13. Расчет АВР секционного выключателя
Выдержка времени автоматического включения секционного выключателя отстраивается от времени действия МТЗ отходящих линий и времени включения резерва:
, (13.1)
где = 0,5-0,7 с ступень селективности;
(13.2)
(13.3)
где - выдержка времени АПВ; = 1 с – время готовности привода;
=0,1 с – время отключения выключателя; =0,3-0,5 – отстройка по времени.
с
с
с
Принимаем с
Схема устройства АВР на секционном выключателе Q5 ГПП приведена в приложении
14. Расчет защиты генератора
Согласно ПУЭ, для генераторов мощностью более 1 МВт предусматриваются устройства релейной защиты от следующих повреждений и нарушений нормального режима работы:
- многофазные замыкания в обмотке статора и его выводах;
- однофазные замыкания на землю;
- замыкание между витками обмотки статора;
- внешних КЗ;
- симметричной перегрузки обмотки статора;
- замыкания на землю в двух точках обмотки возбуждения.
Защита от многофазных КЗ обмотки статора
Применяем трехфазную, трехсистемную продольную дифференциальную защиту с реле типа РНТ-565. При расчетах руководствуемся рекомендациями, приведенными в [6,стр.279-стр.294].
Первичный ток срабатывания принимается больший, из вычисленных по двум условиям:
(14.1)
(14.2)
где =1,3÷1,4 – коэффициент надежности; =1 – коэффициент, учитывающий переходной процесс, при применении реле типа РНТ-565; =0,5 – для однотипных трансформаторов тока; =0,1 – допускаемая наибольшая относительная погрешность трансформаторов тока; - максимальное значение начального сверхпереходного тока при внешнем трехфазном КЗ (на выводах генератора) и номинальной нагрузке генератора.
В относительных единицах:
(14.3)
Номинальный ток генератора:
(14.4)
А
Принимаем трансформатор тока типа ТВЛМ6-У3; =300 А, =5 А [2,стр.294].
Ток трехфазного КЗ:
(14.5)
А
Определим ток срабатывания:
А
А
Принимаем =163,9 А.
Ток срабатывания реле:
А,
Расчетное число витков дифференциальной обмотки:
(14.6)
где =100 А - магнитодвижущая сила срабатывания реле.
витка
Принимаем в дифференциальной обмотке ; и в уравнительной обмотке ; что в общей сложности составляет 35 витков.
Уточненный ток срабатывания защиты:
(14.7)
Коэффициент чувствительности дифференциальной защиты:
(14.8)
где , согласно [6,стр.280]:
(14.9)
А
=0,111 [8,стр.8].
что удовлетворяет условию проверки.
Защита от однофазных повреждений в обмотке статора
Для защиты от замыканий на землю в обмотке статора применяют токовую защиту нулевой последовательности. Защита подключается к трансформатору тока нулевой последовательности типа ТНПШ-3-1000, установленному со стороны шинных выводов генератора. В целях обеспечения требуемой чувствительности защиты осуществляется подмагничивание трансформатора тока нулевой последовательности переменным током от цепей трансформатора напряжения.
При внешних многофазных КЗ, в реле, подключенному к ТНП, возможно появление значительных токов небаланса. Для предотвращения излишних срабатываний, защиту выводят из действия защитой генератора от внешних КЗ.
Схема защиты содержит два реле тока, предназначенных для устранения замыканий на землю в обмотке статора и двойных замыканий на землю, одно из, которых в обмотке статора. Схема защиты приведена в приложении.
Чувствительность реле 1КА действует на отключение с выдержкой времени 1-2 с, создаваемую для отстройки от переходных процессов при внешних КЗ на землю.
Промежуточное реле 2KL блокирует грубое реле 2КА при внешних КЗ.
Ток срабатывания защиты, согласно [7,стр.352]:
А, (14.10)
где =2 и =1,5 – коэффициенты надежности, учитывающие выдержку времени срабатывания защиты; =0,7 – коэффициент возврата реле тока;
- ток небаланса, приведенный к первичной стороне трансформатора тока нулевой последовательности; упрощенно для ТНПШ можно принять: 1,5 а.
- установившийся емкостной ток замыкания на землю защищаемого генератора:
(14.11)
где =314 угловая частота; - емкость одной фазы обмотки статора;
=6,3 кВ – линейное напряжение генератора.
А
А
Ток срабатывания защиты не превышает 5 А, что обеспечит надежное отключение генератора при замыканиях на землю. В качестве исполнительного органа чувствительной защиты применяем реле типа ЭТД-551/60 с последовательным соединением обмоток. В качестве исполнительного органа грубой защиты применяем реле типа ЭТ-521/2.
Защита от замыкания между витками одной фазы статора
Схема исполнения защиты приведена на рис. 14.1.
Рис. 14.2. поперечная дифференциальная защита от витковых замыканий в обмотке статора
При наличии в обмотке статора двух параллельных ветвей, для защиты от витковых замыканий в обмотке статора применяют односистемную поперечную дифференциальную защиту, действие которой, основано на сравнении геометрической суммы токов трех фаз одной ветви с геометрической суммой токов трех фаз другой ветви (генераторы мощностью 60 МВт и более).
Трансформатор ТА подключается в месте соединения нейтралей обмоток статора. К трансформатору подключается реле тока типа РТ-40/Ф, имеющие встроенный фильтр третьей гармоники. При витковом замыкании в одной из фаз, возникает уравнительный ток, который приводит к срабатыванию защиты. Защита действует на отключение генератора.
Ток срабатывания защиты отстраивается от токов небаланса, протекающих в реле в режимах холостого хода и короткого замыкания генератора.
Защита от внешних КЗ
Для защиты от внешних КЗ применяем максимальную токовую защиту с пусковым органом минимального напряжения. Трансформаторы тока включены в нейтрали, схеме соединения – полная звезда.
Пусковой орган минимального напряжения состоит из трех реле минимального напряжения, включенных на междуфазное напряжение.
Ток срабатывания МТЗ отстраивается от номинального тока генератора, согласно [7,стр.356]:
(14.12)
где =1,1-1,2 и =0,8 – коэффициенты надежности и возврата для реле РТ-40.
А.
Ток срабатывания реле:
А,
Для выполнения защиты применяем токовое реле РТ-40/10 с током срабатывания =5,72 А, соединение катушек параллельное.
Напряжение срабатывания защиты, согласно [7,стр.356]:
(14.13)
В
Напряжение срабатывания реле, согласно [7,стр.356]:
(14.14)
где = 1,1÷1,2 – коэффициент надежности; =1,2 – коэффициент возврата для реле минимального напряжения типа РН-54; - коэффициент трансформации трансформатора напряжения.
В
Для выполнения защиты применяем реле напряжения РН-54/160 с напряжением срабатывания = 42 В.
Выдержка времени МТЗ выбирается с учетом селективности:
(14.15)
где = 1,6 с – выдержка времени МТЗ кабельной линии 35 кВ; =0,5 с - ступень селективности для МТЗ.
с
Для создания выдержки времени применяем реле времени ЭВ-124.
Коэффициент чувствительности защиты по току, согласно [7,стр.356]:
(14.16)
где =1600 А – ток даухфазного КЗ на выводах генератора.
;
что удовлетворяет условию проверки.
Коэффициент чувствительности защиты по напряжению согласно [7,стр.356]:
(14.17)
где = - максимальное остаточное напряжение при КЗ в конце зоны действия защиты.
что удовлетворяет условию проверки.
Защита от симметричных перегрузок
Для защиты генератора от симметричных перегрузок используем однорелейную токовую защиту. Ток срабатывания защиты согласно [7,стр.379]:
(14.18)
где =1,05; - коэффициент возврата ( для реле РТ-40: =0,8);
А
Ток срабатывания реле:
А
Для выполнения защиты выбираем токовое реле РТ-40/6 с током срабатывания =5,0 А. Соединение катушек параллельное.
Выдержка времени принимаем на ступень больше, чем выдержка времени защиты от внешних КЗ.
(14.19)
с
Для создания выдержки времени применяем реле времени ЭВ-123.
Защита от замыкания на землю во второй точке цепи возбуждения
Защита выполняется по мостовой схеме. В диагональ моста включается токовое реле КА. Схема исполнения защиты приведена на рис. 14.2.
Рис. 14.3 Защита от замыканий на землю обмотки возбуждения
Мост образуется сопротивлениями и левой и правой части обмотки возбуждения (относительно первой точки замыкания К1) и сопротивлениями и переменного резистора, подключенного к кольцам ротора генератора. До появления второго замыкания мост балансирует, на переменном резисторе устанавливают такое сопротивление, при котором ток в диагонали отсутствуют.
Этому соответствует условие: При возникновении второй точки замыкание на землю (точка К2), баланс моста нарушается и защита срабатывает.
Даже при сбалансированном мосте через его диагональ может проходить ток, обусловленный неравномерностью воздушного зазора между статором и ротором генератора. Чтобы под действием указанного тока защита не сработала, последовательно с основной обмоткой токового реле КА, включает реактор LR, имеющий для переменного тока большое сопротивление. Кроме этого, в диагональ моста включают трансформатор тока ТА, вторичный тока которого подводят к дополнительной обмотке токового реле КА. Магнитодвижущая сила обмотки направлена встречно магнитодвижущей силе обмотки , поэтому воздействие переменного тока на реле КА уменьшается.
Защита от замыканий на землю в двух точках цепи возбуждения отстраивается от тока небаланса обусловлено неточный балансировкой моста и наличием переменного тока в реле.
Список литературы
1. Л. Д. Рожкова, В.С. Козулин. «Электрическое оборудование станций и подстанций» Москва: Энергоатомиздат 1987 г.
2. И. П. Крючков, Н. Н. Кувшинский, Б. Н. Неклепаев. « Электрическая часть станций и подстанций» Москва: Энергия 1978 г.
3. В. И. Идельчик «Электрические системы и сети» Москва, Энергоатомиздат 1989 г.
4. Б. Ю. Липкин. «Электроснабжение промышленных предприятий» Москва, «Высшая школа» 1975 г.
5 «Справочник по релейной защите». Под общей редакцией М.А. Берковича Государственное энергетическое издательство. 1963 г.
6. А. М. Авербух. «Релейная защита в задачах с решениями и примерами» Ленинград, Энергия 1975 г.
7. М. А. Беркович, В. А. « Основы техники и эксплуатации релейной защиты» Москва: Энергия 1971 г.
8. М. А. Беркович, В. Н. Вавин, М. Л. Голубев и др. «Справочник по релейной защите» Государственное энергетическое издательство, Москва, 1963 г.
ют устройства релейной защиты и автоматики. Проектирование релейной защиты и автоматики представляет собой сложный процесс выработки и принятия решений по выбору принципов выполнения релейной защиты. Также решаются вопросы эффективного функционирования устройств релейной защиты и автоматики всех элементов защищаемой схемы, начиная с выбора видов и расчёта уставок проектируемых устройств и кончая ...
... : мм2 < 10 мм2, где: Jэ=1.4 (А/мм2) для Tmax=4000 ч ([1], табл. 1.3.36). Допустимый ток термической стойкости кабеля для предполагаемого времени действия 0.1 с основной релейной защиты (МТО ) на Q13 равен: кА. 1.4 Выбор кабелей, питающих асинхронные двигатели (АД) М1 и М2, М3 и М4 Номинальный ток АД серии АТД исполнения 2АЗМ1-800/6000УХЛ4 ([6], табл. 4.6): А, где: кВт – ...
... . Предотвращение возникновения аварий или их развитие при повреждениях в электрической части энергосистемы может быть обеспечено путем быстрого отключения повреждённого элемента, для этого применяется релейная защита и автоматика. Основным назначением РЗ является автоматическое отключение повреждённого элемента (как правило кз) от остальной, неповреждённой части системы при помощи выключателей. ...
... 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 ...
0 комментариев