Защита от асинхронного режима при потере возбуждения

Защита выполняется с помощью одного реле в блок-реле БРЭ2801.

При потере возбуждения генератор работает в режиме потребления реактивной мощности из сети и при этом продолжает нести активную нагрузку. Вектор сопротивлении перемещается в IV квадрант комплексной плоскости. Поэтому характеристика реле принимается 1,1х_d,что целесообразно для обеспечения надежной работы реле при потере возбуждения ненагруженного генератора.

Для предотвращения срабатывания реле при нарушениях синхронизма в энергосистеме его характеристика по оси комплексной плоскости в сторону III и IVквадрантов на величину 0,4х^’_d. Угол чувствительности реле φ_м.ч.=265º.

Сопротивление срабатывания защиты:

z_с.з.=1,1х_d, Ом, или z_с.з=1,1х_d·U²_номG/S_номG Ом,

где х_d – синхронный реактанс генератора, Ом.

Величина смещения характеристики реле по оси абсцисс комплексной плоскости сопротивлений:

z_смещ=0,4x^’_d, Ом, или z_смещ=0,4х^’_d·U²_номG/S_номG Ом,

где x^’_d – переходный реактанс генератора, Ом.

Вторичное значение сопротивления срабатывания защиты:

z_с.р.=z_с.з.·К_I/К_U Ом.

Время действия защиты 1-2 с, что необходимо для предотвращения срабатывания защиты при нарушении динамической устойчивости и асинхронном ходе в системе.

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

25

КП.140408.43.29.ПЗ

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата

Лист

КП 140408 43 29 ПЗ

3.3.10. Защита от повышения напряжения на турбогенераторе и трансформаторе при работе блока генератор-трансформатор на холостом ходу

Защита предназначена для предотвращения недопустимого повышения напряжения и действует на гашение поля в режиме холостого хода.

Пусковой орган защиты включен на линейное напряжение трансформатора напряжения, установленного на выводах генератора.

При работе генератора блока на нагрузку эта защита выведена из действия с помощью трехфазных токовых реле, контролирующих наличие тока в выключателях блока. При переходе генератора в режиме холостого хода защита автоматически вводится в действие с выдержкой времени 3 с.

Расчет защиты:

Напряжение срабатывания на реле максимального напряжения:

U_с.з.=1,2·U_номG кВ,

где U_номG – номинальное напряжение генератора.

Уставка по току на блокирующем реле РТ-40/Р

I_с.р.I=I_с.р.НН<(0,1·I_номG)/К_I.1

 

Расчет защит трансформаторов блоков генератор-трансформатор

Продольная дифференциальная защита трансформатора блока

Расчет дифференциальной защиты типа ДЗТ-21 трансформатора блока.

Первичные токи на сторонах трансформатора:

I_перв1=I_{перв.ВН}=S_номТ/(3·U_ном.ВН), А, I_перв2=I_{перв.НН}=S_номТ/(3·U_ном.НН), А.

Соединение обмоток силового трансформатора:

сторона ВН – звезда, сторона НН – треугольник.

Соединение обмоток трансформаторов тока:

сторона ВН – треугольник, сторона НН – звезда.

Выбираются коэффициенты трансформации трансформаторов тока на сторонах ВН, НН, стороне трансформатора с.н.

 

 

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата

Лист

КП 140408 43 29 ПЗ

Определяются вторичные токи в плечах защиты:

I_в1=(I_перв1·k_сх1)/К_I.1, А, I_в2=(I_перв2·k_сх2)/К_I.2, А,

где К_I.1, К_I.2 - коэффициенты трансформации трансформаторов тока на сторонах ВН и НН блока.

Коэффициент трансформации автотрансформатора К_I.АТ=I_ном.АТ/I_отв.АТ.

Ток, подводимый к релеI_в=I^’_в/ К_I.АТ, А.

Выбор первичного минимального тока срабатывания чувствительного органа

а) по условию отстройки от броска тока намагничивания при включении ненагруженного трансформатора под напряжение:

I_с.зmin=k_отс·I_номТ, А,

Б) по условию отстройки от расчетного первичного тока небаланса в режиме внешнего КЗ, соответствующем началу торможения,

I_с.зmin=k_отс·I_{нб.торм.нач}= k_отс (I^‘_{нб.торм.нач}·I^‘’_{нб.торм.нач}·I^‘’’_{нб.торм.нач}), А.

Расчет коэффициента торможения

Коэффициент торможения К_торм, равный тангенсу угла наклона тормозной характеристики реле, выбирается по условию обеспечения недействия защиты от тока небаланса переходного режима внешнего КЗ:

К_торм=(k_отс·∆I_раб – I_с.р.min)/(0,5Σ·I_торм – I_{торм.нач}).

Проверка чувствительности защиты

Чувствительность проверяется:

- при двухфазном КЗ на стороне НН трансформатора блока в режиме ХХ:

k_ч=I⁽²⁾_кG/(√3·I_с.з.)≥2

- при однофазном КЗ на стороне ВН блока в режиме ХХ блока:

k_ч=I⁽¹⁾_к/(√3·I_с.з.)≥2

Расчет дифференциальной отсечки

Ток срабатывания осечки выбирается по условиям:

1) отстройка от броска намагничивающего тока трансформатора

I_с.з.ОТС=k_отс·I_номТ, А.

2) отстройка от первичного тока небаланса

I_с.з.ОТС=k_отс·I_нбmax, А.

 

 

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата

Лист

КП 140408 43 29 ПЗ

3.4.2. Газовая защита трансформатора блока

Защита реагирует на газообразование внутри бака трансформатора, возникающее в результате разложения масла или разрушения изоляции под действием значительных повышений температур.

Газовое реле имеет сигнальный элемент, срабатывающий на сигнал при повреждениях, сопровождающихся слабым газообразованием, и отключающий элемент, срабатывающий на отключении при повреждениях внутри бака трансформатора. Отключающий элемент действует без выдержки времени на отключение блока с остановом котла и турбины аналогично действию дифференциальной защиты трансформатора блока.

 

 

Общая продольная дифференциальная защита блока

Защита реагирует на все виды многофазных повреждений в обмотках трансформатора блока и на его выводах и на многофазные КЗ в обмотке генератора и на его выводах.

Расчет уставок общей продольной дифференциальной защиты блока

Первичный ток срабатывания защиты выбирается по наибольшему значению из трех условий:

1) отстройка от расчетного максимального тока небаланса I при переходном режиме внешних КЗ:

I_c.з. ≥ k_отс∙I_{нб max}, А.

2) отстройка от броска тока намагничивания трансформатора:

I_с.з. ≥ k_отс∙I_номТ, А.

3) отстройка от максимального тока КЗ при повреждениях за трансформатором собственных нужд.

Число витков обмотки насыщающего трансформатора реле, соответствующее току срабатывания защиты I для одной из сторон трансформатора блока

W_{осн.расч}=F_с.р/I_с.р.осн.

Чувствительной защиты определяется при КЗ на выводах ВН блока

k_ч=I⁽²⁾_кmin/I_c.з. ≥ 2 илиk_ч=I_р/I_с.р. ≥ 2

 

Защита от внешних КЗ на землю в сети с большим током замыкания на землю

Для защиты блока, нейтрали трансформаторов которые заземлены, от внешних однофазных КЗ на землю предусматривается токовая защита нулевой последовательности, выполненная с помощью двух токовых реле, включенных на ток нейтрали трансформатора блока.

Расчет уставок защиты от внешних КЗ на землю в сети с большим током замыкания на землю.

Ток срабатывания ступени, выполненной на токовом реле с более грубой уставкой (КА1), выбирается из условия согласования по чувствительности с защитами линий, отходящих от шин станции, к которым подключен блок:

I^I_c.з.=k_отс∙k_т∙I_с.з.ЛЭП, А.

Выдержка времени t выбирается из условия согласования с временем действия защиты от КЗ на землю с более чувствительной уставкой тока срабатывания:

t^I_с.з.=t^II_с.з.+∆t.

Ток срабатывания второго, более чувствительного реле (КА2) выбирается по меньшему из двух условий:

1) обеспечение надежного срабатывания при самопроизвольном неполнофазном отключении блока при минимальной нагрузке

I^II_с.з. = (0,4∙I_номТ)/k_ч.треб.=(0,4∙I_номТ)/1,2, А

2)согласование с током срабатывания более грубого реле I^II_с.з. = I^I_c.з./1,05, А.

Выдержка времени защиты II ступени выбирается по большему из двух условий:

- по условию согласования с наибольшей выдержкой времени чувствительных ступеней резервных защит от однофазных КЗ на землю присоединений, отходящих от шин 220 кВ станции,

t^II_с.з.=t_с.з.ЛЭП+∆t;

- по условию согласования с временем действия защиты от однофазных КЗ на землю блока при ее действии по цепи ускорения

t^II_с.з=t_уск+∆t.

Расчет уставок защиты для блока, работающего с разземленной нейтралью

Для блока, работающего с разземленной нейтралью, в качестве измерительного органа используется сигнальный орган токовой защиты обратной последовательности генератора.

Ток срабатывания защиты:

I_с.з. = k_н∙3I⁽¹⁾_{0 расч} = 1,1∙3∙0,05I_номG∙β₀/β₂∙U_НН/U_ВН

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

29

КП.140408.43.29.ПЗ