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

СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ

АРВ - автоматическое повторное включение

ВН - высокое напряжение

МДС – магнитодвижущая сила

НН – низкое напряжение

ОАПВ – однофазное автоматическое повторное включение

ОРУ – открытое распределительное устройство

ПУЭ - правила устройства электроустановок

СН - собственные нужды

ТСН – трансформатор собственных нужд

ТТ – трансформатор тока

ЭБ - энергоблок

ЭДС – электродвижущая сила

1 ВЫБОР СОСТАВА РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ БЛОКА ГЕНЕРАТОР-ТРАНСФОРМАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕГО ЕГО ЗАЩИЩЁННОСТЬ

В соответствии с ПУЭ для защиты от различных видов повреждений и анормальных режимов блоков генератор-трансформатор при мощности генератора 1000 МВт должны быть предусмотрены следующие устройства релейной защиты:

-продольная дифференциальная защита генератора от многофазных коротких замыканий в обмотке статора и на его выводах;

-поперечная дифференциальная защита генератора от межвитковых коротких замыканий в обмотке статора при наличии двух параллельных ветвей;

-от перехода в асинхронный режим при потере возбуждения;

-дифференциальная защита блочного трансформатора от всех видов коротких замыканий;

-дифференциальная защита ошиновки напряжением 330 - 750 кВ;

-защита от внешних симметричных коротких замыканий;

-защита от несимметричных коротких замыканий с интегральной зависимой характеристикой выдержки времени срабатывания;

-защита от повышения напряжения;

-защита от внешних однофазных коротких замыканий с большим током замыкания;

-защита от перегрузки обмотки статора;

-защита от перегрузки ротора генератора током возбуждения с интегральной зависимой характеристикой выдержки времени срабатывания;

-газовая защита блочного трансформатора;

-защита от замыканий на землю в одной точке обмотки возбуждения;

-защита от замыканий на землю в цепи генераторного напряжения;

-защита от повреждения изоляции вводов высокого напряжения блочного трансформатора;

2 РАСЧЁТ УСТАВОК СРАБАТЫВАНИЯ ВЫБРАННЫХ УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ БЛОКА ГЕНЕРАТОР-ТРАНСФОРМАТОР

Исходные данные для расчёта:

Трансформатор ЭБ 2 ´ ТЦ-630000/525. Генератор энергоблока ТВВ-800-2.

 о.е.

 о.е.

 о.е.

Трансформатор СН ТРДНС 40000/35 Мощность энергосистемы 500 кВ

Номинальное напряжение на секциях нормальной эксплуатации энергоблока 6.3кВ.

2.1 Расчёт токов короткого замыкания и сопротивлений элементов

Принимаем за базисное напряжение-номинальное напряжение на сборных шинах электрической станции:

Индуктивная составляющая сопротивления сети в максимальном режиме, приведённая к стороне высшего напряжения:

(2.1)

где: , мощность КЗ в максимальном режиме:

Индуктивная составляющая сопротивления сети в минимальном режиме, приведённая к стороне высшего напряжения:

(2.2)

где:  мощность КЗ в минимальном режиме:

Значение индуктивной составляющей сопротивления трансформатора энергоблока, приведённое к стороне высшего напряжения:

(2.3)

-напряжение КЗ трансформатора энергоблока, -мощность трансформатора энергоблока так как он состоит из 2 параллельных трансформаторов, то сопротивление эквивалентное блочного трансформатора будет в 2 раза меньше

Значение индуктивной составляющей сопротивления трансформатора собственных нужд энергоблока, приведённое к стороне высшего напряжения:

(2.4)

-мощность трансформатора собственных нужд

Значение индуктивной составляющей сопротивления генератора энергоблока, приведённое к стороне высшего напряжения:

(2.5)

-сверхпереходная ЭДС генератора, -мощность генератора

Номинальное значение первичного тока на стороне высокого напряжения энергоблока 500 кВ:

(2.6)

Номинальное значение первичного тока на стороне низкого напряжения энергоблока 24 кВ:

(2.7)

Номинальное значение первичного тока в ответвлении на трансформатор собственных нужд 24 кВ:

(2.8)

В соответствии с величинами номинальных значений токов трансформатора со сторон ВН, НН и ТСН на стороне ВН используется встроенный трансформатор тока с коэффициентом трансформации К_{I ВН} = 2000/1 А, на стороне НН - трансформатор тока с коэффициентом трансформации К_{I НН} = 28000/5 А, а на стороне ответвления на ТСН - трансформатор тока с коэффициентом трансформации К_{I ТСН} = 2800/5 А.

Вторичный ток в плече защиты на стороне высшего напряжения, соответствующий номинальной мощности защищаемого трансформатора, составляет:

(2.9)

-коэффициент, зависящий от схемы соединения ТТ,  коэффициент трансформации ТТ(2000/1)

Вторичный ток в плече защиты на стороне низшего напряжения, соответствующий номинальной мощности защищаемого трансформатора, составляет:

(2.10)

-коэффициент, зависящий от схемы соединения ТТ, коэффициент трансформации ТТ(28000/5)

Вторичный ток в плече защиты в ответвлении на трансформатор собственных нужд, соответствующий номинальной мощности ТСН, составляет:

(2.11)

Максимальное значение первичного тока, приведённое к стороне ВН энергоблока, проходящего через защищаемый трансформатор при трёхфазном металлическом коротком замыкании на выводах одной из расщеплённых обмоток трансформатора собственных нужд составляет:

(2.12)

Минимальное значение тока двухфазного короткого замыкания на выводах ВН трансформатора при работе энергоблока на холостом ходу составляет:

(2.13)

Минимальное значение тока двухфазного короткого замыкания на выводах НН трансформатора в минимальном режиме работы энергосистемы и при отключённом генераторе составляет:

(2.14)