дипломная работа по элетроэенргетике. дипломная раб. болот. Схема электрической сети

• Название: Схема электрической сети
• Анкор: дипломная работа по элетроэенргетике
• Дата: 19.05.2021
• Размер: 195.25 Kb.
• Имя файла: дипломная раб. болот.docx
• Тип: Документы; #207057
• страница: 4 из 6

Расчет установок релейной защиты.

1.продольная дифференциальная токовая защита – предусматривается для защиты от всех видов КЗ в обмотках и на выводах , включая витковых замыкания в обмотках. Применяется трансформаторах мощностью 6,3мВА и более .Это защита с абсолютным селективностью, по принципу действия и поэтому может быть выполнена без выдержки времени .принцип действия дифференциальной токовой защиты основным на сравнении величины и направления токов до и после защищаемого элемента - трансформатора с.н. [Л7. § 16,5]. В защите используется реле типа Д3Т-11 применении реле серии РНТ-560 не рекомендуется, вследствие существенного снижения чувствительность защиты из-за увеличения тока срабатывания защиты до (3-4) Iтр.ном.

При использовании реле Д3Т с магнитным торможением высокая чувствительность защиты сохраняется [Л7.§16,9] при группе соединения ∆/∆/∆-0-0 на трансформаторах 25мВА-схема защиты трех релейная. трансформаторы тока ТТ соединяются в звезду Y со всех сторон [Л15 § 4,3]

1. 
   Определяются первичные токи для всех сторон защищаемого трансформатора , соответствующие его номинальный мощности. По этим токам определяются соответствующие вторичные токи в плечах защиты исходя из коэффициентов схемы Ксх. Результаты в таблице 20.
   
2. 
   Выбираем сторону, к ТТ которой целесообразно присоединить тормозную обмотку реле. В соответствием с рекомендациями [Л8 § 41,4] тормозная обмотка включается на сумму токов ТТ, установленных в цепи из расцепленных обмоток НН и ограничивающих всю защиту в углом.
   
3. 
   Минимальный ток срабатывания защиты определяется из условия отстройки от броска намагничивающего тока при включении ненагруженного трансформатора под напряжения : Iсз.=kн*Iном.тр= (1,2/2,0)Iном тр. Icз.min.=1,5*Iном.вн.=1,5*918=1377 А.
   
4. 
   Определим ток срабатывания защиты и необходимое число витков обмотки нТТ реле.
   

А
5.Определим максимальный первичный ток небаланса при КЗ между тремя фазами на стороне НН трансформатора приведенная к расчетной стороне (ВН)



∆Uвн*kток.вн+ )*Iкз.max/=(1*1*0.1+0.12*1⃒ =0.267*1139=3041.5 A.

Где k ап.- коэффициент а периодичности ТТ, учитывающий различие в погрешности ТТ при существенном различии условий работы и конструкции ТТ различии их погрешности принимает максимальная значение =1..

Е=0,1-относительное значение половины погрешности ТТ.

∆Uвн=0,12 относительное значение половины суммарного регулирование напряжения стороне ВН.

K-ток вн=1,0-коефициент токо распределение в режиме КЗ на стороне НН.

Iкз.max=Iкз.* *( А. –ток трех фазного КЗ в максимальном режиме в токе К-4проведенный к стороне Uвн=15,75кВ.

Iкз.max=28,478кА=28478А.

6.определяем расчетная число тормозной обмотки реле:

Wт.расч.= где Котс.=1,5-коэфициент отстройки.

Iт=Iпр.max =11391.2A. первичный тормозной ток определяемый при внешнем КЗ между 3-мя фазами на стороне НН.

Принимается ближайшее наибольшее целое число

W т=9 витков.

7.определяем значение коэффициент чувствительности защиты при металлическом внутреннем КЗ между двумя фазами на стороне НН в режиме когда торможение отсутствует :

кз.min= =24662,6 А.

Iкз.min=Iкз.min*

Минимальная значение тока КЗ, протекающего через защиту при 2-х фазном КЗ приведенное к расчетной стороне ВН.

K𝑟=

Т.к. k𝑟=6,9>k𝑟.min=2,0 то защита имеет достаточную чувствительность (ПУЭ п,3,2,21)

2. газовая защита – защита от внутренних повреждений трансформаторов –от замыканий внутри бака трансформатора и в контактором объеме РПН сопровождающихся выделением газов из трансформаторного масла , а также от понижения уровня масла . выполняется с одним газовым реле , контролирующим выделение газа из бака трансформатора в расширитель, и с одним газовым реле для контакторного РПН.

Газовая защита является очень чувствительной и позволяет обнаружить повреждением в трансформаторе в начальной стадии. При достаточно быстро 0,1/0,2 сек.

Газовая защита бака трансформатора выполняется с двумя ступенями –действующими на сигнал и на отключение трансформатора соответственно . ступень защиты действующая на отключения может быть переведена для действия на сигнал . газовая защита контакторного отсека РПН выполняется одноступенчатой действующей только на отключение [Л,8 §.44,4].

Газовая защита является наиболее чувствительной защитой трансформатора от повреждения от повреждения его обмоток особенно при витковых замыканиях , не которые дифференциальная защита реагирует только при замыкании большого числа витков .

Газовая защита не действует при повреждениях на выводах трансформатора и должна выводится из действия когда имеется опасность выделение из масла воздух (например после доливки масла , при ремонте ) [Л7.§ 16-10].

4. 
   Защита от перегрузок обмотки применяется для ограничения перегрузок трансформатора токами прямой последовательности . Устанавливается на каждой из расщепления обмоток.
   

Тип защиты максимальная токовая защита независимой выдержкой времени.

Ток срабатывания защиты выбирается из условия возврата токового реле при номинальном токе трансформатора.

Iс.з= 1505,4 А.

Kн=1,05-коефициент надежности.

Iном.тр= А.

На трансформаторах находящихся под наблюдением персонала защита от перегрузки выполняется действующей на сигнал посредством токового реле. Токовая реле устанавливают в одной фазе ,так как перегрузка трансформатора возникает одновременно в 3-х фазах ( симметричная перегрузка) .чтобы избежать излишних сигналов при КЗ и кратковременных перегрузках , предусматривают реле времени , обмотки которого должны быть рассчитаны на длительное прохождение тока [Л7, §16-3]

5. 
   Дистанционная защита на стороне НН рабочего трансформатора с.н мощностью 25мВА. [Л8.§44,10]
   

Назначение на рабочем и резервном вводах к секциям с.н 6кВзащтиа шин секции и резервировании защиты присоединений этот секции; на вводе к магистрали резервного питания от ПРТСН- резервирование защиты магистрали резервного питания.

Защита выполняется на блок реле БРЭ2801

На рабочих вводах к секциям с.н 6кВ и на вводах магистрали резервного питания защита включается на ток и напряжения соответствующей расщепленной обмотки рабочего и резервного ТСН.

Защиты :сопротивление срабатывания определяется по условию отстройки от индуктивного сопротивления полностью остановленных электродвигателей ,

В сама запуске:

Zс.з= Ом.

Где kн=0,85-коефициент возврата реле сопротивления .

Kср .п=6,0среднее значение пускового коефициента двигателей .

Kнагр.=1,2-отношения суммарной полной мощности самозапускающихся двигателей к мощности одной расцепленной обмотки рабочего ТСН.

Uном.дв=6000В номинальная напряжения электродвигателей с.н.

Iном.тсн= А.

Номинальный ток трансформатора.

5.дистанционная защита на стороне ВН- рабочего ТСН мощностью по 25мВА.

Назначение :резервирование дифференциальной защиты ТСН.

Выполнение защиты : для защиты используется блок-реле БРЭ2801на стороне ВН(15,75кВ).ТСН с расщепленным обмотками устанавливаются по два комплекта дистанционной защиты . На каждой из них подается ток со стороны ВН и напряжение от ТН на выводах одной из расщепленной обмоток НН.

Защиты: сопротивление срабатывания принимается в 2 раза меньше Z с.з для защиты стороны НН, того же т.с

Zс.з= =0,2 Ом.

6. 
   Защита от замыканий на землю.
   

Для создания активного тока используется заземляющий трансформатор типа ТСЗК-63-10-10,5/04 кВ-сухой трансформатор , Sтр=63кВА со схемой Y/∆;Uкз=5,5%.

Нейтрал трансформатора заземляется через бетэловый резистор, состоящий из двух соединенных параллельно элементов резистора с U ном.=6кВ по 200Ом общее сопротивление резистора 100 Ом.

Сопротивление трансформатора Ом.

При металлическом замыкании на землю ток в нейтрали.

А.

Схема включения заземляющий трансформатора.

Трансформатор присоединяется к шинам 6кВ с.н через выключатель 8 из защищается охватывающей и сторону НН токовой отсечкой . защита действует на отключение выключателя В рабочего и резервного вводов на секцию. при отключении этой защитой рабочего ввода на АВР не запрещается.

Автоматическое регулирование напряжение на шинах электростанции.
Регулирование напряжение может производится по астатической и статической характеристикам ( рис.1)

Регулирование по астатической характеристике когда при изменении тока статора генератора напряжения на его шинах остается неизменным. Такая характеристика (А. рис.1) обеспечивается регуляторами которые реагируют. Только на регулируемая напряжение.

Регулирование по статической характеристике, когда при изменение тока статора генератора напряжение на его шинах несколько понижается при повышается (С. рис.1), для получения таких характеристик необходимо чтобы регулятор реагировал не только на регулируемое напряжение но и не ток статора генератора.

Рис.1 характеристики регулирование напряжение

Генератор.

А- статическая

С- статическая.

Астатическую характеристику имеют АРВ измерительные органы которых включены только на напряжение генератора . Положительным свойством таких АРВ является шинах генератора статические характеристики имеют АРВ, измерительные органы которых включены не только на напряжение , но и на ток статора генератора.

Работа генераторов в блоке с трансформатором.

При работа генератора в блоке с трансформатором или автотрансформатором ( рис2 а.). К АРВ обычно подводится напряжение от ТН генератора, поэтому АРВ имеет астатическую характеристику , то при изменении нагрузки им будет поддерживаться постоянным напряжение на выводах генератора Ur.

Рис.2 работа генератора с АРВ в блоке с повышающим трансформатором (автотрансформатором )

А)схема включения АРВ .

Б)векторная диаграмма.

Напряжение на шинах Uш отличается от Uг на величину падения напряжения в сопротивления трансформатора имеет практически чисто реактивное сопротивление то.

Uш=Ur-jIa*Xтр.

Где Iа-ток проходящий через трансформатор .

Из векторной диаграммы (рис. 2,б)построенной для одной фазы А, видно , что падение напряжение в сопротивлении Хтр определяется в основном составляющей от реактивного тока и следовательно.

Uш=Ur-Ip-Xтр.

При необходимости обеспечить постоянство напряжения на шинах электростанции Uш принимается компенсация реактивного сопротивление трансформатора.

Принципиальная схема компенсации и векторная диаграмма для случая когда АРВ включается на линейная напряжения Uвс, приведены на рис.3.

В цепь от трансформатора напряжения к АРВ включается активная сопротивление Rк, равная Хтр , и кчему подводиться от трансформатора тока вазы А, но обратной последовательность . при этом , как видно из реле 3.б, при увеличение реактивной нагрузки генератора напряжения Uарв будет уменьшатся на величину: I а,в Rk=I a.р*Хтр.

Это воспринимается измерительным органом как понижение напряжение , и АРВ действуя в сторону повышения напряжения Ur, компенсирует падения напряжения ∆Uтр. И поддерживается неизменным напряжение Uш(рис 3,6).

Аналогично действует АРВ , к измерительным органом которых подводится трехфазное напряжение . В этих случаях падение напряжение в сопротивлении компенсации от реактивной составляющей тока должна иметь направления , противоположное вектору напряжения от трансформатора напряжения , что достигается подбором необходимого сочетания фаз и группы соединения обмоток ТТ, ТН и промежуточных трансформаторов .

Параллельная работа энергоблоков генератор-трансформатор на общее шины.

При параллельном работе энергоблоков генератор-трансформатор на общие шины высшего напряжения к индивидуальном АРВ каждого генератора подводится напряжения не от трансформатора напряжения генератора (рис.4)

Из выражения. Uш= Ur-Ip Хтр следует, что

Uш=Ur1-jIp1*Хтр1=Uг2-jIp2* .

Если АРВ поддерживают на генераторах равные напряжения : Ur1=Ur2. то следовательно .

Ip1*Хтр1=Ip2-Хтр2, откуда



Из этого выражения следует, что суммарная реактивная нагрузка электростанции распределяется между параллельно работающими генераторами обратно пропорционально реактивным сопротивлениям трансформаторов. Если параллельно работают одинаковые энергоблоки, то Хтр1=Хтр2 и следовательно Ip1=Ip2, т.с реактивная нагрузка распределяется между ними поровну.

Таким образом , при параллельной работе энергоблоков на общие шины высшего напряжения с АРВ , имеющими астатические характеристики, обеспечивается определенное распределение нагрузки между генераторами и дополнительных средств стабилизующим не требуется.

Групповое управление возбуждением генераторов.

Рассмотренные устройства автоматического регулирования возбуждения –АРВ- поддерживают заданный режим работы , изменяя значения реактивной мощности , выдаваемой генератором в сеть , напряжения на его шинах. Для того чтобы изменить режим увеличить или уменьшить напряжения на шинах электростанции необходимого изменить установку АРВ. На современных

крупных электростанции с большим количеством генераторов эта задаче услеживается, так как необходимо одновременно изменять установки АРВ на многих генераторах.

Для облечение работы оперативного персонала и повышения качества регулирования, а также для автоматизации используется устройства группового управления возбуждением генераторов.

Устройства группового управления возбуждением должны обеспечивать автоматическое распределение реактивной нагрузки между генераторами и поддержание напряжения на шинах электростанции согласно заданному режиму работы.

На рис.5 а и б приведены две схемы управления возбуждением при наличии на каждом генераторе своего АРВ . общих схемах предусмотрено общие изменения уставки АРВ всех генераторов .

В схеме на рис.5 а уставки всех АРВ меняются ключом управления КУ одновременно с помощью одного электродвигатель Д , с валом которого связаны жестко ползунки всех установочных реостатов УР. такие схемы с механической связью установочных реостатов могут применятся , когда они расположены в непосредственно близости (например, на одной панели пульта ). При этом должна быть предусмотрена возможность оперативного отделения установочного реостата АРВ каждого генератора от устройство группового управления.

На рис.5.б приведены схема, в которой изменение уставок АРВ производиться введением в цепь их измерительных органов дополнительного напряжения от трансформаторов последовательного регулирования ТПР. На первичные обмотки ТПР подается напряжения от общего установочного трансформатора ОТ . изменения напряжения на выходе ОТ , можно одновременно изменять напряжения на всех ТПР , а следовательно, и уставки АРВ всех генераторов . В этой схеме таких должна быть предусмотрена возможность от деления любого ТПР от ОТ с переходом на индивидуальной управления возбуждением данного генератора . недостатком устройства группового управления по схеме рис. 5.б является возможность резкого изменения возбуждения всех генераторов при внезапном отключении источника питания первичный обмоток ОТ или при обрыве общих цепей от ОТ к ТПР.

Другими принципиально отличным вариантом устройства группового управления возбуждением генераторов является схема с центральным АРВ, приведенная на рис. 6.

На каждом генераторе сохраняется индивидуальные устройства и быстродействующего возбуждения, а регулирование напряжения
производится центральным АРВ , который воздействует на возбуждение всех генераторов через индивидуальные исполнительные органы УС. Управления возбуждением всех генераторов в этой схеме производится с помощью установочного реостата центрального АРВ ( в схеме не рис.6.не показан)

Автоматическое распределение реактивных нагрузок.

Для равномерного распределения реактивной нагрузки между генератором, работающими параллельно на общие шины ,АРВ должны иметь статические характеристики. При параллельной работе энергоблоков на общие шины высшего напряжения равномерное распределение реактивных нагрузок обеспечивается за счет естественного статизма благодаря падению напряжению в реактивных сопротивлениях трансформаторов. Однако даже однотипных энергоблоков имеются различные отключения от типовых характеристик генераторов трансформаторов и систем возбуждения . Все это нарушает равномерность распределения реактивной нагрузки и требуем применения специальных устройств для принудительного распределения наибольшее распространения получили устройства уравнивания которые производят распределения суммарной реактивной нагрузки электростанции по среднему значению . устройства выполняется по принципу контроля реактивной мощности или тока статора напряжения или тока ротора .

На рис. 7 приведена структурная схема устройства уравнивания на принципе контроля реактивной мощности (или ток статора).

От датчика реактивной мощности ДРН подается на потенциометр П выпрямленное напряжение пропорциональное реактивной нагрузке генератора . Если напряжения снимаемые с потенциометров устройств между шинами Ш1 и Ш 2 отсутствует . при возникновении неравенства реактивных нагрузок генераторов равенство напряжений снимаемых с потенциометров, нарушается и в цепях уравнивания появляются токе, которые через исполнительные органы ИО воздействуют на изменения возбуждения генераторов до тех пор, пока не восстановится равенство их реактивных нагрузок. [Л9 §5.10].