Защита линии 110 кВ от коротких замыканий на землю

Определим сопротивления нулевой последовательности.

Хос тах = X1с max* 1,0 = 7,35 0 м Хос min = X1с min* 1,0 = 7,35 0 м Ховл1= Хвл1*3 = 22,24*3 = 66,72 0 м Хотр max = Хтр шах- 0,9 = 220* 0,9 = 198 Ом Хотр min = Хтр min- 0,9 = 81,2 * 0,9 = 73 0 м.

Схема замещения нулевой последовательности.

Определим ток нулевой последовательности при однофазном коротком замыкании на землю в точке К1:

Со стороны системы:

Со стороны линии:

Определим ток нулевой последовательности пи двухфазном коротком замыкании на землю в точке К1:

Со стороны системы:

Со стороны линии:

Определим ток при однофазном коротком замыкании на земля в точке К2:

Со стороны системы:

Определим ток при двухфазном коротком замыкании на земля в точке К2:

Выбор уставок защиты от коротких замыканий на землю.

Первая ступень.

IсзIзз=Котс I *3Io (1,1) к max вл =1,3*0,45=0,585.

IсзIзз=Котс I *3Io (1,1) к max вл =1,3*1,134=1,47.

Третья ступень.

Коэффициенты чувствительности обеих ступеней защиты удовлетворяют требованиям.

Защита трансформатора

Согласно ПУЭ на трансформаторах должна устанавливаться следующая защита:

ь Газовая защита от внутренних повреждений трансформатора (многофазные и однофазные короткие замыкания в обмотках, а также «пожар стали» магнитопровода).

ь Дифференциальная защита (является основной защитой реагирующая на повреждения в обмотках, на выводах и в соединениях с выключателями).

ь МТЗ трансформатора (является резервной защитой в случае отказа или ремонта дифференциальной защиты).

ь Защита от перегрузок.

В процессе эксплуатации возможны повреждения в трансформаторах и на их соединениях с коммутационными аппаратами. Могут быть также опасные ненормальные режимы работы, не связанные с повреждением трансформатора или его соединений. Возможность повреждений и ненормальных режимов обуславливает необходимость установки на трансформаторах защитных устройств.

Основными видами повреждений являются многофазные и однофазные короткие замыкания в обмотках и на выводах трансформатора, а также «пожар стали» магнитопровода. Однофазные бывают двух видов: на землю и между витками обмотки (витковые замыкания). Наиболее вероятные многофазные и однофазные короткие замыкания на выводах трансформатора и однофазные витковые замыкания в обмотках. Защита от коротких замыканий выполняется с действием на отключение повреждённого трансформатора. Для ограничения размеров разрушений её выполняют быстродействующей. Но использовать для этого дифференциальные или дистанционные защиты не предоставляется возможным, Так как при малом числе замкнувшихся витков ток в поврежденной фазе со стороны питания может оказаться даже меньше значения номинального тока, а напряжения на выводах трансформатора практически не изменится.

Опасным внутренним повреждением является также «пожар стали» магнитопровода, который возникает при нарушении изоляции между листами магнитопровода, что ведёт к увеличению потерь на перемагничивание и вихревые токи. Потери вызывают местный нагрев стали, ведущий к дальнейшему нарушению изоляции. Защиты, основанные на использование электрических величин, на этот вид повреждения, тоже не реагируют, поэтому возникает необходимость в применения специальной защиты от витковых замыканий и от «пожара стали». Для маслонаполненных трансформаторов такой защитой является газовая, основанная на использовании явлений газообразования. Образование газа является следствием разложения масла и других изолирующих материалов под действием электрической дуги при витковых замыканиях или недопустимого нагрева при «пожаре стали». Электрическая дуга возникает и при многофазных коротких замыканиях в обмотках. Поэтому газовая защита является универсальной защитой от всех внутренних повреждений трансформатора. Ненормальные режимы работы трансформаторов обусловлены внешними короткими замыканиями и перегрузками. В этих случаях в обмотках трансформатора появляются большие токи (сверхтоки). Особенно опасны токи, проходящие при внешних коротких замыканиях; эти токи могут значительно превышать номинальный ток трансформатора. В случае длительного прохождения тока возможны интенсивный нагрев изоляции обмоток и её повреждения. Вместе с этим при коротком замыкании понижается напряжение сети Поэтому на трансформаторе должна предусматриваться защита, отключающая его при появлении сверхтоков.

Перегрузка трансформаторов не влияет на работу системы электроснабжения в целом, так как она обычно не сопровождается снижением напряжения. Кроме того, сверхтоки перегрузки относительно не велики и их прохождение допустимо в течении некоторого времени, так согласно нормам трансформатор можно перегрузить до 60% в течении 45 минут с учетом, того что в последующий период времени он будет недогружен. Поэтому защита трансформатора от перегрузки выполняется с действием на сигнал.