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: 9 из 20

РЕЗЕРВНАЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ ЗАЩИТА ЭНЕРГОБЛОКА

В 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.
  

1. 
   Основные положения по расчѐту резервной дифференциальной защиты блока, выполненной на реле типа РНТ-560.
   
   1. 
      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.

2. 
   Первичный ток срабатывания защиты выбирается большим из трѐх условий.
   
   1. 
      По условию отстройки от расчѐтного максимального тока не- баланса при внешнем коротком замыкании:
      

^Iс.з.^{ k}отс^{ I}нб

_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^{ I}н^б

расч^{ I}н^б

расч^{ I}н^б

_расч, (7.2)

где:

^Iн^брасч

^Iн^брасч

^Iн^брасч

• 
  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:

^Iн^брасч^{ k}апер^{ k}одн^{  I}кmax^{, (7.3)}

I_н^_б
расч

_ ^w1 расч^{ w}1 _I^w1 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;

w_{1 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^{ I}н^б

расч^{, то}

есть без учѐта

I_н^_брасч. В дальнейшем находится

I_н^_брасч,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

2. 
   По условию отстройки от броска намагничивающего тока при включении ненагруженного трансформатора под напряжение:
   

I_с.з. k_отс I_ном, (7.5)

где:

^kотс

^Iном

• 
  коэффициент отстройки, принимается равным 1,3;
  
• 
  номинальный ток трансформатора.
  

3. 
   По условию отстройки от максимального тока короткого за- мыкания при повреждении за трансформатором собственных нужд:
   

^Iс.з.^{ k}отс^{ I}кmax^{, (7.6)}

где:

^Iкmax

• 
  максимальный ток короткого замыкания за трансформа-
  

тором собственных нужд в максимальном режиме рабо- ты станции и системы.

3. 
   Число витков обмотки реле на основной стороне блока опреде- ляется по выражению:
   

^wоснрасч<sup>

F</sup>с.р.

^Iсросн

 ^{Fс.р. nТА}, (7.7)

^Iс.з.^{ k}сх

где:

F_с.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^{ w}осн^{ I}неоснВ^{ w}1 расч

(7.8)

w  w

^IоснВ

, (7.9)

1 расч

осн ^IнеоснВ

где:

^IоснВ<sup>,

I</sup>неоснВ

• 
  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

^Iн^брасч

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).

4. 
   
    
   Чувствительностьзащиты при повреждении в защищаемой зоне:
   

 I_р w

k_ч

^Fс.р.

, (7.10)

где: I_р

• 
  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;

F_ср 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.

2. 
   Основные положения по расчѐту резервной дифференциальной защиты блока, выполненной на реле типа ДЗТ-21.
   

1. 
   Пример расчѐта выполнен для случая защиты энергоблока мощ- ностью 160 МВт и более, подключѐнного к ОРУ - 330 ... 750 кВ через два выключателя.
   
2. 
   Расчѐт защиты принципиально не отличается от расчѐта защиты трансформатора блока (раздел 5), однако есть ряд особенностей, обуслов- ленных схемой еѐ включения.
   
3. 
   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.
   
   1. 
      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

 k_отс I_кmax, (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.

2. 
   Определяются вторичные номинальные токи в плечах защиты по выражениям (5.2) и (5.3).
   
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.
   

4. 
   Если значение тока I_В
   

плеч защиты выходи за пределы диапа-

зона номинальных токов трансреактора более, чем на 0,5 А, то необходима установка выравнивающих автотрансформаторов тока.

5. 
   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

^{ I}IIВ^.

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)

6. 
   Ток, поступающий в реле защиты от понижающего автотранс- форматора тока со стороны нулевых выводов генератора:
   

^II^IВ

^{ n}АТ II

 I_IIВ. (7.13)

Номинальный ток ответвления трансреактора выбирается также, как в п.7.2.3.3.

7. 
   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

^II^IВ<sup>.

I</sup>IIВ

подставляется

8. 
   Далее для каждого плеча защиты определяется относительное значение минимального тока срабатывания защиты:
   

Iсрmin Iс.з.min ^IВ

(7.14)

• 
  ^{ I}отвраб
  

при наличии выравнивающих автотрансформаторов:

Iсрmin Iс.з.min

I_В^

, (7.15)

• 
  ^{ I}отвраб
  

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.

4. 
   Расчѐт цепи торможения включает в себя определение ответвле- ний на выходных трансформаторах тока тормозной цепи и расчѐт коэффи- циента торможения.
   
   1. 
      Номинальные токи ответвлений трансформаторов тока цепи торможения выбираются (в соответствии с их параметрами, указанными в
      

приложении) ближайшими большими подведѐнных к защите токов

^IIIB

или

^II^IB^и

I_I^ _B.

2. 
   Ток начала торможения (длина горизонтального участка тор- мозной характеристики) определяется так же, как для основной дифферен- циальной защиты трансформатора блока.
   
3. 
   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.
   
4. 
   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).
   
5. 
   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).
   

6. 
   Коэффициент торможения защиты k_т
   

определяется по выра-

жению (5.27) для каждого расчѐтного режима. Принимается большее зна-

чение

k_т.

5. 
   Уставку дифференциальной отсечки во всех случаях можно принимать минимальной ( 6  I_ном ), поскольку при этом обеспечивается еѐ отстройка от токов включения и от токов небаланса при внешних коротких замыканиях.
   
6. 
   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 ( k_ч 2 ).

7. 
   Резервная дифференциальная защита, устанавливаемая на бло- ках с выключателем в цепи генератора, должна иметь выдержку времени t 0,5 с.