Продольная дифференциальная токовая защита генератора

2.2 Продольная дифференциальная токовая защита генератора

Защита выполняется на реле с тормозным действием и быстронасыщающимся трансформатором типа ДЗТ-11/5. Реле имеет рабочую обмотку с ответвлением посередине и тормозную обмотку. Тормозную обмотку наиболее целесообразно присоединить к трансформаторам тока со стороны линейных выводов. Наличие торможения позволяет повысить чувствительность защиты за счёт отстройки от внешних коротких замыканий и асинхронного режима. Выбор уставок защиты сводится к определению числа витков тормозной обмотки при принятом числе витков рабочей обмотки. МДС срабатывания реле при отсутствии торможения F_ср=100 А. При этом минимальный ток срабатывания реле составляет:

А (2.15)

При этом для всех типов генераторов первичный ток срабатывания защиты составляет. Число витков рабочей обмотки принимается в зависимости от соотношения токов в плечах защиты в условиях номинального режима. При соотношении токов 1:1 (обмотка статора имеет одну параллельную ветвь) используются 144 витка рабочей обмотки. При соотношении токов 1:2 (обмотка статора имеет две параллельных ветви) используется ответвление в средней части рабочей обмотки, к которому подключается плечо с большим током. Необходимое торможение определяется по условию отстройки защиты от наибольшего тока небаланса при внешнем коротком замыкании или асинхронном ходе генератора:

А (2.16)

(2.17)

где:  - относительная погрешность трансформаторов тока, принимается равной 0,1;

 - коэффициент однотипности, для однотипных трансформаторов принимается равным 0,5, а для разнотипных - 1,0;

 - коэффициент, учитывающий апериодическую составляющую тока, для реле серии ДЗТ с насыщающимся трансформатором принимается равным 1,0;

 - периодическая составляющая тока короткого замыкания или наибольшее значение тока асинхронного хода, А.

На блоках с выключателем в цепи генератора ток  определяется при коротком замыкании на выводах генератора, а при его отсутствии - при коротком замыкании за трансформатором блока.

Наибольшее значение тока асинхронного хода определяется по выражению:

(2.18)

где:  - фазное напряжение сети высшего напряжения блока;

 - переходный реактанс генератора;

 - сопротивление трансформатора;

 - сопротивление сети в максимальном режиме.

Намагничивающая сила рабочей обмотки реле вычисляется по значению тока в рабочей обмотке, равного току небаланса, и числу витков рабочей обмотки насыщающегося трансформатора реле:

(2.19)

где:  - число витков рабочей обмотки, 144 или72 витка;

 - коэффициент отстройки, принимаемый равным 1,6;

 - коэффициент трансформации трансформатора тока;

 - определяется по выражению (1.2) и принимается большим из двух условий (короткое замыкание и асинхронный ход). Для выбора числа витков тормозной обмотки определяется МДС по тормозной характеристике реле серии ДЗТ-11 из условия минимального торможения Fт=410Ав.

Расчётное число витков тормозной обмотки определяется по выражению:

(2.20)

где: , а

Принимается ближайшее большее число витков по справочным данным  

Чувствительность защиты при отсутствии торможения определяется при двухфазном коротком замыкании на выводах генератора и его работе на холостом ходу:

(2.21)

где:  - полный ток в месте короткого замыкания;

 - определяется по формуле (1.1);

При наличии торможения коэффициент чувствительности определяется соотношением:

(2.22)

 (2.23)

Для нахождения  предварительно для случая двухфазного короткого замыкания на выводах генератора определяется рабочая и тормозная МДС:

(2.24)

где:  - число витков рабочей обмотки (144 витка);

(2.25)

где:  - ток короткого замыкания со стороны системы;

 - принятое число витков тормозной обмотки.

Определяется значение МДС от системы:

 (2.26)

Далее по тормозной характеристике при максимальном торможении определяется точка с координатами  и , которая соединяется с точкой начала координат. Находится  по пересечению прямой с тормозной характеристикой при максимальном торможении и определяется по (2.22) коэффициент чувствительности.