Защита от однофазных замыканий на землю обмотки статора ГЦН

2.14 Защита от однофазных замыканий на землю обмотки статора ГЦН

Ток срабатывания ненаправленной токовой защиты выполненной на реле типа РТЗ-51 подключенного к ТТНП без подмагничивания, рассматриваем из условия несрабатывания –защиты при внешнем однофазном замыкании на землю

где  - установившееся значение собственного емкостного тока защищаемого присоединения

 - коэффициент отстройки равен 1,25

 - коэффициент учитывающий бросок собственного емкостного тока в момент зажигания дуги равный 2,2

Значение  определяется как сумма емкостных токов двигателя  и линии  от места установки ТТНП до линейных выводов двигателя

где  - номинальная полная мощность электродвигателя МВА

 - номинальное напряжение двигателя кВ

где  - собственный емкостной ток единицы длины линии А/км

l – длина линии км

m – число проводов кабелей в фазе линии

собственный емкостной ток двигателя

Ток срабатывания защиты минимальный равен 1,33 А, максимальный 5,66 А. Уставка реле с током срабатывания защиты от замыканий на землю 1,51 А входит в эту зону.

3. Разработка систем автоматики 3.1 Автоматическое включение синхронных машин на параллельную работу

Точная автоматическая синхронизация предназначена для выполнения без участия человека операций по включению синхронных машин на параллельную работу при завершении их пуска, а так же при воссоединении на параллельную работу посредством трехфазного автоматического включения (ТАПВ) частей энергосистемы.

Идеальные условия включения синхронных машин на параллельную работу требуют равенства напряжений и частот машины и системы, а так же совпадения фаз напряжений в момент замыкания контактов выключателя. В таких условиях машина не испытывает динамических воздействий со стороны системы. При ТАС соответствующими устройствами условия включения максимально приближаются к идеальным. После этого с учетом времени включения выключателя автоматически выбирается момент подачи команды на включение с расчетом, чтобы сдвиг фаз напряжений (угловая ошибка синхронизации) в момент замыкания выключателя не превосходил расчетного значения. ТАС обладает техническим и экономическим эффектом т.е. исключение последствий возможных ошибок человека-оператора, ограничение испытываемых машинами воздействий расчетными допускаемыми значениями, предотвращающими повреждение или преждевременный износ.

  3.2 Противоаварийная автоматика

Современные ЭЭС представляют собой большие автоматизированные системы, функционирование которых невозможно без наличия комплекса автоматических устройств. Среди этого комплекса одно из первых мест занимает УПА, предназначенные для обеспечения надежности и бесперебойности электроснабжения потребителей, локализации аварийных возмущений тем или иным участком ЭЭС и предотвращения развития аварий в системные.

Системные аварии развиваются лавинообразно и сопровождаются нарушением устойчивости, разделение ЭЭС на несинхронные работающие части с возникновением дефицита активной и реактивной мощности в отдельных узлах ЭЭС, последствием чего может быть останов агрегатов электростанции в связи со снижением производительности механизмов собственных нужд АЭС и нарушением электроснабжения потребителей.

Быстрота развития системных аварий требует дополнения автоматики управления нормальными режимами противоаварийным управлением, осуществляемым средствами ПА. Поскольку действием устройств защиты, АПВ, АВР, и АЧР в современных энергосистемах не удается предотвратить повреждение оборудования и нарушение устойчивости, вызывающие отключение потребителей и экономический ущерб, предусматриваются четыре основные группы УПА.

Ø  Устройства автоматики предотвращающей нарушение устойчивости (АПНУ) и специальная автоматика отключения нагрузки (САОН), повышающие эффективность использования оборудования и предназначенные для предотвращения нарушения устойчивости. Эти устройства действуют при опасных перегрузках линий электропередач при нарушениях схем в результате КЗ и без таковых, при кратковременных неполнофазных режимах, в цикле ОАПВ и производит дозирование УВ на разгрузку линий электропередач и электростанций в избыточной части ЭЭС, на быстрое повышение генерирующей мощности и отключение части неответственных потребителей в дефицитной части ЭЭС.

Ø  Устройства АЛАР, ликвидирующие АР или предотвращающие его возникновение, осуществляют ДС по признакам возникающего или возникшего АР или по факту аварийной ситуации, неизбежно вызывающему нарушение синхронизма.

Ø  Устройства, предназначенные для ограничения опасных понижений или повышений частоты и напряжений (АОЧ, АОН, АЧР). При понижении частоты АЧР действует на отключение части нагрузки (ОН).

Ø  При понижении напряжения ПА действует на отключение части шунтирующих реакторов (ОР), на форсировку возбуждения (ФВ).

Ø  При повышении напряжения АОН действует на отключение линий электропередач 750 кВ, являющихся источником реактивной мощности.

Ø  Устройства, восстанавливающие питание потребителей и нормальных схем ЭЭС и режимов (АВР, АПВ линий, трансформаторов, шин).

  3.3 Однократное ТАПВ

Основным видом АПВ линий являются однократное ТАПВ. На ответственных линиях однократное ТАПВ комбинируется с однократным ОАПВ, поскольку большинство КЗ на линиях высокого напряжения однофазные, отключение только одной поврежденной фазы повышает устойчивость электропередачи. Устройство ОАПВ отключает поврежденную фазу при КЗ одной фазы на землю и обеспечивает ее повторное включение через промежуток времени, достаточный для погасания дуги в месте повреждения. Важной частью ОАПВ являются органы выбора поврежденной фазы, избирательные органы (ИО), которые устанавливаются по обоим концам линии.

Требования предъявляемые к ИО:

-  правильно выбрать поврежденную фазу при КЗ одной фазы на землю;

-  отличать КЗ одной фазы на землю от КЗ двух фаз на землю;

-  защищать линию от повреждений, могущих возникнуть на оставшихся в работе фазах в цикле ОАПВ;

-  не срабатывать в неполнофазном режиме цикла ОАПВ от токов нагрузки;

-  иметь высокую чувствительность к КЗ через переходное сопротивление.

 
4. Спецвопрос

С ростом количества энергетических объектов, широким использованием воздушных выключателей, увеличением длительности эксплуатации объектов и как следствие старением изоляции контрольных кабелей, возросла вероятность самовключения блочных выключателей. В связи с этим улучшения схем управления блочными выключателями, предупреждение возможности их самопроизвольного включения стал актуальным.

С целью повышения надежности работы энергетических объектов, предупреждения возможности самоключения блочных выключателей проводим реконструкцию схемы управления блочных выключателей.

Схема блочного выключателя характеризуется двумя особенностями: не допускает много разового включения на короткое замыкание и отсутствие цепей АПВ. Эти особенности позволяют достаточно просто исполнить основное требование реконструкции – предотвратить самоключение выключателя при всех возможных повреждениях в цепях включения автоматическим выведением из действия цепей включения по факту любого отключения блочного выключателя, используя готовую схему блокирования многоразового включения на кз. Такое исполнение обеспечивает максимальное использование элементов существующей схемы управления при минимальных материальных и трудовых затратах на реконструкцию. Обеспечение основного требования – автоматического использования включения выключателя при любых повреждениях в электрических цепях управления на все время остановки блока – придает решению ряд дополнительных преимуществ:

-  Практически не нужна защита выявления асинхронного режима самовключения, она нужна только в случае включения через неисправность воздушной системы управления;

-  снимается проблема срочного отключения разъединителей, применения дистанционного управления, выполнение которого в условиях эксплуатации весьма затруднительно.

Дополнительные цепи которые вместе со схемой блокировки многоразового включения выключателя на кз устраняют возможность самовключения выключателя выделены на чертеже утолщенными линиями. В основном схема управления остается без изменений.

В схеме блокировки используется реле KBS с обмотками последовательного (токовая) и параллельного (напряжения) включения. По токовой обмотке, включенной последовательно в цепь с катушкой отключения, при всех отключениях выключателя срабатывает реле KBS, немедленно блокируя цепь катушек включения размыканием своих нормальнозамкнутых контактов. Для устранения возможностей самовключения при всех вариантах повреждений реле KBS переводится на фиксированный самоподхват от оперативного "+" через свои нормально разомкнутые контакты.

Схема блокировки начинает действовать при каждом отключении выключателя и переходит в режим самоудерживания на время наличия оперативного тока.

При реконструкции выполнен постоянный вывод цепей включения с контролем дежурящего импульса в цепях включения для автоматической блокировки цепей включения при операциях по вводу этих цепей.

В схеме управления выключателей выполнен дополнительный разрыв цепей питания соленоидов включения со стороны "-" оперативного тока.

5. Охрана труда при эксплуатации релейной защиты

К выполнению работ по техническому обслуживанию и ремонту устройств РЗА электрооборудования АЭС с применением переносной испытательной аппаратуры и приборов допускаются лица, достигшие 18 лет при выполнении следующих условий.

1.  Прошедшие медицинское освидетельствование и имеющие положительное заключение.

2.  Прошедшие вводный инструктаж по охране труда, первичный инструктаж на рабочем месте.

3.  Прошедшие проверку знаний по производственным инструкциям и инструкций по охране труда, технике безопасности, пожарной безопасности, радиационной безопасности, технике эксплуатации с записью в удостоверении.

Характеристика действующих на персонал РЗА опасных и вредных производственных факторов на рабочих местах:

-  ОРУ 750 кВ и пристанционные узлы блоков – напряженность электрического поля до и более 5кВ/м; технологические вибрации и шумы (компрессорная); температура окружающей среды от -20°С зимой до +40°С летом; наличие напряжения на токоведущих частях до 750 кВ включительно; грузоподъемные механизмы; масло- и воздухо- наполненное взрывоопасное оборудование;

-  машинные залы, ЭЭТ4, РДЭС, БИС, ОВА - электромагнитные поля до 5 кВ/м; постоянные, прерывистые и импульсные шумы; транспортные и технологические операции; наличие грузоподъемных механизмов; аэрозоли минеральных нефтяных масел; повышение температуры окружающей среды; вибрации, наличие рабочего напряжения на токоведущих частях 0,2-24 кВ; совмещенные работы и испытания; технологическое оборудование и трубопроводы;

-  реакторные отделения, спецкорпус ХТРО – ионизирующие излучения, радиоактивные загрязнения, газоаэрозоли. Основные источники радиационной опасности: ГЦН, электродвигатели и механизмы систем безопасности, оборудование СВО, оборудование вентсистем, бассейны выдержки и перегрузки топлива, хранилище радиационных отходов, все помещения контролируемой зоны, где проводится проверка цепей вторичной коммутации РЗА.

6. Инструкция по технике безопасности 6.1 ТБ перед началом работы

Задание выдается с записью в журнале производственных заданий бригады под роспись исполнителей с производством текущего инструктажа по безопасному производству предстоящих работ.

В соответствии с производственными нарядами оформляются наряды допуски или выдаются распоряжения. При работе в контролируемой зоне предварительно выдается дозиметрический наряд. Наряды сдаются накануне производственных работ: электрический на соответствующий монтерский пункт, дозиметрический – в специальный ящик спецкорпуса.

Работы в действующих электроустановках выполняются по нарядам и распоряжениям. По дозиметрическим нарядам выполняются:

-  инспекционный обход электрооборудования контролируемой зоны;

-  проверка цепей РЗА электрооборудования первого и второго контура;

-  проверка цепей РЗА электрооборудования спецводоочистки, спецгазоочистки;

-  все работы в контролируемой зоне связанные с возможным облучением персонала.

Производственные задания по изготовлению приспособлений, испытательной техники, подготовки оснастки и инструмента в мастерских выдаются с записью в журнал выдачи сменных заданий и нарядом или распоряжением не оформляются.

Выдача нарядов и распоряжений, допуск, надзор во время работ, перевод на другое рабочее место, перерывы в работе и окончание выполняются в соответствии с "Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок". Подготовку рабочего места производит оперативный персонал с выполнением необходимых отключений, принятие мер по недопущению самопроизвольных включений, созданию видимых разрывов, установки переносных или стационарных заземлений. Непосредственно перед допуском руководитель работ обязан совместно с допускающим проверить выполнение вышеуказанных мер безопасности, дополнительно проверить отсутствие напряжения и только после этого допускать боигаду к работе. При допуске бригада должна быть проинструктирована допускающим, руководителем работ по безопасной организации и производству предстоящих работ. При работе с испытательной аппаратурой (переносными стендами) перед производством работ необходимо заземлить стенд на контур заземления медными проводами сечением не менее 4 мм².

На территории АЭС, в РУ 0,4кВ:750кВ, машинных залах, в обстройках и реакторных отделениях блоков обязательно ношение защитных касок, за исключением щитов управления.

6.2 ТБ во время работы

При производстве работ на рабочем месте должны быть предусмотрены (кроме общих требований): удобное расположение измерительных приборов на столах, достаточное освещение рабочего места; сборка схем проверки проводами имеющими надежную изоляцию; рубильники или автоматы надежно закрепленные и обеспечивающие безопасное, быстрое и надежное снятие напряжения с временно собираемых испытательных схем.

При необходимости разрыва токовых цепей они должны быть предварительно замкнуты перемычкой, установленной до предполагаемого места разрыва (считая от трансформатора тока). Устанавливая перемычку, следует применять инструмент с изолирующими ручками.

При работе на трансформаторах тока или в цепях, подключенных к их вторичным обмоткам, должны соблюдаться следующие меры предосторожности:

-  зажимы вторичных обмоток до окончания монтажа подключаемых ним цепей к трансформаторам тока закоротка должна переносится на ближайшую сборку зажимов и сниматься только после полного окончания монтажа и проверки правильности присоединения смонтированных цепей;

-  при проверке полярности до подачи импульсов тока в первичную обмотку прибора должны быть присоединены к зажимам вторичной обмотки.

Работа в цепях напряжения:

-  для обеспечения безопасности работ все вторичные обмотки трансформаторов напряжения должны быть заземлены

-  работы по проверке цепей РЗА трансформаторов напряжения необходимо производить только при выкаченной в ремонтное положение тележки ТН и отключенных автоматах с низкой стороны или с применением основных и дополнительных средств защиты

-  работа в цепях вторичной коммутации должна проводится по схемам.

При работе на основном оборудовании с подключенным энергопитанием (напряжением) должны быть приняты меры против его случайного включения (отключения), проверена и проанализирована схема, проверено положение переключателей блокировок и т.д.

При выполнении работ в цепях РЗА, вторичной коммутации, сигнализации, схемах управления выключателей 6 и 0,4 кВ с дистанционным управлением должны быть отключены автоматы в цепях управления и силовых цепях привода и вывешены плакаты "Не включать! Работают люди".

Испытание изоляции цепей в/к и аппаратуры.

Измерение мегомметром какой либо части электроустановки может проводиться только тогда, когда эта часть отключена со всех сторон, проверено отсутствие напряжения и снят заряд путем предварительного их заземления. Перед началом испытаний мегомметром необходимо убедиться в отсутствии людей, производящих работы на электроустановках или ее части к которой подключен мегомметр.

При измерении сопротивления изоляции цепей в/к необходимо снять заземление вторичных обмоток трансформаторов тока и напряжения. После окончания испытаний необходимо разрядить испытуемый участок присоединением переносного заземления сначала к "земле" с последующим прикосновением (неоднократно) к испытуемому участку. Операции по наложению и снятию заземления должны производиться в диэлектрических перчатках.

6.3 ТБ по окончании работы

После окончания работ по проверке устройств РЗА разбирается электрическая схема. Разборку начинать со снятия питающего напряжения. Рабочее место тщательно убирается. Руководителем работ либо под его наблюдением снимаются закоротки, перемычки, заземление и т.д. установленные бригадой релейщиков. Снимаются временные ограждения и плакаты наложенные бригадой. С рабочего места убираются испытательные стенды, приборы, соединительные концы, питающие кабели за пределы электроустановки. Рабочее место сдается дежурному персоналу руководителем работ после вывода бригады. После сдачи рабочего места наряд закрывается в установленном порядке. Анализируются результаты проверки.

Запрещается:

1.  Работа со средствами измерений не прошедших очередной проверки

2.  Разрывать цепи, подключенные к вторичным обмоткам трансформаторов тока

3.  Закорачивать вторичные обмотки ТН

4.  Работа без схем в цепях вторичной коммутации

5.  Производить работы вызывающие сильное сотрясение релейной аппаратуры

6.  Прикасаться к токоведущим частям, к которым присоединен мегомметр

7.  Применение ламп накаливания для проверки отсутствия напряжения

8.  Применять индивидуальные защитные комплекты в случаях когда возможно прикосновение к токоведущим частям, находящимся под напряжением

6.4 ТБ в аварийных ситуациях

При возникновении аварийной ситуации:

а) немедленно прекратить работу

б) выполнить меры общей и технологической безопасности (снять испытательное напряжение, отключить схему, закрыть отсек)

в) срочно покинуть рабочее место по кратчайшему маршруту, минуя зону аварии

г) закрыть все двери, ведущие к очагу аварии

д) срочно доложить о случившемся своему непосредственному руководителю или начальнику смены цеха

е) выполнить требование "Инструкции по радиационной безопасности"

6.5 При несчастных случаях

а) немедленно прекратить работу

б) освободить пострадавшего от воздействия электрического тока с соблюдением мер общей и технологической безопасности

в) оказать доврачебную помощь пострадавшему

г) вызвать скорую помощь, сообщить о случившемся своему непосредственному руководителю или начальнику смены цеха

д) при травмах с нарушением целостности кожных покровов в контролируемой зоне необходимо прекратить работу и обратиться к дежурному дозиметристу

6.6 Пожарная профилактика

Противопожарной защите электроустановок необходимо уделять внимание в начальной стадии строительства АЭС. Капитальные затраты связанные с применением новейших эффективных средств и методов противопожарной защиты при условии обеспечения высокой степени безопасности вполне оправданы. Пожарная безопасность должна обеспечиваться путем проведения организационных, технических и других мероприятий, направленных на предотвращение пожаров, обеспечение безопасности людей, снижение возможных потерь и уменьшение возможных негативных экологических последствий в случае их возникновения, создания условий для быстрого вызова пожарного подразделения и успешного тушения. На АЭС должен быть установлен порядок (система) оповещения людей о пожаре, в помещениях вывешиваются таблички с указанием номера телефона вызова пожарной охраны. Все работники при приеме на работу и по месту работы должны проходить инструктажи по вопросам пожарной безопасности. Территория должна постоянно содержаться в чистоте и систематически убираться от мусора, отходов производства, тары.

Противопожарные системы, установки, устройства (противопожарной защиты, пожарная автоматика, противопожарное водоснабжение, противопожарные двери) помещений должны постоянно содержаться в исправном состоянии.

Лестничные клетки, коридоры, проходы и другие пути эвакуации должны быть обеспечены эвакуационным освещением. Помещения релейных щитов АЭС, мастерские по ремонту аппаратуры РЗА относятся к категории Д. Все здания и сооружения имеют предел огнестойкости, то есть время, по истечении которого строительная конструкция под воздействием огня теряет свою несущую способность и устойчивость.

Литература

1.  Правила устройства электроустановок/Минэнерго СССР – 6-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат 1985 - 640 с.

2.  Электротехнический справочник. В 3 т. Т. 3. 2 кн. Кн. 1. Производство и распределение электрической энергии. (Под общ. Ред. Профессоров МЭИ: И. Н. Орлова (Гл. ред.) и др.)7-е изд., испр. и доп. – М.: Энергоатомиздат 1998.-880 с.; ил.

3.  Руководящие указания по релейной защите. Вып. 13Б. Релейная защита понижающих трансформаторов и автотрнсформаторов 110 – 500 кВ; Схемы – М.: Энергоатомиздат; 1985.-96 с.; ил.

4.  Руководящие указания по релейной защите. Вып. 13А. Релейная защита понижающих трансформаторов и автотрансформаторов 110 – 500 кВ; Схемы – М.: Энергоатомиздат; 1985.- 112 с.; ил.

5.  Байтер И. Н., Богданова Н. А. Релейная защита и автоматика питающих элементов собственных нужд тепловых электростанций. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат; 1988. – 112 с.; ил.