Выбор состава релейной защиты блока генератор-трансформатов электростанции, обеспечивающего его защищённость

(2.113)

в выражениях (2.112) и (2.113) ступень выдержки времени, равная 0,5 с.

Для защиты, выполненной с грубой уставкой, предназначенной для отключения блока от сети при дальнем резервировании - ток срабатывания защиты выбирается по условию согласования по чувствительности с током срабатывания защит от коротких замыканий на землю смежных элементов сети высокого напряжения.

Согласование производится с наиболее чувствительными ступенями защит:

(2.114)

где: - коэффициент отстройки, принимается равным 1,1... 1,2;

- коэффициент токораспределения токов нулевой последовательности (отношение тока в нейтрали трансформатора блока к утроенному значению тока нулевой последовательности в смежной линии, с защитой которой производится согласование);

- ток срабатывания чувствительной ступени защиты, с которой производится согласование (ток срабатывания III ступени защиты, отходящей от шин высокого напряжения). Выдержка времени защиты выбирается по условию согласования с временем действия чувствительной защиты блока:

(2.115)

Выбор уставок срабатывания специальной защиты от внешних однофазных коротких замыканий при работе блока с разземлённой нейтралью производится в зависимости от её выполнения. При выполнении специальной защиты в виде защиты напряжения нулевой последовательности (реле РНН57) вторичное напряжение принимается равным 5 В. При этом обеспечивается отстройка от максимального напряжения небаланса трансформатора напряжения, обмотки которого соединены в треугольник. При выполнении специальной защиты в виде токовой защиты обратной последовательности ток срабатывания защиты для реле РТФ-6М составляет:

(2.116)

где: - номинальный ток генератора.

Далее проводятся согласования по чувствительности защиты на блоках с заземлённой нейтралью с защитами. При работе защиты напряжения нулевой последовательности на пределе чувствительности ток нулевой последовательности в трансформаторе любого параллельного блока:

(2.117)

где: - напряжение срабатывания нулевой последовательности;

- сопротивление короткого замыкания трансформатора блока.

Минимальный ток срабатывания токовой защиты нулевой последовательности реле с более грубой уставкой каждого блока, работающего с заземлённой нейтралью:

 (2.118)

где: - коэффициент отстройки, принимается равным 1,1.

В связи с тем, что вторичное напряжение срабатывания защиты (реле РНН-57) , а номинальное вторичное напряжение трансформатора напряжения равно 100 В, относительное напряжение срабатывания .

Выражая ток срабатывания защиты нулевой последовательности по (11.10) в относительных единицах, получается:

(2.119)

где: - относительное значение напряжения короткого замыкания трансформатора (например, при ). Токовая защита обратной последовательности должна иметь более высокую чувствительность, чем токовая защита нулевой последовательности блоков, нейтрали которых заземлены. Расчётным режимом для согласования по чувствительности этих защит является короткое замыкание на линии, отключившейся с другого конца быстродействующей защитой. При этом в повреждённой линии токи нулевой и обратной последовательностей равны (). С учётом коэффициента токораспределения этому соответствует соотношение:

(2.120)

где: - ток нулевой последовательности в защите блока;

, - коэффициенты токораспределения соответственно нулевой и обратной последовательностей блоков;

- ток срабатывания обратной последовательности (для реле РТФ-6М и при применении ступенчатой токовой защиты обратной последовательности). Минимальный ток срабатывания защиты нулевой последовательности (реле с более грубой уставкой) для блоков, работающих с заземлённой нейтралью, можно выразить:

(2.121)

где: коэффициент отстройки, принимается равным 1,1.

Таким образом, токовая защита нулевой последовательности на блоках с заземлённой нейтралью при применении на блоках с заземлённой нейтралью защиты напряжения нулевой последовательности, как правило, менее чувствительна, чем при применении токовой защиты обратной последовательности. В то же время преимуществом применения защиты напряжения нулевой последовательности является независимость чувствительности защиты от количества заземлённых нейтралей. Согласование по чувствительности токовой защиты нулевой последовательности со специальной защитой, выполняемой с использованием или , должно производиться соответственно по выражению (2.119) или (2.121). Выдержка времени специальной защиты, предназначенной для отключения блока при его работе с разземлённой нейтралью трансформатора, применяется на ступень меньше выдержки времени токовой защиты нулевой последовательности с грубой уставкой тока срабатывания, предназначенной для отключения блока при работе трансформатора с заземлённой нейтралью:

(2.122)

При таком выборе выдержки времени и коротком замыкании на землю в сети высокого напряжения обеспечивается отключение блоков с незаземлённой нейтралью трансформатора раньше, чем отключаются блоки с заземлённой нейтралью.

Чувствительность защиты проверяется при коротких замыканиях на землю в расчётной точке в конце резервируемого участка по выражению:

(2.123)

где: - ток нулевой последовательности в месте установки защиты для режима работы системы и месте металлического короткого замыкания, обусловливающих наименьшее значение тока в месте установки защиты.

Значение коэффициента чувствительности должно быть:

для токовой чувствительной защиты при коротком замыкании в конце зоны резервирования более грубой защиты;

для токовой более грубой защиты, выполняющей функции дальнего резервирования, при коротком замыкании в конце зоны резервирования.

2.13 Контроль изоляции на стороне низкого напряжения

При использовании для контроля реле типа РН-53/60 минимальное напряжение срабатывания составляет:

(2.124)

При такой уставке обеспечивается отстройка от напряжения небаланса, обусловленная напряжениями первой и третьей гармоник.

Выдержка времени принимается порядка 9 с.

2.14 Защита от перегрузки обмотки статора

Защита от симметричной перегрузки выполняется на токовом реле типа РТВК с высоким коэффициентом возврата .

Ток срабатывания защиты:

(2.125)

где: - коэффициент отстройки, принимается равным 1,05;

- коэффициент возврата, принимаемый равным 0,99.

Защита действует на сигнал с выдержкой времени 6... 9 с.

2.15 Защита ротора генератора от перегрузки током возбуждения с интегральной зависимой характеристикой выдержки времени

Защита ротора генератора от перегрузки током возбуждения с интегральной зависимой характеристикой выдержки времени типа РЗР-1М содержит четыре основных органа:

-входное преобразовательное устройство;

-пусковой орган;

-сигнальный орган;

-интегральный орган.

Входное преобразовательное устройство обеспечивает согласование относительных значений тока в измерительных органах РЗР-1М и в роторе генератора.

Пусковой орган.

Диапазон уставок пускового органа в относительных единицах к току ротора может регулироваться в пределах от 1,05 до 1,25. Пусковой орган имеет коэффициент возврата не менее 0,95. Целесообразно устанавливать

(2.126)

Сигнальный орган.

Диапазон уставок сигнального органа по составляет от 1,0 до 1,2 и коэффициент возврата не менее 0,95. Рекомендуется принимать

(2.127)

Выдержка времени действия сигнального органа защиты принимается .

Интегральный орган.

Интегральный орган, имеющий две ступени срабатывания, учитывает накопление тепла в роторе при перегрузке и охлаждении ротора после устранения перегрузки. Защита РЗР-1М выпускается в двух исполнениях, отличающихся характеристиками выдержки времени. На блоках с генераторами мощностью 1000 МВт принимается к установке первое исполнение с меньшим временем срабатывания защиты. Интегральный орган защиты на турбогенераторах с тиристорным возбуждением выполняется с трёхступенчатым действием:

- I ступень используется для двухступенчатой разгрузки генератора;

- II ступень - для действия на его отключение.

На турбогенераторах с высокочастотным возбуждением эта защита имеет двухступенчатое действие:

- I ступень действует на устройство ограничения форсировки;

- II ступень - на отключение блока.

Двухступенчатая разгрузка генератора действует с выдержкой времени первой ступени на развозбуждение генератора через цепи АРВ, а второй - на отключение АРВ. Выдержки времени ступеней защиты, осуществляющих разгрузку, не превышают времени действия по тепловой характеристике генератора и устанавливаются при наладке. Для ступеней интегрального органа, действующих на сигнал и на отключение генератора, в приложении даны характеристики срабатывания на максимальных уставках по времени срабатывания для первого и второго исполнения защиты. Уставки по времени могут плавно снижаться в сторону уменьшения до 0,5 от приведённых значений. В процессе проектирования уставки интегрального органа защиты РЗР-1М не выбираются, а определяются при подключении к генератору.

Литература:

1. Вавин В.Н. Релейная защита блоков генератор-трансформатор./B.Н. Вавин. М: Энергоиздат, 1982. -253 с.

2. Руководящие указания по релейной защите. Релейная защита понижающих трансформаторов и автотрансформаторов 110 - 500 кВ. -Выпуск 13Б. М.: Энергоатомиздат, 1985. - 95 с.

3. Какуевицкий Л.И., Смирнова Т.В. Справочник реле защиты и автоматики. -М.: Энергия, 1972. 343 с.

4. Королёв Е.П., Либерзон Э.М. Расчёты допустимых нагрузок в токовых цепях релейной защиты./Э.М.Либерзон,Е.П.Королёв -М.: Энергия, 1980.-208 с.

5. Углов А.В. Методические указания по выполнению курсового проектирования по дисциплине «Эксплуатация релейной защиты». - Севастополь.: СИЯЭиП, 1999.-75с.

6. Конспект лекций по курсу “Эксплуатация релейной защиты”.