Шкаф защиты автотрансформаторов 35-500 кВ

Назначение:
Предназначен для выполнения функций основной и резервной защит, автоматики двух-обмоточного или трех-обмоточного трансформатора с напряжением 35-500 кВ.
Шкаф защиты трех-обмоточного (двух-обмоточного) трансформатора в зависимости от типа исполнения предназначен для выполнения следующих функций:

основных защит трех-обмоточного (двух-обмоточного) трансформаторов с возможностью переключения на цепи обходного выключателя;
резервных защит трех-обмоточного (двух-обмоточного) трансформатора стороны ВН;
регулирования коэффициента трансформации под нагрузкой;
резервных защит трех-обмоточного (двух-обмоточного) трансформатора и автоматики управления выключателем стороны ВН;
релейной защиты и автоматики вводов.

Шкаф защиты трансформатора гарантирует, что любые неисправности, которые могут возникнуть, будут быстро обнаружены, так что последующие повреждения будут сведены к минимуму. Особым вариантом является автотрансформатор, в котором, в отличие от полного трансформатора, преобразование напряжения и тока осуществляется не двумя независимыми обмотками, а использует часть обмотки с обеих сторон, что позволяет значительно более компактную конструкцию.

Шкаф предназначен для работы в следующих условиях :
а) номинальные значения климатических факторов внешней среды при этом :
- нижнее предельное рабочее значение температуры окружающего воздуха
- минус 5°С ( без выпадения инея и росы);
- верхнее предельное рабочее значение температуры окружающего воздуха- 45°С;
-верхнее рабочее значение относительной влажности воздуха
- не более 80% при 25°С;
- высота над уровнем моря - не более 2000 м;
- окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая токопроводящей пыли, агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих изоляцию и металл;
- место установки шкафа должно быть защищено от попадания брызг воды, масел, эмульсий, а также от прямого воздействия солнечной радиации;
б) рабочее положение шкафа в пространстве
– вертикальное с отклонением от рабочего положения до 5° в любую сторону.

Конструкция:
Основным элементом шкафа является инновационное, многофункциональное и гибкое микропроцессорное устройство. Дополнительно в шкафу предусмотрена одна группа испытательных блоков, одна группа оперативных переключателей и комплект вторичной коммутации. Вся аппаратура шкафа организована по монтажным единицам.
Конструктивно шкаф представляет собой несущую цельносварную раму из металлического профиля специальной формы с закрепленной на ней оболочкой, выполненной из листовой окрашенной стали. Шкаф обеспечен монтажным основанием – цоколем высотой 100 мм, предусматривает двухстороннее обслуживание и имеет лицевую и заднюю двери. Задняя дверь выполняется из двух симметричных створок и обеспечивает удобный доступ к аппаратуре, размещенной внутри шкафа. Лицевая дверь сплошная с прозрачным окном для контроля индикации микропроцессорного устройства и визуального контроля положений оперативных переключателей и испытательных блоков, расположенных на лицевой стороне шкафа за дверью. На лицевой и обратной сторонах шкафа предусмотрены козырьки высотой 100 мм для оперативных наименований.
Микропроцессорное устройство, оперативные переключатели и испытательные блоки встроены в стандартные наборные лицевые панели на лицевой стороне шкафа методом утопленного монтажа и располагаются на высоте от 700 до 1700 мм от уровня пола. Неиспользуемые отверстия в стандартных лицевых панелях закрыты декоративными заглушками. Аппаратура вторичной коммутации размещена внутри шкафа на монтажных платах и рейках.
Внутренний монтаж шкафа выполнен медным многожильным проводом, уложенным в короба. Сечение провода внутреннего монтажа не менее 2,5 мм2 для токовых цепей и не менее 1,0 мм2 для контрольных цепей и цепей напряжения. Аппаратура шкафа и внутренний монтаж имеют соответствующую маркировку.
В шкафу предусмотрена лампа освещения, коммутируемая концевым выключателем двери. Цепи освещения и розетки, предназначенные для удобства технического обслуживания, питаются переменным напряжением 220 В и защищены автоматическим выключателем. На лицевой стороне шкафа расположена общая лампа сигнализации неисправности и срабатывания защит.
Оболочка шкафа, двери, монтажные платы и открытые проводящие части установленной аппаратуры имеют электрическую связь с рамой шкафа. Рама шкафа присоединяется к контуру заземления объекта для обеспечения электробезопасности обслуживающего персонала

К основным устройствам автоматики относят:
– автоматическое повторное включение (АПВ). Практика эксплуатации энергосистем показала, что значительное число КЗ имеет неустойчивый проходящий характер. При снятии напряжения с поврежденной установки электрическая прочность изоляции вместе повреждения быстро восстанавливается и установка вновь включается устройством АПВ в работу безосмотра и ремонта;
– автоматическое включение резервного питания, или автоматический ввод резерва (АВР). Автоматический ввод резерва подключает резервный источник питания (трансформатор, линию) при исчезновении питания от рабочего источника. Существуют также следующие виды технологической автоматики:
– автоматическое регулирование возбуждения генераторов и синхронных двигателей (СД) (АРВ);
– автоматическое регулирование положения переключателя регулятора под нагрузкой (РПН) силового трансформатора;
– автоматика охлаждения силовых трансформаторов;
– определение места повреждения на линии электропередачи (ОМП).
К противоаварийной режимной автоматике относят автоматическую частотную разгрузку (АЧР) и автоматическое включение потребителей, отключенных действием АЧР, после восстановления частоты (ЧАПВ). Автоматическое регулирование возбуждения генераторов и синхронных двигателей. Эта автоматика управляет величиной тока возбуждения и воздействует на систему возбуждения генератора или синхронного двигателя. Измерительные органы АРВ контролируют напряжение и ток генератора и поддерживают напряжение на выводах генератора согласно принятому закону регулирования. Автоматическое регулирование напряжения силового трансформатора (АРНТ) устанавливается на трансформаторах, оснащенных устройствами регулирования напряжения под нагрузкой (РПН). Автоматика регулирует уровень напряжения на шинах низшего напряжения (НН) или среднего напряжения (СН) трансформатора путем переключения количества витков на стороне высшего напряжения(ВН) трансформатора.

Основные функции:

автоматическое поддержание напряжения в заданном диапазоне с коррекцией уровня напряжения по току нагрузки;
управление электроприводами РПН в импульсном и непрерывном режимах;
контроль положения РПН и вывод текущей ступени на внешний индикатор;
контроль исправности приводов РПН;
одновременный контроль двух систем шин;
оперативное переключение регулирования с одной системы шин на другую;
оперативное изменение напряжения поддержания;
блокировка регулирования при перегрузке по току, при пониженном и повышенном напряжении, при повышенном напряжении нулевой или обратной последовательности, а также по входным - сигналам и при неисправности электропривода РПН;
наличие режима ручного управления электроприводом РПН.

Принцип действия:
ДЗТ обеспечивает защиту от всех видов коротких замыканий внутри бака и выполнена в виде двухканальной дифференциальной токовой защиты, содержащей чувствительное реле и отсечку. Чувствительное реле ДЗТ имеет тока-зависимую характеристику с уставкой по начальному току срабатывания. Дифференциальная отсечка предназначена для обеспечения надежной работы при больших токах повреждения в зоне действия защиты.
Для отстройки ДЗТ от бросков токов намагничивания контролируется уровень второй гармоники в дифференциальном токе.
МТЗ на всех сторонах трансформатора выполняется в трехфазном исполнении и содержит: реле максимального тока, при этом МТЗ НН1 и МТЗ НН2 имеют две ступени; реле выдержки времени для действия на выключатели каждой из сторон трансформатора; пусковые органы по напряжению, реагирующие на уменьшение междуфазных напряжений и на увеличение напряжения обратной последовательности.
АУВ формирует сигналы на включение и отключение выключателя по командам «Включить» и «Отключить», обеспечивает контроль положения выключателя «Включено» и «Отключено», фиксацию положения выключателя, содержит защиты от не полно-фазного режима и от не переключения фаз выключателя.
АПВ обеспечивает однократное автоматическое повторное включение выключателя. Пуск АПВ реализован без контроля напряжений на шинах («слепое» АПВ).
Автоматический регулятор коэффициента трансформации осуществляет автоматическое поддержание напряжения в заданных пределах и ручное регулирование напряжения, блокировку работы РПН при обнаружении неисправности привода РПН и блокировку РПН от внешних сигналов.

Особенности защиты:

Некоторые основные технические параметры, относящиеся к трансформаторам, включают:
1. Номинальная мощность: относится к номинальной выходной мощности трансформатора при недооцененных рабочих условиях;
2. Номинальное напряжение: значение напряжения на клеммах без нагрузки и номинального ответвления;
3. Потери холостого хода: потери в трансформаторе без нагрузки (также называемые потерями в стали);
4. Ток холостого хода: в условиях холостого хода значение тока, протекающего через обмотку первичной стороны;
5. Потери при коротком замыкании: потери (в основном вызванные сопротивлением катушки), вызванные номинальным током на первичной стороне и вторичным коротким замыканием;
6. Концепция ответвлений (ответвлений): для удовлетворения потребностей в работе энергосистемы трансформаторы общего назначения имеют ответвления на стороне высокого напряжения. Значения напряжения этих ответвлений выражаются в процентах от номинального напряжения, так называемого напряжения ответвлений.
7. Активная нагрузка: нагрузка, генерирующая механическую или тепловую энергию в энергосистеме.
Но чисто резистивная нагрузка в нагрузке потребляет только активную мощность, например, электрическое отопление, электрическая печь, освещение и другие электрические нагрузки являются полностью активными нагрузками.
Нагрузка асинхронных двигателей и синхронных двигателей потребляет активную мощность и реактивную мощность одновременно, а часть, которая генерирует энергию машины в результате работы, принадлежит активной нагрузке.
Активная нагрузка должна обеспечиваться активной мощностью генератора.
8. Реактивная нагрузка: часть электрической нагрузки, которая не работает.
Реактивная мощность потребляется только в индуктивных нагрузках. Такие как трансформаторы, двигатели, кондиционеры, холодильники и т. д. Таким образом, хотя генератор выдает активную мощность, он также должен обеспечивать реактивную мощность. Когда реактивная мощность не соответствует мощности сети, напряжение в системе падает. Чтобы удовлетворить потребности пользователей, на подстанции должен быть установлен компенсатор реактивной мощности, чтобы поддерживать баланс реактивной мощности, чтобы можно было поддерживать уровень напряжения.
9. Аварийный резерв: одна из составляющих резервной мощности в энергосистеме.
Поскольку в энергетическом оборудовании могут возникать временные или постоянные отказы, влияющие на энергоснабжение, система должна быть оборудована определенным количеством аварийных резервных источников питания для обеспечения безопасности энергообъектов.
10. Разборка системы: для предотвращения сбоя системы и аварийного расширения вся энергосистема разбивается на несколько независимых систем, которые больше не синхронизированы.

Технические характеристики:

Масса, кг	до 250
Потребляемая мощность, Вт	до 120
Типовой цвет	RAL 7035
Наработка на отказ, ч (с БМРЗ)	125000
Средняя продолжительность технического обслуживания, не более, ч	2
Температура рабочая, °С	от — 25 до +55
Температура транспортировки, °С	от — 45 до +60
Относительная влажность воздуха	до 98%
Сейсмостойкость, балл по MSK-64	9
Степень защиты, не ниже	IP42
Категория размещения	3
Атмосфера	II (промышленная)
Условия хранения по ГОСТ 15150	1(Л)
СМК предприятия	ISO9001
Гарантийный срок эксплуатации, лет	5
Средний срок службы, лет	30

Устройства шкафов не должны ложно срабатывать при снятии и подаче постоянного оперативного тока, а также при однократных перерывах питания с последующим его восстановлением. Время готовности после подачи напряжения оперативного питания не превышает 100 с. Устройства шкафов сохраняют работоспособность при перерывах питания оперативным постоянным током на время до 0,4 с.

Перейти в другие разделы:

Вернуться к списку