Курсовая работа: Разработка системы релейной защиты блока генератор-трансформатор электрической станции и анализ ее технического обслуживания

  (2.6)

Номинальное значение первичного тока на стороне низкого напряжения энергоблока 24 кВ:

 (2.7)

Номинальное значение первичного тока в ответвлении на трансформатор собственных нужд 24 кВ:

 (2.8)

Для компенсации фазового сдвига за счёт схемы соединения трансформатора  схема соединения трансформаторов тока на стороне ВН выбирается - “треугольник”, а на стороне НН и в ответвлении на ТСН - “звезда”.

В соответствии с величинами номинальных значений токов трансформатора со сторон ВН, НН и ТСН на стороне ВН используется встроенный трансформатор тока с коэффициентом трансформации КI ВН = 1000/1 А, на стороне НН - трансформатор тока с коэффициентом трансформации КI НН = 30000/5 А, а на стороне ответвления на ТСН - трансформатор тока с коэффициентом трансформации КI ТСН = 1500/5 А.

Вторичный ток в плече защиты на стороне высшего напряжения, соответствующий номинальной мощности защищаемого трансформатора, составляет:

 (2.9)

Вторичный ток в плече защиты на стороне низшего напряжения, соответствующий номинальной мощности защищаемого трансформатора, составляет:

 (2.10)

Вторичный ток в плече защиты в ответвлении на трансформатор собственных нужд, соответствующий номинальной мощности ТСН, составляет:

 (2.11)

Максимальное значение первичного тока, приведённое к стороне ВН энергоблока, проходящего через защищаемый трансформатор при коротком трехфазном металлическом замыкании на выводах одной из расщеплённых обмоток трансформатора собственных нужд, составляет:

 (2.12)

Так как в цепи генераторного напряжения установлен выключатель нагрузки, то в качестве расчётного принимается короткое трехфазное металлическое замыкание на выводах ВН трансформатора блока. Максимальный первичный ток, проходящий через защищаемый трансформатор в этом режиме и приведённый к стороне ВН блока, составляет:

 (2.13)

Максимальный первичный ток, проходящий через защищаемый трансформатор в этом режиме и приведённый к стороне НН блока, составляет:

 (2.14)

Минимальное значение тока короткого двухфазного замыкания на выводах ВН трансформатора при работе энергоблока на холостом ходе составляет:

 (2.15)

Минимальное значение тока короткого двухфазного замыкания на выводах НН трансформатора в минимальном режиме работы энергосистемы и при отключённом генераторе составляет:

 (2.16)

2.3  Продольная дифференциальная токовая защита генератора

Защита выполняется на реле с тормозным действием и быстронасыщающимся трансформатором типа ДЗТ-11/5. Реле имеет рабочую обмотку с ответвлением посередине и тормозную обмотку.

Тормозную обмотку наиболее целесообразно присоединить к трансформаторам тока со стороны линейных выводов. Наличие торможения позволяет повысить чувствительность защиты за счёт отстройки от коротких внешних замыканий и асинхронного режима.

Выбор уставок защиты сводится к определению числа витков тормозной обмотки при принятом числе витков рабочей обмотки.

МДС срабатывания реле при отсутствии торможения Fср=100 А. При этом минимальный ток срабатывания реле составляет:

А  (3.1)

При этом для всех типов генераторов первичный ток срабатывания защиты составляет.

Число витков рабочей обмотки принимается в зависимости от соотношения токов в плечах защиты в условиях номинального режима. При соотношении токов 1:1 (обмотка статора имеет одну параллельную ветвь) используются 144 витка рабочей обмотки. При соотношении токов 1:2 (обмотка статора имеет две параллельных ветви) используется ответвление в средней части рабочей обмотки, к которому подключается плечо с большим током.

Необходимое торможение определяется по условию отстройки защиты от наибольшего тока небаланса при коротком внешнем замыкании или асинхронном ходе генератора:

А (3.2)

где  - относительная погрешность трансформаторов тока, принимается равной 0,1;

 - коэффициент однотипности, для однотипных трансформаторов принимается равным 0,5;

 - коэффициент, учитывающий апериодическую составляющую тока, для реле серии ДЗТ с насыщающимся трансформатором принимается равным 1,0;

 - периодическая составляющая тока короткого замыкания или наибольшее значение тока асинхронного хода, А.

На блоках с выключателем в цепи генератора ток  определяется при коротком замыкании на выводах генератора, а при его отсутствии - при коротком замыкании за трансформатором блока.

Наибольшее значение тока асинхронного хода определяется по выражению:

 А       (3.3) 

где:  - фазное напряжение сети высшего напряжения блока;

 - переходный реактанс генератора;

 - сопротивление трансформатора;

 - сопротивление сети в максимальном режиме.

Переходный реактанс генератора:

  (3.4)

Намагничивающая сила рабочей обмотки реле вычисляется по значению тока в рабочей обмотке, равного току небаланса, и числу витков рабочей обмотки насыщающегося трансформатора реле:

   (3.5)

где:  - число витков рабочей обмотки, 144 или72 витка;

 - коэффициент отстройки, принимаемый равным 1,6;

 - коэффициент трансформации трансформатора тока;

 - определяется по выражению (3.2) и принимается большим из двух условий (короткое замыкание и асинхронный ход).

Для выбора числа витков тормозной обмотки определяется МДС по тормозной характеристике реле серии ДЗТ-11 из условия минимального торможения Fт=130.

Расчётное число витков тормозной обмотки определяется по выражению:

            (3.6)

где:  

Принимается большее ближайшее число витков по справочным данным Wт расч = 24

Чувствительность защиты при отсутствии торможения определяется при двухфазном коротком замыкании на выводах генератора и его работе на холостом ходу:

 (3.7)

где:  - полный ток в месте короткого замыкания;

 - определяется по формуле (3.1);

При наличии торможения коэффициент чувствительности определяется соотношением:

                                 (3.8)

Для нахождения  предварительно для случая двухфазного короткого замыкания на выводах генератора определяется рабочая и тормозная МДС:

                                  (3.9)

где:  - число витков рабочей обмотки (144 витка);

                                              (3.10)

где:  - ток короткого замыкания со стороны системы;

 - принятое число витков тормозной обмотки.

Далее по тормозной характеристике при максимальном торможении определяется точка с координатами  и , которая соединяется с точкой начала координат. Находится  по пересечению прямой с тормозной характеристикой при максимальном торможении (верхняя характеристика) и определяется по (1.7) коэффициент чувствительности.

2.4  Поперечная дифференциальная защита генератора от межвитковых коротких замыканий в обмотке статора

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11