Разработка систем релейной защиты и автоматики основных элементов АЭС (стр. 6 из 8)
где Iк.п.- первичный ток от двигателя равный пусковому току
2.14 Защита от однофазных замыканий на землю обмотки статора ГЦН
Ток срабатывания ненаправленной токовой защиты выполненной на реле типа РТЗ-51 подключенного к ТТНП без подмагничивания, рассматриваем из условия несрабатывания –защиты при внешнем однофазном замыкании на землю
где
- установившееся значение собственного емкостного тока защищаемого присоединения 
- коэффициент отстройки равен 1,25 
- коэффициент учитывающий бросок собственного емкостного тока в момент зажигания дуги равный 2,2Значение
определяется как сумма емкостных токов двигателя 
и линии 
от места установки ТТНП до линейных выводов двигателя 
где
- номинальная полная мощность электродвигателя МВА 
- номинальное напряжение двигателя кВ 
где
- собственный емкостной ток единицы длины линии А/кмl – длина линии км
m – число проводов кабелей в фазе линии
собственный емкостной ток двигателя
Ток срабатывания защиты минимальный равен 1,33 А, максимальный 5,66 А. Уставка реле с током срабатывания защиты от замыканий на землю 1,51 А входит в эту зону.
3. Разработка систем автоматики
3.1 Автоматическое включение синхронных машин на параллельную работу
Точная автоматическая синхронизация предназначена для выполнения без участия человека операций по включению синхронных машин на параллельную работу при завершении их пуска, а так же при воссоединении на параллельную работу посредством трехфазного автоматического включения (ТАПВ) частей энергосистемы.
Идеальные условия включения синхронных машин на параллельную работу требуют равенства напряжений и частот машины и системы, а так же совпадения фаз напряжений в момент замыкания контактов выключателя. В таких условиях машина не испытывает динамических воздействий со стороны системы. При ТАС соответствующими устройствами условия включения максимально приближаются к идеальным. После этого с учетом времени включения выключателя автоматически выбирается момент подачи команды на включение с расчетом, чтобы сдвиг фаз напряжений (угловая ошибка синхронизации) в момент замыкания выключателя не превосходил расчетного значения. ТАС обладает техническим и экономическим эффектом т.е. исключение последствий возможных ошибок человека-оператора, ограничение испытываемых машинами воздействий расчетными допускаемыми значениями, предотвращающими повреждение или преждевременный износ.
3.2 Противоаварийная автоматика
Современные ЭЭС представляют собой большие автоматизированные системы, функционирование которых невозможно без наличия комплекса автоматических устройств. Среди этого комплекса одно из первых мест занимает УПА, предназначенные для обеспечения надежности и бесперебойности электроснабжения потребителей, локализации аварийных возмущений тем или иным участком ЭЭС и предотвращения развития аварий в системные.
Системные аварии развиваются лавинообразно и сопровождаются нарушением устойчивости, разделение ЭЭС на несинхронные работающие части с возникновением дефицита активной и реактивной мощности в отдельных узлах ЭЭС, последствием чего может быть останов агрегатов электростанции в связи со снижением производительности механизмов собственных нужд АЭС и нарушением электроснабжения потребителей.
Быстрота развития системных аварий требует дополнения автоматики управления нормальными режимами противоаварийным управлением, осуществляемым средствами ПА. Поскольку действием устройств защиты, АПВ, АВР, и АЧР в современных энергосистемах не удается предотвратить повреждение оборудования и нарушение устойчивости, вызывающие отключение потребителей и экономический ущерб, предусматриваются четыре основные группы УПА.
- Устройства автоматики предотвращающей нарушение устойчивости (АПНУ) и специальная автоматика отключения нагрузки (САОН), повышающие эффективность использования оборудования и предназначенные для предотвращения нарушения устойчивости. Эти устройства действуют при опасных перегрузках линий электропередач при нарушениях схем в результате КЗ и без таковых, при кратковременных неполнофазных режимах, в цикле ОАПВ и производит дозирование УВ на разгрузку линий электропередач и электростанций в избыточной части ЭЭС, на быстрое повышение генерирующей мощности и отключение части неответственных потребителей в дефицитной части ЭЭС.
- Устройства АЛАР, ликвидирующие АР или предотвращающие его возникновение, осуществляют ДС по признакам возникающего или возникшего АР или по факту аварийной ситуации, неизбежно вызывающему нарушение синхронизма.
- Устройства, предназначенные для ограничения опасных понижений или повышений частоты и напряжений (АОЧ, АОН, АЧР). При понижении частоты АЧР действует на отключение части нагрузки (ОН).
- При понижении напряжения ПА действует на отключение части шунтирующих реакторов (ОР), на форсировку возбуждения (ФВ).
- При повышении напряжения АОН действует на отключение линий электропередач 750 кВ, являющихся источником реактивной мощности.
- Устройства, восстанавливающие питание потребителей и нормальных схем ЭЭС и режимов (АВР, АПВ линий, трансформаторов, шин).
3.3 Однократное ТАПВ
Основным видом АПВ линий являются однократное ТАПВ. На ответственных линиях однократное ТАПВ комбинируется с однократным ОАПВ, поскольку большинство КЗ на линиях высокого напряжения однофазные, отключение только одной поврежденной фазы повышает устойчивость электропередачи. Устройство ОАПВ отключает поврежденную фазу при КЗ одной фазы на землю и обеспечивает ее повторное включение через промежуток времени, достаточный для погасания дуги в месте повреждения. Важной частью ОАПВ являются органы выбора поврежденной фазы, избирательные органы (ИО), которые устанавливаются по обоим концам линии.
Требования предъявляемые к ИО:
- правильно выбрать поврежденную фазу при КЗ одной фазы на землю;
- отличать КЗ одной фазы на землю от КЗ двух фаз на землю;
- защищать линию от повреждений, могущих возникнуть на оставшихся в работе фазах в цикле ОАПВ;
- не срабатывать в неполнофазном режиме цикла ОАПВ от токов нагрузки;
- иметь высокую чувствительность к КЗ через переходное сопротивление.
4. Спецвопрос
С ростом количества энергетических объектов, широким использованием воздушных выключателей, увеличением длительности эксплуатации объектов и как следствие старением изоляции контрольных кабелей, возросла вероятность самовключения блочных выключателей. В связи с этим улучшения схем управления блочными выключателями, предупреждение возможности их самопроизвольного включения стал актуальным.
С целью повышения надежности работы энергетических объектов, предупреждения возможности самоключения блочных выключателей проводим реконструкцию схемы управления блочных выключателей.
Схема блочного выключателя характеризуется двумя особенностями: не допускает много разового включения на короткое замыкание и отсутствие цепей АПВ. Эти особенности позволяют достаточно просто исполнить основное требование реконструкции – предотвратить самоключение выключателя при всех возможных повреждениях в цепях включения автоматическим выведением из действия цепей включения по факту любого отключения блочного выключателя, используя готовую схему блокирования многоразового включения на кз. Такое исполнение обеспечивает максимальное использование элементов существующей схемы управления при минимальных материальных и трудовых затратах на реконструкцию. Обеспечение основного требования – автоматического использования включения выключателя при любых повреждениях в электрических цепях управления на все время остановки блока – придает решению ряд дополнительных преимуществ: