Расчёт параметров схемы замещения и токов короткого замыкания

• Название: Расчёт параметров схемы замещения и токов короткого замыкания
• Дата: 05.04.2023
• Размер: 1.59 Mb.
• Имя файла: kp2_1.docx
• Тип: Документы; #1038876
• страница: 5 из 6

7.1.4.5. Минимальные значения тормозных токов для каждой тормозной цепи определяются в тех же расчётных точках, что и при расчёте рабочих токов реле по выражению (5.22), а их относительное значение - по формуле (5.23).

Для стороны высокого напряжения:





Для стороны низкого напряжения первичное значение тормозного тока, приведённое к стороне низкого напряжения составит:



Для стороны низкого напряжения значение тормозного тока составит:

.

Относительные значения токов в тормозных цепях:

• 
  для стороны высокого напряжения:
  

• 
  для стороны низкого напряжения:
  

7.1.4.6. Коэффициент торможения защиты определяется по выражению (5.27):



Коэффициент торможения защиты принимается равным .

7.1.5. Уставку дифференциальной отсечки во всех случаях можно принимать минимальной ( ), поскольку при этом обеспечивается её отстройка от токов включения и от токов небаланса при внешних коротких замыканиях.

7.1.6. Чувствительность защиты при внутренних коротких замыканиях всегда высокая в связи с малым значением минимального тока срабатывания и наличием горизонтального участка тормозной характеристики. Коэффициент чувствительности определяется по формуле (5.29).





или

В соответствии с требованиями ПУЭ коэффициент чувствительности резервной дифференциальной защиты должен быть не менее двух ( ).

7.1.7. Резервная дифференциальная защита, устанавливаемая на блоках с выключателем в цепи генератора, должна иметь выдержку времени .

Схема подключения данной защиты изображена на рисунке 8.



8. Защита от внешних симметричных коротких замыканий.

8.1. Защита выполняется с помощью одного из трёх реле сопротивления комплекта КРС-2.

Реле имеет круговую или эллиптическую характеристику срабатывания, расположенную в I квадранте комплексной плоскости.

8.2. Сопротивление срабатывания защиты выбирается по условию отстройки от режима наибольшей нагрузки. Сопротивление нагрузки определяется по выражению:



где: - минимальное напряжение на выводах генератора, принимается равным ;

- максимальное значение рабочего тока генератора в условиях кратковременной перегрузки, принимается равным .

Сопротивление срабатывания защиты при круговой характеристике срабатывания реле:



где: - коэффициент отстройки, принимается равным 1,2;

- коэффициент возврата реле, равен 1,05;

- угол максимальной чувствительности реле, равный для реле сопротивления КРС-2;

- угол нагрузки (определяется при дальнейшем расчёте).

Принимается, что активная мощность не изменилась:



При пониженном напряжении до и максимальном токе нагрузки :



Из равенства выражений (8.3) и (8.4) следует:



отсюда:


и

8.3. При использовании эллиптической характеристики сопротивление срабатывания может быть увеличено, что в общем случае улучшает дальнее резервирование. Однако следует иметь в виду, что наибольшее значение ограничивается режимами перевозбужения генератора при малых значениях , то есть максимально возможной реактивной нагрузкой генератора. Такие режимы возможны в условиях дефицита реактивной мощности, а также при использовании генератора в качестве синхронного компенсатора. Для оценки относительной величины большой оси эллипса характеристики срабатывания реле сопротивления максимальную допустимую для генератора реактивную нагрузку можно принять равной . Этому соответствует угол нагрузки . При напряжении :



При этом:



Принимая , получаем:





Соотношение осей эллипса характеризуется коэффициентом эллиптичности, причём отстройка защиты от токов нагрузки обеспечивается при:



Для блок-реле сопротивления типа КРС-2 коэффициент эллиптичности может быть принят: 0,5; 0,65; 0,8. Принимаем .

При выбранном уточняется уставка по малой оси эллипса ( ):



Уставка по большой оси эллипса принимается равной .

8.4. Уставка срабатывания на реле сопротивления подсчитывается по выражению:



где: - коэффициент трансформации трансформаторов тока;

- коэффициент трансформации трансформаторов напряжения;

- коэффициент трансформации промежуточных трансформаторов тока, равный 10/5 А, а при его отсутствии .

8.5. Ток десятипроцентной погрешности реле зависит от вида характеристики: при номинальном токе 5 А и круговой характеристике без смещения со схемой подпитки, а также со смещением 12% в III квадрант он равен 1,45 А, при смещении 6% 1,6 А, при смещении 20% - 1,8 А, при эллиптической характеристике без смещения и со смещением - 2,2 А.

8.6. Защита имеет две выдержки времени для действия на деление шин и отключение блока от сети, отстроенные по времени действия от междуфазных коротких замыканий присоединений, отходящих от шин станции. Так как эти выдержки времени заведомо больше 1,5 с, отстройка от качаний не требуется.

8.7. Чувствительность защиты проверяется следующим образом:

• 
  чувствительность реле по току точной работы определяется при трёхфазном коротком замыкании в конце зоны, охватываемой защитой, при этом минимальное значение коэффициента чувствительности должно быть не менее 1,3;
  
• 
  чувствительность реле по измеряемому сопротивлению при резервировании смежных с блоком участков линии определяется в условиях эксплуатации с учётом подпитки от смежных элементов. Требуемый минимальный коэффициент чувствительности 1,2.
  

Схема подключения данной защиты изображена на рисунке 9.

9. Защита от несимметричных коротких замыканий и перегрузок током обратной последовательности с интегральной зависимой характеристикой выдержки времени срабатывания.

9.1. Защита выполняется с помощью фильтр-реле тока обратной последовательности типа РТФ-6М.

К основным органам устройства относятся:

• 
  фильтр токов обратной последовательности;
  
• 
  входное преобразовательное устройство;
  
• 
  сигнальный орган;
  
• 
  пусковой орган;
  
• 
  интегральный орган;
  
• 
  отсечка I;
  
• 
  отсечка II;
  

При проектировании должны быть определены:

• 
  уставка пускового органа;
  
• 
  уставка интегрального органа;
  
• 
  уставка сигнального органа;
  
• 
  уставка отсечки I (отсечка II в защите не используется).
  

9.2. Входное преобразовательное устройство позволяет устанавливать на входе в основные органы защиты одно и то же напряжение, соответствующее номинальному току генератора при его значениях во вторичных цепях . Расчёт входного преобразовательного устройства сводится к определению указанного соотношения.

9.3. Допустимое время существования несимметричного режима для генератора определяется по выражению6



где: - постоянная генератора, устанавливаемая заводом-изготовителем;

- относительное значение тока обратной последовательности ( ).

Для защиты турбогенераторов применяют реле типа РТФ-6М с исполнением на 5 и 10 А с диапазоном уставок, равным 5 ... 10 и 10 ... 20 А соответственно.

9.4. Пуск интегрального органа следует производить при величине тока, превышающей минимальное значение , для обеспечения соответствия зависимой характеристики выдержки времени срабатывания выражению (9.1) во всём диапазоне токов перегрузки и короткого замыкания. Поэтому уставка пускового органа принимается:



где: - коэффициент отстройки, принимается равным 1,05;

при и при .

Пусковой орган имеет диапазон по току срабатывания и коэффициент возврата не ниже .

Для турбогенераторов мощностью 160 Мвт и более целесообразно принимать .

9.5. Поскольку интегральный орган выполняет функцию защиты от перегрузки и не предназначен для защиты от несимметричных коротких замыканий, он имеет одноступенчатое действие (отключение блока от сети высокого напряжения). При этом уставка должна соответствовать значению постоянной величины , задаваемой заводом-изготовителем генератора.

9.6. Ток срабатывания сигнального органа может устанавливаться в диапазоне . Как правило принимается . При этом допустимая длительность перегрузки может определена по тепловому действию тока, равного току срабатывания:



Для турбогенераторов мощностью 160 Мвт и более:

мин при ;

мин при ;

мин при .

Выдержка времени сигнального органа должна быть больше времени действия резервных защит энергоблока.

9.7. Ток срабатывания отсечки выбирается по условию согласования с резервными защитами от междуфазных коротких замыканий присоединений, отходящих от шин высокого напряжения блока.

При использовании отсечки для деления шин должна быть обеспечена необходимая при этом чувствительность. По условию деления ток срабатывания может быть принят . Диапазон уставок отсечки составляет .

Отсечка I имеет двухступенчатое временное действие. Выдержка времени первой ступени отсечки, действующей на деление шин, должна быть на ступень селективности больше максимальной выдержки времени резервных защит присоединений. Выдержка времени второй ступени отсечки (действие на отключение энергоблока от сети высокого напряжения) должна быть на ступень селективности больше первой ступени.

Если отсечка используется только для дальнего резервирования, то её выдержка времени принимается такой же, как и для первой ступени при наличии деления шин.

Схема подключения данной защиты изображена на рисунке 10.




10. Защита от повышения напряжения.

10.1. Указания по расчёту справедливы для энергоблоков во всём диапазоне рассматриваемых мощностей генераторов.

10.2. Расчёт защиты сводится к выбору уставок на пусковом органе напряжения защиты, на блокирующем токовом реле и реле времени.

10.2.1. Первичное значение напряжения срабатывания защиты с использованием максимального реле напряжения РН-58/200, имеющего коэффициент возврата составляет:



Напряжение срабатывания реле напряжения РН-58/200 составляет:



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



Ток срабатывания реле тока составляет:



10.2.3. При переходе генератора энергоблока в режим холостого хода защита автоматически вводится в действие с выдержкой времени , что исключает возможность потери питания собственных нужд блока при отключении генератора от сети, когда возможно кратковременное повышение напряжения на генераторе.

Схема подключения данной защиты изображена на рисунке 11.