проект. Методические указания по выполнению курсового проекта по дисциплине Эксплуатация релейной защиты
![]()
|
РЕЗЕРВНАЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ ЗАЩИТА ЭНЕРГОБЛОКАВ зависимости от величины напряжения на стороне высокого напря- жения и мощности блока в качестве устройства защиты применяются: дифференциальные токовые реле с быстронасыщающимися транс- форматорами серии РНТ-560 для энергоблоков мощностью 160 ... 500 Мвт, подключѐнных к системе шин напряжением 220 кВ; дифференциальная защита сторможениемтипаДЗТ-21 для энерго- блоков мощностью 160 Мвт и более, подключѐнных к системе шин напряжением 330 кВи выше. Основные положения по расчѐту резервной дифференциальной защиты блока, выполненной на реле типа РНТ-560. В дифференциальной защите, выполненной на реле серии РНТ- 565, трансформаторы тока 5 А подсоединяются к рабочей и двум уравни- тельным обмоткам реле. К первой обмотке реле РНТ-566 подсоединяются трансформаторы то- ка с номинальным током 1 А, а к третьей рабочей обмотке – трансформа- торы тока с номинальным значением вторичного тока 5 А. В дифференциальной защите с реле РНТ-566/2 к первой рабочей об- мотке подсоединяются трансформаторы тока с номинальным значением вторичного тока 1 А, а ко второй - трансформаторы тока, соединѐнные па- раллельно, с суммарным номинальным вторичным током 10 А. Указания по расчѐту даны применительно к реле типа РНТ-565. Рас- чѐт защит, выполненных на реле типа РНТ-566 и РНТ-566/2 , производится аналогично. Первичный ток срабатывания защиты выбирается большим из трѐх условий. По условию отстройки от расчѐтного максимального тока не- баланса при внешнем коротком замыкании: Iс.з. kотс Iнб расч, (7.1) где: kотс коэффициент отстройки, принимается равным 1,3; Iнбрасч максимальный расчѐтный ток небаланса при внешнем коротком замыкании. Расчѐтный ток небаланса ляющих: Iнбрасч определяется как сумма трѐх состав- Iнб расч Iнб расч Iнб расч Iнб расч, (7.2) где: Iнбрасч Iнбрасч Iнбрасч составляющая, обусловленная полной погрешностью трансформаторов тока; составляющая, обусловленная регулированием напря- жения на трансформаторе; поскольку регулирование напряжения не применяется, данная составляющая при расчѐте не учитывается; составляющая, обусловленная неточностью установки расчѐтных чисел витков на неосновной стороне. Составляющие определяются по выражениям: Iнбрасч kапер kодн Iкmax, (7.3) Iнб расч w1 расч w1 Iw1 расч 1кmax , (7.4) где: kапер kодн коэффициент, учитывающий апериодическую составляю- щую тока, принимается равной 1,0; коэффициент однотипности трансформаторов тока, прини- мается равным 1,0; - относительная полная погрешность трансформаторов тока, принимается равной 0,1; Iкmax ток трѐхфазного короткого замыкания, протекающий че- рез трансформатор блока при внешних коротких замыка- ниях на стороне высокого напряжения; w1 расч- расчѐтное число витков на неосновной стороне; w1 - принятое число витков на неосновной стороне; I1кmax ток трѐхфазного короткого замыкания, протекающий по неосновной стороне блока. При предварительном расчѐте Iс.з. принимается Iнб расч Iнб расч, то есть без учѐта Iнбрасч. В дальнейшем находится Iнбрасч,определяется пол- ный ток небаланса Iнбрасч и находится ток срабатывания защиты. При этом следует учитывать, что в некоторых случаях максимальный ток при асинхронном ходе генератора Iах может оказаться больше макси- мального тока Iкmax при внешнем коротком замыкании. В этих случаях в (7.3) и (7.4) вместо расчѐтном режиме. Iкmax следует подставлять Iах при соответствующем По условию отстройки от броска намагничивающего тока при включении ненагруженного трансформатора под напряжение: Iс.з. kотс Iном, (7.5) где: kотс Iном коэффициент отстройки, принимается равным 1,3; номинальный ток трансформатора. По условию отстройки от максимального тока короткого за- мыкания при повреждении за трансформатором собственных нужд: Iс.з. kотс Iкmax, (7.6) где: Iкmax максимальный ток короткого замыкания за трансформа- тором собственных нужд в максимальном режиме рабо- ты станции и системы. Число витков обмотки реле на основной стороне блока опреде- ляется по выражению: wоснрасч Fс.р. Iсросн Fс.р. nТА, (7.7) Iс.з. kсх где: Fс.р.- МДС срабатывания реле, равная 100 А·в; Iсросн ток срабатывания реле, отнесѐнный к основной стороне, А. В качестве основной стороны наиболее целесообразно принимать сто- рону, где вторичный номинальный ток плеча больше. За действительное число витков wосн принимается меньшее целое число. Число витков реле на неосновной стороне определяется исходя из условия равенства МДС обмоток при номинальном режиме: или: IоснВ wосн IнеоснВ w1 расч (7.8) w w IоснВ , (7.9) 1 расч осн IнеоснВ где: IоснВ, IнеоснВ вторичные токи плеч соответственно на основной и неосновной сторонах, соответствующие номи- нальной мощности трансформатора. За устанавливаемое число витков неосновной стороны принимают ближайшее целое число. Составляющая небаланса Iнбрасч определяется по выражению (7.4). Расчѐтный полный ток небаланса определяется по выра- жению (7.2), а уточнѐнное значение тока срабатывания защиты определя- ется по выражению (7.1). Чувствительностьзащиты при повреждении в защищаемой зоне: Iр w kч Fс.р. , (7.10) где: Iр вторичные токи в плечах защиты на отдельных сторонах с учѐтом их знака при расчѐтном случае повреждения; w- число витков обмоток реле, используемых на отдельных сто- ронах; Fср 100 А в. Чувствительность защиты определяется при минимальном токе ме- таллического короткого замыкания на выводах высокого напряжения трансформатора блока. Расчѐтными режимами работы станции системы являются реально возможные режимы, обусловливающие минимальный ток повреждения. В соответствии с ПУЭ минимальный коэффициент чувствительности должен быть не менее 2,0 при включѐнном выключателе на стороне высо- кого напряжения и 1,5 при отключѐнном выключателе блока. Основные положения по расчѐту резервной дифференциальной защиты блока, выполненной на реле типа ДЗТ-21. Пример расчѐта выполнен для случая защиты энергоблока мощ- ностью 160 МВт и более, подключѐнного к ОРУ - 330 ... 750 кВ через два выключателя. Расчѐт защиты принципиально не отличается от расчѐта защиты трансформатора блока (раздел 5), однако есть ряд особенностей, обуслов- ленных схемой еѐ включения. Расчѐт рабочей цепи защиты включает в себя определение ми- нимального тока срабатывания защиты и выбор ответвлений трансреакто- ра, а также ответвлений выравнивающих автотрансформаторов при их наличии. Минимальный ток срабатывания защиты выбирается по боль- шему из двух условий: отстройки от броска намагничивающего тока при включении нена- груженного трансформатора блока под напряжение по выражению (5.1); отстройки от максимального тока короткого замыкания за транс- форматором собственных нужд: Iс.з.min kотс Iкmax, (7.11) где: kотс коэффициент отстройки, принимается равным 1,5; Iкmax периодическая составляющая тока трѐхфазного металли- ческого короткого замыкания на выводах одной из обмоток трансформатора собственных нужд в максимальном режи- ме работы станции и системы. Для резервной дифференциальной защиты допускается загрубление по сравнению с основной, поскольку она предназначена для быстрой лик- видации коротких замыканий на ошиновке высокого и низкого напряже- ния блока и не предназначена для защиты от межвитковых коротких замы- каний. Определяются вторичные номинальные токи в плечах защиты по выражениям (5.2) и (5.3). Если вторичный ток стороны низкого напряжения не выходит за пределы диапазона 2,5 ... 5,0 А, то ответвление трансреактора для этой цепи выбирается согласно п.5.3.3. Если значение тока IВ плеч защиты выходи за пределы диапа- зона номинальных токов трансреактора более, чем на 0,5 А, то необходима установка выравнивающих автотрансформаторов тока. Для присоединения защиты к трансформаторам тока в цепи нулевых выводов генератора могут оказаться необходимыми понижающие автотрансформаторы тока, если в защиту подаѐтся суммарный вторичный ток от двух трансформаторов тока, соединѐнных параллельно, с номиналь- ным током 5 А. В этом случае коэффициент трансформации трансформа- тора определяется по выражению (5.7), в котором вместо ТLAI должно быть TLAII, расчѐтный ток ответвления, присоединяемого к трансреактору IномАТII 5 А, для второго ответвления, присоединяемого к трансформа- торам тока, принимается IотвАТII расч IIIВ. Для второго ответвления в соответствии с параметрами понижающих автотрансформаторов типа АТ-32 выбирается номинальный ток, ближай- ший больший расчѐтного, и определяется действительный коэффициент трансформации: nАТII 5 IотвАТII . (7.12) Ток, поступающий в реле защиты от понижающего автотранс- форматора тока со стороны нулевых выводов генератора: IIIВ nАТ II IIIВ. (7.13) Номинальный ток ответвления трансреактора выбирается также, как в п.7.2.3.3. При присоединении защиты к трансформаторам тока со сто- роны высокого напряжения с номинальным током 1 А применяются повы- шающие автотрансформаторы тока типа АТ-31. Ответвления трансреакто- ра и автотрансформатора со стороны высокого напряжения выбираются в соответствии с п.п.5.3.6 и 5.3.7. При этом в (5.6) при наличии автотранс- форматора со стороны низкого напряжения вместо IIIВ. IIIВ подставляется Далее для каждого плеча защиты определяется относительное значение минимального тока срабатывания защиты: Iсрmin Iс.з.min IВ (7.14) Iотвраб при наличии выравнивающих автотрансформаторов: Iсрmin Iс.з.min IВ , (7.15) Iотвраб где: Iс.з.min- определяется согласно (5.1). В случае значительных расхождений Iс.з.min для отдельных плеч за- щиты рекомендуется уточнить выравнивание токов автотрансформатора- ми. Уставка защиты Iс.з.min принимается равной наибольшему значению, полученному по (7.14) или (7.15) и выставляется с помощью резистора R13. Расчѐт цепи торможения включает в себя определение ответвле- ний на выходных трансформаторах тока тормозной цепи и расчѐт коэффи- циента торможения. Номинальные токи ответвлений трансформаторов тока цепи торможения выбираются (в соответствии с их параметрами, указанными в приложении) ближайшими большими подведѐнных к защите токов IIIB или IIIBи II B. Ток начала торможения (длина горизонтального участка тор- мозной характеристики) определяется так же, как для основной дифферен- циальной защиты трансформатора блока. Коэффициент торможения определяется при внешнем трѐх- фазном коротком замыкании на стороне высокого напряжения блока по условию отстройки защиты от максимального значения тока небаланса. При этом расчѐтным является короткое замыкание за одним из выключа- телей высокого напряжения, через который протекает максимальный сум- марный ток системы и защищаемого блока. В этом случае погрешности трансформаторов тока в цепи указанного выключателя создают макси- мальные токи небаланса. Ток в рабочей цепи защиты принимается равным току неба- ланса согласно (5.17). Ток небаланса определяется по выражениям (5.18), (5.19) и (5.20), а относительное значение тока в рабочей цепи по (5.21). Минимальные значения тормозных токов для каждой тормоз- ной цепи определяются в тех же расчѐтных точках, что и при расчѐте ра- бочих токов реле по выражению (5.22), а их относительное значение - по формуле (5.23). Коэффициент торможения защиты kт определяется по выра- жению (5.27) для каждого расчѐтного режима. Принимается большее зна- чение kт. Уставку дифференциальной отсечки во всех случаях можно принимать минимальной ( 6 Iном ), поскольку при этом обеспечивается еѐ отстройка от токов включения и от токов небаланса при внешних коротких замыканиях. Чувствительность защиты при внутренних коротких замыканиях всегда высокая в связи с малым значением минимального тока срабатыва- ния и наличием горизонтального участка тормозной характеристики. Ко- эффициент чувствительности определяется по формуле (5.29). В соответствии с требованиями ПУЭ коэффициент чувствительности резервной дифференциальной защиты должен быть не менее двух ( kч 2 ). Резервная дифференциальная защита, устанавливаемая на бло- ках с выключателем в цепи генератора, должна иметь выдержку времени t 0,5 с. |