проект. Методические указания по выполнению курсового проекта по дисциплине Эксплуатация релейной защиты

• Название: Методические указания по выполнению курсового проекта по дисциплине Эксплуатация релейной защиты
• Анкор: проект
• Дата: 04.05.2023
• Размер: 163.83 Kb.
• Имя файла: Kurs_proekt.docx
• Тип: Методические указания; #1107881
• страница: 12 из 20

ЗАЩИТА ОТ ПОВЫШЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

1. 
   Указания по расчѐту справедливы для энергоблоков во всѐм диа- пазоне рассматриваемых мощностей генераторов.
   
2. 
   Расчѐт защиты сводится к выбору уставок на пусковом органе напряжения защиты, на блокирующем токовом реле и реле времени.
   
   1. 
      Напряжение срабатывания на максимальном реле напряжения
      

РН-58/200, имеющем коэффициент возврата

k_в 0,95 ,

U_сз 1,2 U_ном. (10.1)

2. 
   Уставка по току на блокирующем токовом реле РТ-40/Р:
   

I_сз 0,1 I_номг. (10.2)

3. 
   При переходе генератора энергоблока в режим холостого хода
   

защита автоматически вводится в действие с выдержкой времени

t 3 с,

что исключает возможность потери питания собственных нужд блока при отключении генератора от сети, когда возможно кратковременное повы- шение напряжения на генераторе.

11. ЗАЩИТА ОТ ВНЕШНИХ ОДНОФАЗНЫХ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ НА СТОРОНЕ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

ЭНЕРГОБЛОКА

1. 
   Защита является резервной от токов однофазных коротких замы- каний в сети с большим током замыкания на землю. На трансформаторах энергоблоков с заземлѐнной нейтралью защита выполняется с помощью токовых реле, подключаемых в нейтральный провод трансформаторов то- ка. Защита имеет два измерительных органа: чувствительный и грубый.
   

На блоках, допускающих работу трансформаторов как с заземлѐнной, так и с разземлѐнной нейтралью, дополнительно к указанной защите уста- навливается ещѐ специальная защита, предназначенная для отключения при внешнем однофазном коротком замыкании блока, работающего с раз- землѐнной нейтралью. Эта защита выполняется на реле напряжения нуле- вой последовательности или на реле тока обратной последовательности.

2. 
   Выбор уставок защиты на блоках с заземлѐнной нейтралью.
   
   1. 
      Для защиты более чувствительного органа, предназначенного для деления шин на стороне высокого напряжения блока и ускорения то- ковой защиты нулевой последовательности при однофазных коротких за- мыканиях в сети ток срабатывания выбирается меньшим из двух условий:
      

– обеспечения срабатывания при самопроизвольном неполнофазном отключении блока и минимальной нагрузке:

I
^II_ ^Iminсз _kч

 ^{0,4  Iном}, (11.1)

1,2

где: k_ч

- коэффициент чувствительности, принимается равным 1,2.

– согласования с резервной защитой от однофазных коротких замы-

каний с более грубой уставкой срабатывания

_II

I


I

:
сз(л)

_III_

^сз(л), (11.2)

где:
^kотс

^сзkотс

- коэффициент отстройки, принимается равным 1,05.

Выдержка времени защиты при еѐ действии по цепи ускорения:

t_уск 0,5 с, (11.3)

что необходимо для предотвращения отключения блока по цепи уско- рения при действии реле контроля непереключения фаз (в случае отказа во включении фазы выключателя или при действии системы однофазного ав- томатического повторного включения).

Выдержка времени защиты при еѐ действии на деление шин на сто- роне высокого напряжения блока выбирается по большему значению из двух условий:

– согласования с наибольшим временем действия чувствительных ступеней резервных защит от однофазных коротких замыканий, установленных на элементах, отходящих от шин станции t_элmax:

t_дел t_элmax t; (11.4)

– согласования с временем действия защиты от однофазных корот- ких замыканий блока при еѐ действии по цепи ускорения:

t_дел t_уск t. (11.5)

В выражениях (11.4) и (11.5) ступень выдержки времени t

ется равной 0,5 с.

принима-

2. 
   Для защиты, выполненной с грубой уставкой, предназначенной для отключения блока от сети при дальнем резервировании ток срабатыва- ния защиты выбирается по условию согласования по чувствительности с током срабатывания защит от коротких замыканий на землю смежных элементов сети высокого напряжения.
   

Согласование производится с наиболее чувствительными ступенями защит:

 k

I
I

сз отс

 k_т

^{ I}сзЛЭП

, (11.6)

где:

^kотсk_т

- коэффициент отстройки, принимается равным 1,1 ... 1,2;

• 
  коэффициент токораспределения токов нулевой последователь- ности (отношение тока в нейтрали трансформатора блока к утро- енному значению тока нулевой последовательности в смежной
  

линии, с защитой которой производится согласование);

^IсзЛЭП

• 
  ток срабатывания чувствительной ступени защиты, с которой
  

производится согласование (ток срабатывания IIIступени защи- ты, отходящей от шин высокого напряжения).

Выдержка времени защиты

^Iвыбирается по условию согласования с

сз

t
временем действия чувствительной защиты блока:

 t

t
I

сз дел

 t. (11.7)

3. 
   Выбор уставок защиты блока, нейтрали которых могут раззем- ляться.
   
   1. 
      Выбор уставок тока срабатывания и выдержек времени защиты от внешних однофазных коротких замыканий трансформаторов блоков, работающих с заземлѐнной нейтралью, производится по п. 11.2, при этом
      

производится согласование со специальной защитой блока, нейтраль кото- рого разземлена.

2. 
   Выбор уставок срабатывания специальной защиты от внешних однофазных коротких замыканий при работе блока с разземлѐнной нейтралью производится в зависимости от еѐ выполнения.
   

При выполнении специальной защиты в виде защиты напряжения ну- левой последовательности (реле РНН57) вторичное напряжение принима- ется равным 5 В. При этом обеспечивается отстройка от максимального напряжения небаланса трансформатора напряжения, обмотки которого со- единены в треугольник.

При выполнении специальной защиты в виде токовой защиты обрат- ной последовательности ток срабатывания защиты для реле РТФ-6М со- ставляет:

где:
^Iномг

I_сз 0,05  I_номг, (11.8)

• 
  номинальный ток генератора.
  

3. 
   Далее проводятся согласования по чувствительности защиты на блоках с заземлѐнной нейтралью с защитами, указанными в п.11.3.2.
   

При работе защиты напряжения нулевой последовательности на пре- деле чувствительности ток нулевой последовательности в трансформаторе любого параллельного блока:

3  I₀

 ^{3 U0 cз}, (11.9)

^х0 бл

где: U_{0 cз}

^х0 бл

• 
  напряжение срабатывания нулевой последовательности;
  
• 
  сопротивление короткого замыкания трансформатора бло- ка.
  

Минимальный ток срабатывания токовой защиты нулевой последова- тельности реле с более грубой уставкой каждого блока, работающего с за- землѐнной нейтралью:

3 I
0 сз

^{ k}отс

^{3U0 cз}, (11.10)

^х0 бл

где:

^kотс

- коэффициент отстройки, принимается равным 1,1.

В связи с тем, что вторичное напряжение срабатывания защиты (реле

РНН-57) U_ср 5 В, а номинальное вторичное напряжение трансформатора

напряжения равно 100 В, относительное напряжение срабатывания

3 U0 сз 0,05 .



Выражая ток срабатывания защиты нулевой последовательности по (11.10) в относительных единицах, получается:

3  I0 сз 1,1^0,05  1,1^0,05 , (11.11)

• 
  хбл Uк
  

 

где: U к



- относительное значение напряжения короткого замыкания

трансформатора (например, при Uк 0,105



3  I0 сз 0,525 ).



Токовая защита обратной последовательности должна иметь более высокую чувствительность, чем токовая защита нулевой последовательно- сти блоков, нейтрали которых заземлены. Расчѐтным режимом для согла- сования по чувствительности этих защит является короткое замыкание на линии, отключившейся с другого конца быстродействующей защитой. При этом в повреждѐнной линии токи нулевой и обратной последовательностей

равны ( I⁽¹⁾ I⁽¹⁾). С учѐтом коэффициента токораспределения этому со-

2 0

ответствует соотношение:
^I0 расч

^kт0

 ^{I2 сз}, (11.12)

^kт2

где:

^I0 расч

• 
  ток нулевой последовательности в защите блока;
  

^kт0 <sup>,

k</sup>т2

- коэффициенты токораспределения соответственно

^I2 сз

нулевой и обратной последовательностей блоков;

• 
  ток срабатывания обратной последовательности (для реле
  

РТФ-6М

^I2 сз

 0,05  I_номг

^{и I}2 сз

 0,07  I_номг

при приме-

нении ступенчатой токовой защиты обратной последова- тельности).

Минимальный ток срабатывания защиты нулевой последовательности (реле с более грубой уставкой) для блоков, работающих с заземлѐнной нейтралью, можно выразить:

3 I
0 сз

^{ k}отс

 3 I
0 расч

 3 k

^kт 0 _{ I}

отс_kт 2
2 сз

, (11.13)

где:

^kотс

коэффициент отстройки, принимается равным 1,1.

При равной мощности блоков, работающих на шины 110 ... 220 кВ,

ток срабатывания

3 I_{0 сз}

выбирается одинаковым для всех блоков по зна-

чению

I_{2 сз}на наиболее мощном блоке.

Если на шины 110 ... 220 кВработает mблоков одинаковой мощности

и из них у nблоков заземлены нейтрали трансформаторов, то

^kт0

 ¹ , а

n

^kт2

 ¹ , следовательно, подставив эти выражения в (11.13), получим:

m

3  I0 сз 3,3  ^m I


. (11.14)

• 
  _n 2 сз
  

При шести одинаковых блоках, из которых у трѐх блоков нейтрали за- землены:

3  I0 сз 3,3  ⁶  0,05  0,33 .

^ 3

Если нейтраль заземлена только у одного из шести трансформаторов блоков, то:

3  I0 сз 3,3  ⁶  0,05  0,99 .

^ 1

Отсюда следует, что чем больше разземлѐнных нейтралей у транс- форматоров блоков, тем ниже чувствительность защиты нулевой последо- вательности на блоках с заземлѐнными нейтралями. Поэтому на энерго- блоках, работающих на напряжение 110 ... 220 кВ, для ограничения токов однофазных коротких замыканий на землю применяется разземление нейтралей не более, чем у половины блоков.

Таким образом, токовая защита нулевой последовательности на бло- ках с заземлѐнной нейтралью при применении на блоках с заземлѐнной нейтралью защиты напряжения нулевой последовательности, как правило, менее чувствительна, чем при применении токовой защиты обратной по- следовательности. В то же время преимуществом применения защиты напряжения нулевой последовательности является независимость чувстви- тельности защиты от количества заземлѐнных нейтралей.

Согласование по чувствительности токовой защиты нулевой последо-

вательности со специальной защитой, выполняемой с использованием U₀

или

I₂ , должно производиться соответственно по выражению (11.11) или

(11.13).

4. 
   Выдержка времени специальной защиты, предназначенной для отключения блока при его работе с разземлѐнной нейтралью трансформа- тора, применяется на ступень меньше выдержки времени токовой защиты нулевой последовательности с грубой уставкой тока срабатывания, пред- назначенной для отключения блока при работе трансформатора с зазем- лѐнной нейтралью:
   

t_спец t₁  t. (11.15)

При таком выборе выдержки времени и коротком замыкании на зем- лю в сети высокого напряжения обеспечивается отключение блоков с неза- землѐнной нейтралью трансформатора раньше, чем отключаются блоки с заземлѐнной нейтралью.

4. 
   Чувствительность защиты, рассмотренной в п.п. 11.2 и 11.3 про- веряется при коротких замыканиях на землю в расчѐтной точке в конце резервируемого участка по выражению:
   

k ^{3  I0 к}, (11.16)

^чIсз

где:

^I0 к

- ток нулевой последовательности в месте установки защиты

для режима работы системы и месте металлического корот- кого замыкания, обусловливающих наименьшее значение тока в месте установки защиты.

Значение коэффициента чувствительности k_ч

должно быть:

– для токовой чувствительной защиты

k_ч 1,25

при коротком за-

мыкании в конце зоны резервирования более грубой защиты;

– для токовой более грубой защиты, выполняющей функции даль-

него резервирования, зоны резервирования.

k_ч 1,2

при коротком замыкании в конце