Исследование переходных режимов и совершенствование дифференциальной защиты понижающих трансформаторов

• Автор: Атаманов, Михаил Николаевич
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Чебоксары
• Количество страниц: 146 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.
1. Общие вопросы выполнения защит понижающих трансформаторов. Известные принципы функционирования дифференциальных защит . .

1.1. Аварийные режимы и виды релейной защиты трансформаторов .

1.1.1. Виды повреждений и ненормальных режимов работы

трансформаторов.

1.1.2. Виды релейной защиты трансформаторов.

1.2. Общие принципы функционирования дифференциальных защит

трансформаторов

1.3. Требования к чувствительности и быстродействию ДЗ.

1.4. Расчетные режимы ДЗ.

1.4.1. Режим броска намагничивающею тока защищаемого
трансформатора .
1.4.2. Режим внешнего КЗ
1.4.3. Режимы переходных сквозных токов анормальных режимов .
1.5. Наиболее распространенные принципы функционирования ДЗ . .
1.5.1. Использование апериодической составляющей тока в
качестве информационного признака.
1.5.2. Время импульсный принцип функционирования
1.5.3. Сочетание временных и гармонических признаков
1.5.4. Некоторые принципы функционирования реле,
выполненных на основе микропроцессорных технологий
1.5.4.1. ЗРАЭ 6С.
1.5.4.2. ЛЕТ 6.
1.6. Выводы
2. Электромагнитные переходные процессы резервного трансформатора собственных нужд при самозапуске электродвигателей секций
2.1. Характеристика механизмов собственных нужд электрических
станций, схемы питания.
2.2. Переходные процессы при групповом выбеге электродвигателей и
последующем самозапуске . .
2.3. Выбор метода расчета электромагнитных переходных процессов
при самозапускс нагрузки СН.
2.4. Выбор схемы замещения асинхронного двигателя и расчет
сопротивлений.
2.5. Математическая модель схемы СН для расчета электромагнитных
переходных процессов
2.6. Расчетные условия самозапуска
2.7. Расчет переходных токов самозапуска
2.8. Гармонический анализ тока расчетного режима
2.9. Выводы.
3. Математическая модель ДЗ и исследование информативных
признаков реле в режиме самозапуска нагрузки СН
3.1. Характеристики ТТ
3.2. Схемы соединений ТТ защиты . . . . .
3.3. Математическая модель ДЗ . .
3.4. Выбор эквивалентного ТТ на стороне ИМ
3.5. Гармонический анализ тока небаланса .
3.5.1. Режим самозапуска двигательной нагрузки.
3.5.2. Режим внешнего КЗ.
3.6. Гармонический анализ выпрямленного тока РДЗ.
3.7. Выводы
4. Анализ и совершенствование принципов функционирования ДЗ . . .
4.1. Информативные признаки, используемые в схемах 0 функционирования ДЗ .
4.2. Принципы функционирования дифференциальных реле и их
совершенствование
4.3. Основные соотношения для выбранных принципов функционирования
4.4. Анализ работы защит в расчетных режимах.
4.4.1. Режим сквозного переходного тока трансформатора.
4.4.2. Режим переходного тока внутреннего КЗ.
4.4.2.1. Расчетные коэффициенты торможения аналогового реле
4.4.2.2. Расчетные коэффициенты торможения предложенного принципа функционирования на базе микропроцессорных технологий.
4.5. Рекомендации по выбору параметров защит.
4.5.1. Защита на реле РСТ
4.5.2. Защита на базе предложенного алгоритма функционирования
4.6. Выводы.
Заключение
Литература


Основными видами повреждений являются многофазные и однофазные КЗ в обмотках и на выводах трансформатора, а также "пожар стали" магнитопровода [2]. Однофазные повреждения бывают двух видов: на землю (заземленный бак, магнитопровод) и между витками обмотки (витковые замыкания). Наиболее вероятны многофазные и однофазные КЗ на выводах и однофазные витковые замыкания в обмотках. Многофазные КЗ в обмотках возникают значительно реже. Внутренние КЗ представляют для трансформаторов наибольшую опасность. КЗ в трансформаторах возникают при повреждении изоляции обмоток или отводов. Возможны следующие виды внутренних КЗ: на выводах обмоток -однофазные и многофазные; в обмотках - межобмоточные в одной фазе, между обмотками соседних фаз, обмотки на землю, мсжкатушечиос в катушечных обмотках, полное витковое и неполное витковос. Авария может начинаться с любого из перечисленных видов внутренних повреждений, но наиболее вероятны в начальной стадии межкатушечное и витковое замыкание [1]. Межкатушечное КЗ (МКЗ) возникает из-за повреждения продольной межкатушечной изоляции. В результате МКЗ замыкаются накоротко две рядом расположенные катушки. При МКЗ обтекаются током КЗ все витки двух рядом расположенных катушек. Витковое замыкание возникает при повреждении продольной витковой изоляции. Возможны различные виды виткового замыкания в зависимости от конструкции обмотки. При токе до -г-0 А применяются однопроводные обмотки [1]. В такой обмотке замыкаются накоротко один или несколько витков. Такое витковое замыкание называют полным (ПВЗ). В обмотке из нескольких параллельных проводов повреждение витковой изоляции (между рядом расположенными в катушке витками) вызывает замыкание между разными витками разных параллельных проводов - неполное витковое замыкание (НВЗ). При НВЗ ток замыкания ограничивается сопротивлением относительно протяженных контуров, образованных параллельными проводами между точкой их замыкания и концами обмотки (точкой спая). В многопроводных обмотках в начальной стадии повреждения витковое замыкание возможно только в виде НВЗ. Переход НВЗ в ПВЗ происходит после перегорания изоляции в месте замыкания между всеми параллельными проводами замкнувшихся витков. Ориентировочная граница мощности трехфазных трансформаторов, выше которой витковые замыкания начинаются с НВЗ, примерно равна: 6,3 МВА при напряжении кВ, МВА при ПО кВ, МВ А при 0 кВ, 5 МВ А при 0 кВ [1]. Внутренние КЗ мощных силовых трансформаторов являются, как правило, дуговыми. Электрическая дуга в точке КЗ является нелинейным элементом и может влиять на значение и форму аварийного тока. Количественно это влияние различно при разных видах КЗ в обмотке. При ПВЗ и МКЗ ток в точке КЗ достигает нескольких килоампер. При таком токе тепловая инерция дуги велика, проводимость в течение полупериода меняется незначительно, и кривая падения напряжения на дуге приближается к синусоиде. Следовательно, кривая тока при ПВЗ и НВЗ практически синусоидальна. Искажение формы тока возможно при НВЗ: возникают паузы тока, зависящие от падения напряжения на дуге и эквивалентной ЭДС замкнувшихся витков. Электрическая дуга горит в газовой среде, образованной испарением и диссоциацией масла и твердой изоляции. В, при больших токах (несколько килоампер) падение напряжения незначительно и составляет около В [1]. С учетом изложенного при ПВЗ в переплетенных обмотках и МКЗ в любых обмотках влияние дуги на значение аварийного тока несущественно. Падение напряжения на дуге имеет смысл учитывать при ПВЗ в непрерывных обмотках из одного провода, выполняемых в трансформаторах относительно небольшой мощности. Наибольшее влияние дуги имеет место при витковых замыканиях в непрерывных обмотках из-за малой эквивалентной ЭДС витков и большого падения напряжения на дуге. Полученное выражение показывает, что при малой доле замкнувшихся витков, даже при значительных /ка, токи /к в фазах со стороны питания могут быть значительно меньшими токов КЗ при повреждениях на выводах и даже меньшими номинальных токов трансформатора. Аварийный ток в сети при НВЗ весьма мал, особенно при НВЗ в непрерывных обмотках.