Возможность постройки ТЭЦ для ОАО "Челябинский тракторный завод" (стр. 6 из 13)

Принцип тока/времени I &t

Уставка по току срабатывания, Is 1,0...10,0 х I_N

Диапазон уставок по времени срабатывания, ts 0,3...80 с

Принцип квадрата тока х время I²хt

Уставка по току срабатывания, Is 1,0...10,0 х I_N

Диапазон уставок по времени срабатывания, ts 0,3...80 с

Минимальное время отключения около 400 мс

Первая ступень МТЗ

Уставка по току срабатывания I>> 0,5...20,0 х I_N или выведена

Время срабатывания t>> 0,04...30 с.

- Защита от замыканий на землю

Уставка по току срабатывания Iо> 1,0...100% х I_N

Время срабатывания to > 0,05...30 с

- Защита от потери нагрузки

Уставка по току срабатывания I< 30...80% х Iq или выведена

Время срабатывания t< 2...600 с

- Защита от несимметричной работы и обратного чередования фаз

Уставка по току срабатывания DI 10...40% от Iф или выведена

Время срабатывания при DI=10% и обратнозависимой характеристике, tD 20...120 с

Время возврата < 250 мс

Время срабатывания при обрыве фаз 1 с

Время срабатывания при нарушении чередования фаз 600 мс

Цепи переменного тока фазных проводов защиты выдерживают без повреждений при номинальном токе 1 и 5 А ток:

4 и 20 Адлительно;

100 и 500 Ав течение 1 с.

Цепи переменного тока защиты от замыканий на землю выдерживают без повреждений при номинальном токе 0,2 и 1 А ток:

1,5 и 4 Адлительно;

40 и 100 Ав течение 1 с.

Диапазон измерения фазного тока 0...63 хI_N

Диапазон измерения тока нулевой последовательности 0...2.1 х I_N

Входными сигналами для блока управления являются сигналы от измерительных блоков защиты, а также от блоков приемных цепей.

Блок дифференциальной защиты действует на отключение выключателя через сигнал, обозначенный на схеме как TS3, на который выводится действие ступени с торможением 3DI> с помощью программного переключателя в блоке SPCD 3D53 SGR1/6=1 и действие дифференциальной отсечки при установке ключа SGR2/6=1.

Блок резервных защит SPCJ 4D34 выдает логические сигналы о срабатывании ступеней защит, которые на схеме обозначаются как TS1, TS2, SS1, SS2, SS3.

Программные переключатели в блоке защиты SPCJ 4D34 устанавливаются таким образом, чтобы было обеспечено следующее назначение сигналов:

TS1- сигнал запрета включения генератора при работе защит (введено постоянно);

TS2- отключение выключателя от резервных защит (введено при использовании защит пусковых режимов, несимметричных режимов, защиты от перегрузки, снижении нагрузки);

SS1- действие предупредительной ступени тепловой защиты (SGR2/1=1);

SS2- действие защиты от замыканий на землю (SGR1/6=1);

SS3- действие отсечки.

Наличие входных сигналов можно проконтролировать с помощью светоиндикаторов блока L2210 в режиме индикации входов. В этом случае свечение светодиода свидетельствует о поданном напряжении на вход устройства (срабатывании приемного реле), в противном случае - об отсутствии входного сигнала. Исключение составляет вход для блокирования защит, где сделана инверсия входа для реализации комбинированного пуска защит при снижении напряжения (замыкание контакта реле напряжения при снижении контролируемого напряжения).

Защита от многофазных замыканий в обмотке статора.

Данный вид защиты выполняется в виде продольной дифференциальной защиты.

Расчет номинального тока генератора:

I_ном=

А (3.1)

Расчет уставок производится в относительных единицах. За базу принимается номинальный ток генератора.

Расчетный ток небаланса находим из выражения

I_{нб.расч*}= K_перe_*+ Df_выр*, (3.2)

где K_пер - коэффициент, учитывающий переходный процесс;

e_*- полная погрешность ТТ в установившемся режиме;

Df_выр* - относительная погрешность выравнивания токов плеч.

Для ТТ класса точности 10Р полная погрешность e принимается равной 0,1.

По данным фирмы - изготовителя расчетное значение Df_выр* можно принимать 0,04.

Дифференциальный ток срабатывания модуля SPCD 3D53 должен удовлетворять условию

I_д.ср*³ К_отс I_{нб.расч*}, (3.3)

где К_отс - коэффициент отстройки.

Для дифференциальных защит принимается К_отс=1,5. Коэффициент отстройки, по сути, представляет собой коэффициент запаса. Его значение определяется точностью расчетов и точностью задания уставок реле. Рекомендуется находить коэффициент торможения по условию отстройки от режима максимального тока внешнего КЗ (или максимального сквозного тока). В этом случае точность расчета тока небаланса невелика. Кроме того, не учитывается снижение тормозного тока в переходном режиме. В этих условиях рекомендуется принимать К_отс=1,5.

Модуль SPCD 3D53 при I_в*> I_2tp/I_n имеет коэффициент торможения s_*, равный 1. Дополнительным фактором отстройки является блокировка по отношению амплитуд второй и первой гармоник дифференциального тока (уставка I_d2f/I_d1f >).

При выборе значения К_пер необходимо учитывать, что модуль SPCD 3D53 имеет отстройку от переходных токов небаланса за счет блокировки I_d2f/I_d1f>. Как показали результаты математического моделирования переходных токов небаланса при I_кз*=2, отношение I_d2f/I_d1f, обусловленное насыщением ТТ, может быть равным 0,3. Поскольку переходный ток небаланса обычно содержит вторую гармонику, которая примерно равна первой гармонике, обусловленной насыщением ТТ, то уставку I_d2f/I_d1f следует принимать равной 15 %. При этом К_пер равен 2,5.

С учетом точности результатов математического моделирования, а также того, что параметры модуля SPCD 3D53 задаются с довольно высокой точностью, принимаем К_отс=1,3.

Принимаем К_пер=2,5; Df_выр*=0,04; I_2tp/I_n=2,0.

Находим p_*:

p_*=1,3×0,5(0,1+0,04)=0,091.

Принимаем p_*=0,1.

Находим расчетный ток небаланса:

I_{нб.расч*}=2,5×0,1+0,04=0,29;

s_расч*=

=0,6

Принимаем уставку I_2tp/I_n=1,5.

s_*³ 1,5×0,6-0,5=0,4.

Принимаем уставку s=0,4.

Проверяем отстройку от тока небаланса установившегося режима при I_в*=1 по условию

p_*+0,5s_*³ 1,3(0,1+ DU_рег* + Df_выр*). (3.4)

Подставив полученные уставки, имеем

0,1+0,5×0,4 ³ 1,3(0,1+0,04).

Для создания запаса принимаем p_*=0,25.

Окончательно имеем уставки:

p/I_n=25 %; s=40 %; I_2tp/I_n=1,5.

Проверка чувствительности дифференциальной защиты.

Коэффициент чувствительности защиты обычно определяется как отношение

К_ч=

, (3.5)

где I_р.мин - минимальное значение тока в реле при КЗ расчетного вида в расчетной точке.

Коэффициент чувствительности должен быть не менее 2. Под I_ср.р*понимаем относительный ток срабатывания в той точке тормозной характеристики, которая соответствует расчетному режиму КЗ. Расчетный режим КЗ следует рассматривать в точке, соответствующей уставке дифференциальной отсечки I_d/I_n>>. В этих условиях К_ч всегда получается не менее 2, поэтому условие чувствительности дифзащиты выполняется.

Расчет дифференциальной отсечки.

Дифференциальная отсечка реагирует на амплитуду первой гармоники дифференциального тока. Она срабатывает также, если мгновенное значение дифференциального тока превышает уставку I_d>> по первой гармонике в 2,5 раза.

Расчетным для выбора уставки дифференциальной отсечки является режим максимального сквозного тока при внешнем КЗ.

Как указывалось выше, предельная кратность ТТ при I_ном=5 А может находиться в пределах 10¸30. В этих условиях амплитуда тока небаланса может достигать амплитуды максимального тока внешнего КЗ. Отношение указанной амплитуды к амплитуде периодической составляющей тока КЗ не превышает 2, поэтому при выборе уставки отсечки следует учитывать только первую гармонику дифференциального тока.

С учетом изложенного получаем

Id отс*³ Котс Кнб Iкз.макс*, (3.6)

где К_нб - отношение амплитуды первой гармоники тока небаланса к приведенной амплитуде периодической составляющей тока внешнего КЗ.

Iкз.макс* = 5,6 кА. – ток КЗ от генератора (рассчитанный во 2 пункте).

Значение К_отс при выборе тока срабатывания отсечки можно принимать равным 1,2. Значение К_нб зависит, в основном, от минимального значения предельной кратности ТТ, от разброса предельных кратностей и от остаточных индукций ТТ. Поскольку в схеме дифзащиты генераторов наблюдается значительное различие нагрузок ТТ со стороны выводов и со стороны нейтрали, то принимаем К_нб(1)=1,0.

Id отс*³ 1,2·1,0·5,6=6,7

Защита генератора от токов, обусловленных симметричной перегрузкой.

Выполняется в виде максимальной токовой защиты с действием на отключение. Для генераторов данного типа допускается 20% перегрузка в течении 10с.

I_сз=к_отс ·Iном/к_в=1,1·687/0,96=787 А, (3.7)

I_ср= I_сз/n_т=787/200=3,9 А. (3.8)

где

- коэффициент трансформации трансформатора тока ТЛК-10-8-0,5/10Р

Защита от замыканий на землю.

В качестве защиты от замыканий на землю используется токовая защита нулевой последовательности реагирующая на токи установившегося режима. Ток срабатывания выбирают с учетом того, что одновременно с однофазным замыканием на одном из присоединений к шинам может возникнуть двухфазное КЗ между другими фазами другого присоединения, отключаемое с выдержкой времени, большей времени комплекта от замыканий на землю.

I_cз=(к_отс1·I_cг + к_отс2·I_нб)/к_в, (3.9)

где: к_отс1=2 – коэффициент, учитывающий броски емкостного тока в неустановившемся режиме;