Выбор состава релейной защиты блока генератор-трансформатов электростанции, обеспечивающего его защищённость (стр. 2 из 11)

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)

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.

2.3 Поперечная дифференциальная защита генератора от межвитковых коротких замыканий в обмотке статора

Защита выполняется на токовом реле типа РТ-40/Ф с фильтром высших гармоник и включается на трансформатор тока, установленный в перемычке между двумя нейтралями параллельных ветвей обмотки статора. Реле имеет четыре диапазона уставок от 1,75 до 17,5 А. При проектировании можно принять:

А.(2.27)

Как правило,

и значение тока срабатывания защиты определяется при наладке по условию отстройки от токов небаланса при внешнем коротком замыкании. С этой целью измеряется ток небаланса в катушке исполнительного органа в режиме холостого хода генератора при максимальном напряжении и в режиме короткого замыкания при номинальном токе. Измерения выполняют на минимальном диапазоне уставки реле (1,75... 3,5 А).

Первичный ток срабатывания защиты: