработка защиты потребительских трансформаторов от утечки масла, на примере трансформатора ТМ 100/10

3.1 Обоснование разработки защиты

Одним из видов неисправностей трансформаторов является течь масла из бака трансформатора, что приводит к аварийной работе трансформатора с последующим выходом его из строя. Причинами течи масла могут быть: нарушение плотности сварных швов бака, волнистых стенок бака с дном, в местах заделки труб в стенку бака, радиаторов в местах сварки и пр. [9] Также трансформатор может выйти из строя при намеренном сливе масла.

В трансформаторах больших мощностей при значительном снижении уровня масла в баке или интенсивном выделении воздуха из масла срабатывает газовая защита трансформатора. Газовая защита, как известно, является чувствительной защитой от внутренних повреждений или ненормального режима трансформатора. Эта защита в зависимости от интенсивности газообразования срабатывает либо на сигнал, либо на отключение, либо одновременно на то и другое. В трансформаторах небольших мощностей газовая защита не устанавливается, поэтому в данном проекте предлагается защита основанная на расчетах изменения теплового режима трансформатора при снижении уровня масла и как следствие повышения его температуры.

3.2 Процессы нагревания и охлаждения трансформаторов

При работе трансформатора часть энергии преобразуемой им, теряется, поэтому полезная мощность трансформатора, отдаваемая в нагрузку, меньше мощности, потребляемой им из сети источника энергии. Потеря энергии происходит как в магнитопроводе трансформатора, так и в его обмотках. Обмотки трансформатора нагреваются протекающими по ним токами. Потеря энергии в обмотках трансформатора Pk и пропорциональна квадрату плотности тока j и весу обмоточного провода Gm.

В магнитопроводе трансформатора возникают потери энергии за счет перемагничивания стали и вихревых токов. Потери в стали магнитопровода зависят от частоты, магнитной индукции, магнитных свойств материала и толщины стальных листов, из которых собран магнитопровод. Потери в стали Pст пропорциональны весу магнитопровода Gст и квадрату максимальной магнитной индукции Bт в магнитопроводе.

Электромагнитные нагрузки трансформатора (магнитную индукцию и плотность тока) нельзя безгранично увеличивать. Магнитную индукцию в магнитопроводе нельзя увеличивать сколь угодно, так как при превышении известной меры намагничивающий ток может оказаться чрезмерно большим. Плотность тока в проводах обмоток так же нельзя увеличивать неограниченно, так как падение напряжения в сопротивлении обмоток при этом возрастает, понижая вторичное напряжение трансформатора при нагрузке.

В еще большей мере электромагнитные нагрузки ограничены допустимыми потерями энергии в активных материалах трансформатора, т.е. в стали магнитопровода и проводах обмоток. При увеличении магнитной индукции растут потери в стали, а при увеличении плотности тока - потери в проводах обмоток. Потери энергии, выделяющиеся в трансформаторе при его работе, превращаются в тепло и нагревают его. Это тепло излучается от поверхности трансформатора в окружающую среду.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8