Зміст
- Функції захисту, необхідні для трансформаторів СН
- Побудова кривої TCC для захисту трансформатора
- Налаштування реле для захисту трансформатора
- Параметри реле для 50P / 51P - миттєва та перевантажувальна функція часу
- Параметри реле для 50G / 51G - миттєва та часова надточна функція
- Гармонічна стриманість
- Конфігурація реле для 49 - Функція теплового перевантаження
- Реєстратор подій
- Список літератури
Автор - практикуючий інженер-електрик і за свою професійну кар’єру виконав безліч проектів з координації захисту.
Трансформатори лежать в основі інфраструктури розподілу електроенергії, і їх захист має вирішальне значення для її безпечної та надійної роботи.
Ця стаття служить першим посібником із застосування для здійснення надійного захисту на розподільних трансформаторах середньої напруги (11 кВ - 33 кВ) за допомогою загальнодоступних мікропроцесорних реле СН (Siemens, Schneider та GE).
Філософія захисту включає три широкі етапи:
- Зрозумійте функції захисту, необхідні для захисту трансформатора.
- Побудуйте криву характеристики поточного часу (TCC) для цих функцій.
- Встановіть параметри реле, щоб слідувати побудованим кривим TCC.
Функції захисту, необхідні для трансформаторів СН
Вісім основних функцій захисту, необхідних для захисту трансформатора, наведені в таблиці нижче. Функції 50G / P та 51G / P необхідні як на сторонах ВН, так і на НН. Боковий захист НН може використовувати низьковольтний автоматичний вимикач (LVPCB) замість реле, що живиться від вторинних бокових токів.
| Функція захисту | Опис |
|---|---|
50P | Фаза Миттєвий надток |
51P | Фаза Час перевантаження |
50G | Миттєвий надтоковий струм землі |
51G | Надточний струм наземного часу |
49 | Теплове перевантаження |
87 | Диференціальний захист (для трансформаторів> 10 МВА) |
Другий гармонічний резинт | Стримує роботу реле, коли вміст другої гармоніки виявляється в струмі. |
Реєстратор подій | Реєстратор подій несправності |
Схеми захисту демонструють ці основні функції захисту, оскільки вони зазвичай використовуються для захисту трансформатора. Диференціальний захист 87 - звичайно не використовується для трансформаторів потужністю менше 10 МВА, щоб зменшити витрати на систему та уникнути додаткової складності.
Щоб почати застосовувати згадані вище функції захисту на типовому трансформаторі, спочатку нам потрібно побудувати графік кривої TCC. Щоб розпочати побудову кривої TCC трансформатора, потрібно розуміти наступні наріжні камені. Ампер трансформатора з повним навантаженням (FLA): Номінальна неперервна несуча здатність трансформатора при заданому оточенні Пусковий струм трансформатора: Пуск намагнічувального струму, який трансформатор вживає, коли він знаходиться під напругою. Крива пошкодження трансформатора: Теплова і механічна межа роботи трансформатора. Поза цим обмеженням трансформатор зазнає постійних пошкоджень. Далі необхідний розрахунок вищезазначених трьох. Ампер трансформатора з повним навантаженням (FLA): Це номінальна МВА, поділена на добуток напруги та квадратного значення (3). наприклад, для трансформатора потужністю 3,5 МВА при 11 кВ pri, FLA = 3,5 МВА / 11 кВ x 1,732 = 183 А Пусковий струм трансформатора: Зазвичай це приймається як 8 або 12 разів FLA і будується на 0,12 секунди (06 циклів змінного струму) на графіку TCC. наприклад, для трансформатора потужністю 3,5 МВА при 11 кВ pri, Пуск = 8 х 183 = 1464 А. Крива пошкодження трансформатора: Побудовано відповідно до стандартних настанов IEEE C57.109-1993 для трансформаторів, занурених у рідину, та IEEE C57.12.59-2001 для трансформаторів сухого типу. Далі визначається робоча зона трансформатора. Потім фактична крива TCC розміщується між робочою зоною та зонами пошкодження, над FLA та точками пуску та нижче кривої пошкодження трансформатора. Точне положення та характеристика кривої залежать від координації з іншими пристроями вище та нижче за течією, що виходить за рамки цієї статті. Після того, як ви знаєте функції захисту та побудували криву TCC, цю криву тепер потрібно запрограмувати в мікропроцесорне реле, щоб функції захисту працювали за бажанням. Мікропроцесорні реле вимагають введення певних параметрів у свої регістри за допомогою фірмового програмного забезпечення, яке є унікальним для виробника реле, щоб вони могли точно імітувати побудовані криві TCC. Оцінюючи типові реле провідних ринкових виробництв, такі як серії Siemens Siprotec® 7SJ602, серії Sepam® від Schneider Electric та серії GE Multilin®, ми вибрали параметри, які ви повинні знати, разом із їх керівними принципами розрахунку, щоб точно імітуйте вибраний вами сюжет TCC в реле. Слід зауважити, що для точного визначення параметрів захисту, що подаються в реле, потрібне дослідження координації захисту від ліцензованого консультанта, який може оцінити координацію реле з пристроями вище та нижче. Без дослідження ці параметри базуються на оцінках та правилах великого пальця.
Побудова кривої TCC для захисту трансформатора
температури.
Налаштування реле для захисту трансформатора
Параметри реле для 50P / 51P - миттєва та перевантажувальна функція часу
Зараз ми покажемо вам, як ви можете імітувати наш приклад кривої TCC, показану вище в мікропроцесорному реле.
| Параметр реле | Керівництво розрахунком |
|---|---|
Характерна крива | Може бути обраний із дуже зворотних, надзвичайно зворотних та стандартних зворотних характеристик. |
Значення підбору | Зазвичай 80 - 120% трансформатора FLA (183 А), для прикладу це 232 А. Це вертикальна асимптота TCC. |
Затримка часу | Для встановлення координації з іншими пристроями потрібна відповідна затримка часу. Деякі реле вимагають значення часу, яке відповідає 10 х значенням збору на кривій TCC, щоб вставити цей параметр. 0,12 с для прикладу TCC. |
Миттєва вартість прийому | Це вершинна асимптота кривої певного часу, як правило, представляє нижню праву частину ділянки TCC. Його значення встановлюється нижче однофазного струму несправності. Наприклад, TCC, це 3120 А. |
Миттєва затримка часу | Горизонтальна асимптота кривої певного часу. Для узгодження з іншими пристроями потрібна відповідна затримка. У нашому прикладі TCC становить 0,5 с. |
Параметри реле для 50G / 51G - миттєва та часова надточна функція
Необхідні параметри для функцій 50G / 51G відповідають тим самим рекомендаціям, що і функції 50P / 51P, за винятком того, що значення датчика встановлюється приблизно на половину значення, встановленого для надфазного струму, а миттєве значення прийому встановлюється нижче фази на землю рівні несправності.
Гармонічна стриманість
Функція гармонічного обмеження запобігає спрацьовуванню реле, коли трансформатори знаходяться під напругою.
При енергетичному включенні трансформаторів протікає велика величина намагнічуючого пускового струму, що містить значний вміст другої гармоніки. Реле може помилково прийняти цей струм нульової послідовності від гармонік як струм несправності та спрацьовування на замикання на землю, якщо гармонічне обмеження не ввімкнено, однак, коли це активовано, реле може правильно розпізнати цей струм другої гармоніки як подію спрацьовування та утримувати реле від відключення.
Функцію стримування гармоніки слід вмикати, коли реле використовується для захисту трансформатора.
Конфігурація реле для 49 - Функція теплового перевантаження
Функція 49 - теплового перевантаження використовується як відключення температури для трансформатора. У кожну з трьох фазних котушок обмотки трансформатора може бути вставлений резисторний датчик температури або термістор (трансформатори сухого типу зазвичай виготовляються з температурними відключеннями), і вихід цих термісторів може контролюватися зовнішнім блоком регулювання температури або може бути відкинутий на цифрових входах реле. Потім цифрові вводи-виводи можуть бути налаштовані для передачі логічної команди відключення реле. Більшість сучасних числових реле мають безліч цифрових входів і виходів для реалізації логічних функцій.
Типові блоки контролю температури будуть працювати вентилятори охолодження на фіксованому значенні, а потім спрацьовувати реле, якщо температура обмотки ще більше зросте. Задання зазвичай програмується під час введення в експлуатацію.
Реєстратор подій
Реєстратори подій реєструють події несправностей у міру їх виникнення, вони також повинні бути включені для всіх функцій захисту.
Список літератури
- IEEE Std C37.91 - 2000, Посібник із захисного ретрансляції силових трансформаторів.
- IEEE Buff Book, Std 242-2001, Захист та координація промислових та комерційних енергетичних систем.
- Дж. Л. Блекберн, Т. Дж. Домін, Захисне реле та принципи та програми. Преса CRC.
- Томас П. Сміт П.Е., АВС надтокової координації.
Ця стаття є точною та вірною, наскільки відомо автору. Вміст призначений лише для інформаційних чи розважальних цілей і не замінює особистих порад чи професійних порад у ділових, фінансових, юридичних чи технічних питаннях.
