Рабочая учебная программа по дисциплине конспект лекций задание на контрольную работу и общие указания к выполнению контрольной работы

Рис.2.12. Схема главной изоляции обмоток силового трансформатора:1-цилиндрический барьер; 2 – плоская шайба; 3 – угловая шайба Рис.2.13. Продольная изоляция силового трансформатора: 1 – провод обмотки; 2 – витковая изоляция; 3 – катушечная изоляция; 4 – межкатушечная изоляция – масло Для длительной и надежной работы трансформаторов «Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей» (ПТЭ) требуют соблюдения установленного температурного режима трансформаторов и периодического контроля состояния изоляции. Несоблюдение теплового режима при эксплуатации трансформатора ведет к быстрому износу его изоляции. Кроме того, периодически в процессе эксплуатации берутся пробы масла, измеряются значения и . Подробнее об этих параметрах сказано ниже в главе 9. При работе в трансформаторе масло постепенно стареет. При старении увеличивается вязкость масла и ухудшаются его электроизоляционные свойства. Скорость старения возрастает при повышенной температуре, при доступе воздуха и особенно при соприкосновении с озоном. Регенерация начавшего стареть масла, т.е. удаление из него продуктов старения и восстановление исходных свойств, достигается обработкой масла адсорбентами. Для непрерывного процесса регенерации масла в работающем трансформаторе, он снабжается термосифонным фильтром с адсорбентом. Рекомендуется добавление к трансформаторному маслу ингибиторов (антиокислительных присадок) которые замедляют старение масла. Применение правильно выбранных ингибиторов позволяет увеличить срок эксплуатации масла и дает большой экономический эффект. Для присоединения обмоток трансформатора к линии на крышке бака трансформатора устанавливают проходные изоляторы с воздушным или масляным заполнением для наружной и внутренней установки (рис.2.14). Проходные маслонаполненные изоляторы на напряжение 110-220 кВ и выше имеют более сложную конструкцию и называются вводами. Вводы на 110 кВ и выше имеют бумажно-масляную или твердую изоляцию из синтетических смол. В обоих случаях в изоляцию закладываются электропроводящие обкладки, выравнивающие распределение напряжения по изоляции. Отвод обмотки, с помощью которого она подсоединяется к вводу, имеет бумажную изоляцию. Нижняя часть ввода, находящаяся в масле, с подсоединенным отводом обмотки закрывается изоляционным цилиндром. Заметим, что надежная работа изоляции является существенным фактором надежности трансформаторов. Действительно, основные причины аварий мощных трансформаторов связаны с нарушение нормальной работы изоляции. Так 48% трансформаторов аварий вызваны пробоем внутренней изоляции высоковольтных вводов и 19% вызваны износом или пробоем изоляции обмоток. Рис.2.14. Проходные изоляторы: а) и б) для внутренней установки; в) и г) для наружной установки; а) и в) на 6кВ; б) и г) на 35кВ Основная причина повреждаемости изоляции герметичных высоковольтных вводов с бумажно-масляной изоляцией - перекрытие изоляции масляного канала за счет отложения осадка (продуктов окисления масла) на внутренней поверхности фарфоровой покрышки В зарубежной практике недостатки вводов с бумажно-масляной изоляцией привели к созданию вводов с твердой изоляцией, которой является бумага, пропитанная смолой. Покрышка ввода выполняется фарфоровой или полимерной. В настоящее время вводы с твердой изоляцией для напряжения 110-500 кВ производятся и на ОАО «Мосизолятор». В результате применения высоковольтных вводов с твердой изоляцией следует ожидать значительного снижения аварийности трансформаторов из-за повреждений вводов. 2.8. Виды повреждений и ненормальных режимов работы трансформаторов В процессе эксплуатации трансформаторов в них возможны различные повреждения и опасные ненормальные режимы работы, которые обусловливают необходимость установки на трансформаторах защитных устройств. Основными видами повреждений трансформаторов являются многофазные и однофазные короткие замыкания в обмотках и на выводах трансформатора, а также «пожар стали» магнитопровода, возникающий при нарушении изоляции между листами магнитопровода, что ведет к увеличению потерь на вихревые токи, местному нагреву стали и дальнейшему разрушению изоляции. Возможны также и однофазные замыкания между витками обмотки (витковые замыкания) или замыкания витков обмотки на землю. Ненормальные режимы работы трансформаторов обусловлены также внешними короткими замыканиями (КЗ), т.е короткими замыканиями, возникающими вне трансформатора, и перегрузками, которые вызывают чрезмерный нагрев изоляции обмоток и их повреждение. Допустимая длительность прохождения тока при внешних КЗ за трансформатором определяется по формуле , но она не должна быть более 4с для трансформаторов напряжением до 35кВ и не более 3с для трансформаторов 110кВ и выше. Здесь k – кратность тока при внешнем КЗ. Согласно существующим нормам силовые трансформаторы допускают кратковременную аварийную перегрузку током 1,6 в течение 45 минут. Поэтому защиту трансформаторов от перегрузки при наличии дежурного персонала выполняют с действием на сигнал. Для маслонаполненных трансформаторов понижение уровня масла вследствие повреждения бака также является ненормальным режимом трансформатора, так как при этом ухудшаются условия охлаждения, что ведет к перегреву изоляции обмоток. Специфической защитой от всех внутренних повреждений маслонаполненных трансформаторов является газовая защита, использующая газообразование в баке поврежденного трансформатора. 2. 9. Газовая защита Датчиком газообразования в трансформаторах средней и большой мощности служит газовое реле. Идея газового реле проста. Она основана на том, что в результате местного перегрева или разложения масла под действием электрической дуги, возникающей при витковых КЗ или КЗ в обмотках трансформатора, появляется некоторое количество газообразных продуктов распада, выделяющихся с большей или меньшей скоростью в зависимости от интенсивности теплового процесса. Интенсивность газообразования зависит от характера и размеров повреждения, что дает возможность выполнить газовую защиту двухступенчатой, способную оценить степень повреждения и в зависимости от этого действовать на сигнал или на отключение. Для этого в газовом реле установлены два измерительных элемента – два поплавка, реагирующие на разную интенсивность газообразования. В случае возникновения аварийного перегрева, образующийся в результате перегрева газ, поднимается вверх и в нормальных условиях выходит через маслорасширитель в воздух. На пути этого газа между крышкой бака трансформатора и маслорасширителем устанавливается газовое реле (рис.2.11). Схематическое устройство газового реле приведено на рис.2.15. Рис.2.15. Схематическое устройство газового реле В нормальном состоянии корпус реле, верхняя часть которого выполнена в виде небольшого резервуара Р, целиком заполнен маслом. При выделении в трансформаторе газа, он скапливается в верхней части резервуара и постепенно понижает уровень масла. Вследствие этого поплавок П1 опускается и в некоторый момент замыкает цепь, включающую сигнализацию. Об интенсивности происходящего процесса можно судить по скорости вытеснения масла из резервуара Р, для чего в его боковой стенке сделано окошечко с нанесенными на нем делениями. Большое значение имеет и цвет газа. Так, например, светлый оттенок газа говорит о разрушении бумаги, желтый – дерева, а темный – масла. Чтобы взять пробу газа для анализа, в крышке резервуара газового реле имеется кран. В том случае, когда процесс газовыделения носит интенсивный характер, поток газа и масла, идущий с большой скоростью, наклоняет поплавок П2, который замыкает свои контакты в цепи на выключение трансформатора. Таким образом, газовое реле не только предупреждает о возможной аварии, но и выключает трансформатор, если авария происходит неожиданно. Достоинством газовой защиты является высокая чувствительность практически при всех видах повреждения внутри бака трансформатора. Оно начинает сигнализировать о неблагополучии в трансформаторе очень рано. Газовое реле просто в изготовлении, дешево и надежно в работе. Оно способно защитить трансформатор при недопустимом понижении уровня масла по любым причинам. 2. 10. Релейная защита трансформаторов Защита трансформатора от многофазных КЗ (защита А1 на рис.10.2,а)) выполняется с действием на отключение трансформатора и обычно содержит токовую отсечку без выдержки времени и максимальную токовую защиту с выдержкой времени. Защита А1 трансформатора Т устанавливается со стороны источника питания ИП непосредственно у выключателя Q1. При этом в зону действия защиты входят трансформатор и его соединения с выключателями Q1 и Q4. Селективность (избирательность) мгновенной отсечки обеспечивается выбором ее тока срабатывания. Защита отстраивается от токов внешних коротких замыкания на вторичных выводах трансформатора, шинах и фидерах с тем, чтобы при этих повреждения отключался не трансформатор, а выключатели фидеров Q2 и Q3, питающихся от данного трансформатора или выключатель Q4. Значение тока внешнего КЗ зависит от удаленности точки КЗ от трансформатора. Максимальный ток внешнего трехфазного КЗ будет при повреждении на шинах низкого напряжения в точке К4 (рис2.16,а). Коэффициент отстройки от этого максимального тока в зависимости от типа реле принимают равным 1,2-2,0, что обеспечивает отстройку от бросков тока намагничивания и высокую чувствительность при КЗ со стороны питания. Однако при этом зона действия токовой отсечки уменьшается и не обеспечивает полной защиты трансформатора. В зону ее действия ввиду необходимой отстройки от внешних КЗ входит только часть вторичной обмотки. Защита не реагирует на КЗ на вторичных выводах трансформатора (точка К3). Рис..2.16. Принципиальные однолинейные схемы токовых защит трансформатора: ТА1-ТА3 – трансформаторы тока; А1-А3 – токовые защиты Для полной защиты трансформатора и защиты от внешних КЗ устанавливают максимальную токовую защиту. Выдержка времени этой защиты берется на ступень больше максимальной выдержки времени действия защит А2 и А3 на отходящих линиях. Такими образом, максимально токовая защита А1 трансформатора Т является вместе с тем и резервной защитой для отходящих фидеров. Для защиты от однофазных коротких замыканий на землю или на нейтральный провод на стороне низшего напряжения (0,4-0,23кВ) понижающих трансформаторов с соединением обмоток Y/Y0 с заземленной нейтралью применяют специальную токовую защиту нулевой последовательности (рис.2.16,б). Дело в том, что в этом случае замыкание одной фазы на землю сопровождается довольно значительными токами повреждения, которые представляют опасность для трансформаторов. Однако они в несколько раз меньше токов трехфазного и двухфазного КЗ и недостаточны для действия токовой защиты со ступенчатой характеристикой выдержки времени. Эти токи содержат составляющие прямой, обратной и нулевой последовательностей. Для трансформаторов с соединением обмоток Y/Y0 сопротивление нулевой последовательности значительно больше сопротивлений прямой и обратной последовательностей, что и вызывает уменьшение токов однофазного КЗ по сравнению с токами трехфазного КЗ. Этим и вызывается необходимость применения токовой защиты нулевой последовательности. Реле КА токовой защиты нулевой последовательности присоединяется ко вторичной обмотке трансформатора тока ТА, установленного в нейтральном проводе между силовым трансформатором и точкой заземления нейтрали (рис10.2,б). При нормальной работе ток в реле определяется несимметрией нагрузки и токами 3-й гармонической составляющей. При однофазном КЗ в нейтральном проводе протекает ток, равный тройному значению тока нулевой последовательности, реле КА срабатывает и отключает трансформатор. У трансформаторов с соединением обмоток по схеме сопротивление нулевой последовательности практически равно сопротивлению прямой последовательности. Поэтому токи однофазного и трехфазного КЗ при повреждении у выводов низшего напряжения трансформатора имеют практически одинаковые значения и отключаются максимальной токовой защитой трансформатора. Дифференциальные токовые защиты трансформаторов и особенности их выполнения. Продольная дифференциальная защита реагирует на повреждения в обмотках трансформатора, на его выводах и в соединениях с выключателем. Она может иметь недостаточную чувствительность только при витковых замыканиях и «пожаре стали». Для продольной дифференциальной защиты двухобмоточного трансформатора используются трансформаторы тока ТА1 и ТА2, установленные в каждой фазе с двух сторон защищаемого трансформатора вблизи выключателей Q1 и Q2 (рис.10.3) и токовое реле КА. Вторичные обмотки трансформаторов тока соединены по схеме с циркулирующими токами. В нормальном режиме, т.е. при отсутствии повреждений токи во вторичных обмотках трансформаторов тока ТА1 и ТА2 равны по значению и ток в реле КА теоретически должен быть равен нулю, если пренебречь током намагничивания защищаемого трансформатора Т. Однако на практике через обмотку реле КА протекает небольшой ток небаланса, который определяется погрешностью трансформаторов тока и рядом других факторов. Рис.2.17. Однолинейная схема дифференциальной токовой защиты двухобмоточного трансформатора В первую очередь это неравенство сравниваемых токов, поскольку первичный ток содержит ток намагничивания. В связи с этим в обмотке реле КА появляется составляющая тока небаланса. При нормальной работе и внешних КЗ ее можно не учитывать. Однако при включении трансформатора на холостом ходу броски тока намагничивания за счет большой апериодической составляющей достигают 6-8 кратных значений амплитуды номинального тока (рис.3.4), в то время как вторичный ток равен нулю. Время полного затухания апериодической составляющей может достигать нескольких секунд. В этом случае весь ток намагничивания трансформатора Т протекает через реле КА и может вызвать неправильное срабатывание защиты. Рис.2.18. Дифференциальная защита трансформатора с соединением обмоток по схеме Y/D-11 Отстройка дифференциальной защиты от бросков намагничивающего тока является основным условием при выборе ее тока срабатывания. Отстройка дифференциальной защиты от бросков намагничивающего тока достигается в основном тремя путями: загрублением защиты по току срабатывания; включением реле через промежуточные насыщающиеся трансформаторы тока (НТТ); выявлением различия между формой тока КЗ и формой кривой тока намагничивании. В последнем случае ток срабатывания защиты выбирают, исходя из значения номинального тока трансформатора. Схемы соединения обмоток защищаемого трансформатора и трансформаторов тока. В случае разных схем соединения первичных и вторичных обмоток трансформатора, первичные и вторичные линейные напряжения сдвинуты по фазе на некоторый угол. На такой же угол оказываются сдвинутыми первичные и вторичные линейные токи. Например, для группы соединения угол сдвига фаз между первичными и вторичными линейными напряжениями и токами составляет (или ) и в обмотке реле появляется значительный ток. Чтобы устранить его, необходимо, чтобы сравниваемые вторичные токи совпадали по фазе независимо от группы соединения трансформатора. Это достигается путем соединения вторичных обмоток трансформаторов тока, установленных со стороны звезды защищаемого трансформатора по схеме треугольника, а со стороны треугольника - по схеме звезды (рис.2.18). Группа соединения трансформаторов тока должна соответствовать группе соединения обмоток защищаемого трансформатора. В этом случае сравниваемые токи будут совпадать по фазе. Поскольку номинальные и рабочие токи с каждой стороны трансформатора разные, то коэффициенты трансформации трансформаторов тока подбирают так, чтобы абсолютные значения сравниваемых вторичных токов были равны. Поскольку расчетные коэффициенты трансформации могут отличаться от стандартных значений, то возникает дополнительная погрешность от неточности выравнивания токов. Для выравнивания токов применяют автотрансформаторы или уравнительные обмотки реле с НТТ. При регулирования напряжения защищаемого трансформатора с помощью РПН изменяется коэффициент трансформации трансформатора и вместе с ним изменяется соотношение между токами, протекающими по первичным обмоткам трансформаторов тока. Это вызывает еще одну дополнительную составляющую тока небаланса. Разнотипность трансформаторов тока, установленных со стороны высшего и низшего напряжений, также приводит к увеличению тока небаланса. В худшем случае все рассмотренные составляющие складываются арифметически, образуя максимальный расчетный ток небаланса, от которого и следует отстраивать защиту. Отметим, что в сетях напряжением до 35 кВ часто вместо выключателя и релейной защиты со стороны высшего напряжения трансформатора устанавливают плавкие предохранители.

Похожие:

	Методические указания по выполнению контрольной работы по дисциплине ...		Задание на контрольную работу по дисциплине С помощью редактора Word составить и напечатать реферат по Вашей теме контрольной работы. Реферат должен быть сдан преподавателю...
	Методические рекомендации по выполнению контрольной работы по дисциплине... Адрес преподавателя – контрольную работу высылать на электронную почту Ковригиной В. А. 14		Методические указания по выполнению контрольной работы по дисциплине «Имиджелогия» Программа курса, задания и методические указания по выполнению контрольной работы по дисциплине «Имиджелогия» для студентов заочной...
	Методические указания по выполнению контрольной работы по дисциплине... Контрольная работа по дисциплине «Психология ведения переговоров» состоит из 3-х частей: реферата, итогового теста и контрольных...		Методические указания по выполнению контрольной работы Цели и задачи... Связи с общественностью: методические указания по выполнению контрольной работы, обучающихся на 6 курсе специальности «Маркетинг»-...
	Методические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине... Методические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине «Анализ музыкальных произведений» утверждены на заседании кафедры...		Методические указания по выполнению контрольной работы по дисциплине «Финансы» Задания к контрольной работе даны в 10-ти вариантах. Номер варианта контрольной работы соответствует последней цифре номера зачетной...
	Методические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине «Управление затратами» Методические указания к изучению дисциплины «Управление затратами» и выполнению контрольной работы для студентов экономических специальностей...		Методические указания по выполнению контрольной работы для самостоятельной... Методические указания по выполнению контрольной работы одобрены на заседании Научно-методического совета взфэи
	Методические указания к выполнению контрольной работы для студентов... Студенты, обучающиеся по специальности 080507 «Менеджмент организации», выполняют контрольную работу по проблемным вопросам курса...		Методические указания для выполнения контрольной работы по дисциплине... Для достижения учебных целей дисциплины «Корпоративная социальная ответственность» студентам необходимо, наряду с другими видами...
	Методические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине... Методические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине «Основы научных музыкально-педагогических исследований» утверждены...		Методические указания по выполнению контрольной работы для студентов... Современные методы исследований : методические указания по выполнению контрольной работы / сост. В. И. Гузенко, Д. В. Сергиенко;...
	Методические указания по выполнению контрольных работ общие положения... Методические указания и задания контрольной работы по дисциплине для студентов специальностей 080301 – Коммерция (торговое дело);...		Материалы для подготовки контрольной работы по дисциплине «История... Студенты, не представившие в установленный срок контрольную работу или не получившие по ней зачета, к экзамену по данной дисциплине...