LABORATORIUM ELEKTROENERGETYCZNEJ AUTOMATYKI ZABEZPIECZENIOWEJ

Temat : Zabezpieczenie transformatora za pomocą zespołu automatyki zabezpieczeniowej ZT-20.

Data wyk. ćwicz.2001.04.23

Grupa ED 8.5

Kamil Maruszak

Piotr Wiącek

I.Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest praktyczne sprawdzenie oraz zapoznanie się ze sposobem działania zabezpieczeń typu SMAZ ZT-10 i ZT-20 w modelu.

II.Wykonanie ćwiczenia.

1.Dobór zabezpieczenia różnicowego transformatora.

Dane:

S_NT = 16MV⋅A ; grupa połączeń Yd 11 ; 116/15 kV ; S_zw = 1100MV⋅A

U_z% = 11%

1) Dobór przekładników prądowych.

a) strona pierwotna

→

b) strona wtórna

→

2) Wyznaczenie relacji pomiędzy przekładnią transformatora υ_T a przekładniami prądowymi n₁ i n₂ aby podczas normalnej pracy w obwodach różnicowych nie płynął prąd.

Wielkości
,
,
nie powodują zmian wartości prądu, przesuwają jedynie wektory prądu na płaszczyźnie, tak więc:

⇒
(1)

Zależność ta nie jest jednak spełniona z uwagi na fakt, iż zasady stopniowania przekładni znamionowych transformatorów są inne niż przekładników prądowych.

≠

Przyjmując przekładnię przekładników po stronie wtórnej transformatora 650/5, przekładnia przekładników po stronie pierwotnej powinna być:

n₁⇒ 150/5

Nawet po uwzględnieniu zależności (1) w obwodach różnicowych zabezpieczenia będzie płynął pewien prąd. Jeżeli prąd I przekracza 5% większego z prądów to należy zastosować dodatkowe autotransformatory wyrównawcze.

Sprawdzamy, czy istnieje konieczność korygowania prądów w obwodzie różnicowym:

>

stąd

<

czyli prąd I_% stanowi poniżej 5% - nie ma potrzeby stosowania dodatkowych transformatorów wyrównawczych.

3) Dobór zabezpieczenia.

a) odstrojenie od udarów prądu magnesującego

b) odstrojenie od prądów wyrównawczych przy zwarciach zewnętrznych

Warunek odstrojenia sprawdzamy dla zwarcia trójfazowego zlokalizowanego po stronie dolnego napięcia transformatora.

*prąd zwarcia

*prąd wyrównawczy

przyjmując k_b=2

c) zachowanie odpowiedniej czułości przy zwarciach wewnętrznych

Dla zwarcia dwufazowego po stronie DN transformatora minimalny prąd zwarcia

( przeliczony na stronę 116kV ) wyniesie:

dla k_c=2

Biorąc pod uwagę wartości wyznaczone w punktach a, b i c prąd rozruchowy zabezpieczenia różnicowego powinien być przyjęty:

2.Sprawdzenie funkcjonalności działania poszczególnych zabezpieczeń.

Rys.2.1. Schemat stanowiska laboratoryjnego ( A,B,C,D,E,F - miejsca zwarcia ).

Tablica 1

Lp.	Miejsce zwarcia	Reakcja zabezpieczeń
1	A	Żadne zabezpieczenie nie działa.
2	B	Pobudzenie zabezpieczenia zwarciowego ( I>> ) i przeciążeniowego ( I> ) ZT-20. Zadziałanie zabezpieczenia zwarciowego ZT-20. Otwarcie wyłączników W1 i W2.
3	C	Zadziałanie zabezpieczenia różnicowego ( I ) ZT-20. Otwarcie wyłączników W1 i W2.
4	D	Pobudzenie zabezpieczenia nadmiarowo prądowego zwarciowego ( I>> ) ZT-20. Zadziałanie zabezpieczenia różnicowego ( I ) ZT-20. Otwarcie wyłączników W1 i W2.
5	E	Pobudzenie zabezpieczenia przeciążeniowego ( I> ) ZT-20. Zadziałanie zabezpieczenia nadmiarowo prądowego zwarciowego ( I>> ) ZT-20. Otwarcie wyłączników W1 i W2.
6	F	Pobudzenie zabezpieczenia zwarciowego ( I>> ) i przeciążeniowego ( I> ) ZT-20. Zadziałanie zabezpieczenia zwarciowego ( I>> ) ZT-10. Otwarcie wyłącznika W2.

3.Wnioski.

Celem przeprowadzonego ćwiczenia było zapoznanie się ze sposobami zabezpieczeń transformatorów za pomocą zespołów zabezpieczeń ZT-10 i ZT-20. Zespół zabezpieczeń transformatora ZT-10 jest przeznaczony do zabezpieczeń strony średniego napięcia transformatorów rozdzielczych 110kV / SN o mocy do 63MV⋅A. Zabezpieczenie ZT-20 służy natomiast do zabezpieczeń strony WN transformatorów mocy dwu- i trójuzwojeniowych w stacjach uproszczonych.

W pierwszej części ćwiczenia dokonaliśmy obliczeń prądu rozruchowego zabezpieczenia różnicowego wg. danych zaproponowanych przez prowadzącego. Następnie przeprowadzaliśmy zwarcia w punktach oznaczonych na rysunku 2.1. i obserwowaliśmy działanie zabezpieczeń.

W przypadku zwarcia w punkcie A żadne zabezpieczenie nie zadziałało, gdyż prąd w ogóle nie popłynął przez przekładniki zabezpieczeniowe.

Zwarcie w punkcie B spowodowało pobudzenie zabezpieczenia nadmiarowo prądowego zwarciowego oraz zabezpieczenia przeciążeniowego w zespole ZT-20. Ponieważ czas ustawiony dla zabezpieczenia zwarciowego wynosił tylko 0,4s

( prąd 6A ), a dla zabezpieczenia przeciążeniowego 1,5s ( 3A ) więc zadziałało zabezpieczenie zwarciowe i zostały otwarte oba wyłączniki.

Zwarcie w punkcie C jest zwarciem w strefie chronionej przez zabezpieczenie różnicowo-prądowe wzdłużne. Zwarcie spowodowało zatem zadziałanie tego zabezpieczenia w zespole ZT-20.

Zwarcie w punkcie D powoduje pobudzenie zabezpieczenia zwarciowego ZT-20 o nastawach I=6A, t=0,6s ale działa zabezpieczenie różnicowe.

Zwarcie w punkcie E powoduje pobudzenie zabezpieczenia przeciążeniowego ZT-20

( I=3A; t=1,5s ) oraz zadziałanie zabezpieczenia zwarciowego ZT-20 ( I=6A; t=0,6s ). Otwarte zostają oba wyłączniki. Zabezpieczenie różnicowe nie ma prawa zadziałać.

Zwarcie e punkcie F pobudza zabezpieczenia zwarciowe i przeciążeniowe w zespole ZT-20 o nastawach jak w poprzednim punkcie. Zadziała natomiast zabezpieczenie zwarciowe ZT-10 ( nastawy: I=6A; t=0,4s ). Otwarciu ulegnie jedynie wyłącznik W2. To jedyny przypadek zwarcia, który powoduje otwarcie wyłącznika tylko po stronie SN.

1

5

k k k

k k k

k k k

k k k

ZT - 10

1

2

3

ZT - 20

1

3

5

7

8

9

10

11

12

13

14

R S T

A

B

C

D

E

F

POLITECHNIKA LUBELSKA

Wydział Elektryczny