Задание
Рассчитать уставки устройств релейнойзащиты и автоматики (РЗ и А) системы электроснабжения принципиальная схема,которой представлена на рис. 1.
/>
Рис. 1. Принципиальная схема системыэлектроснабжения
Разработать защиту от всех видовповреждения для трансформаторов Т1 и Т2 и защиту линий W1 и W2.Работу выполнить в следующем объеме:
1. Рассчитать токи короткогозамыкания (ТКЗ) в объеме, необходимом для выбора установок и проверкичувствительности.
2. Выбрать места установкии типы релейной зашиты (РЗ).
3. Выбратьтрансформаторы тока и трансформаторы напряжения.
4. Рассчитать уставкизащит, выбрать типы реле, проверить чувствительность защит.
5. Выбрать плавкиевставки для предохранителей и уставки автоматов.
6. Определить выдержкивремени защит от двигателя до шин главной
понизительной подстанции(ГПП).
7. Составитьпринципиальные схемы выбранных защит.
8. Определитьселективность действия защит.
9. Защиту линии итрансформаторов выполнить на переменном оперативном токе.
Разработать РЗдвигателей, данные которых приведены в табл. 1.
1. Рассчитать токи КЗ.
2. Выбратьтрансформаторы тока.
3. Выбрать тип защиты итип реле, определить уставки и чувствительность защиты.
4. Составить и вычертитьпринципиальную схему РЗ.
Разработать схемуавтоматического включения резерва (АВР) секционных выключателей.
Таблица 1. ПараметрыдвигателейПараметр Двигатель асинхронный синхронный М1 М2 М3 М4 М5 М6 М7 М8 Номинальное напряжение, кВ 0,38 6 Номинальная мощность, кВт 5 60 7,5 5,5 4 15 1000 Условия пуска легкий 6
Коэффициент мощности cos/> 0,87 0,9 Коэффициент полезного действия, % 85 93 Мощность КЗ, МВА - 70 Обороты, об/мин 1000
Таблица 2. Параметры синхронныхгенераторовНоминальное напряжение, кВ 6,3 Номинальная мощность, кВт 2000 Емкость обмотки статора для трех фаз, мкФ 0,077
Коэффициент мощности, cos/> 0,8
Сверхпереходное сопротивление, />, отн. ед./> 0,1
Таблица 3. ПараметрытрансформаторовТрансформатор
Номинальное напряжение,
кВ
Номинальная мощность,
МВА
Напряжение
КЗ, % ВН НН Т1, Т2 110 35 10 10,5 Т9, Т10 35 0,4 2,5 6,5
Таблица 4. Параметры системы илинийЭлемент
Номинальное напряжение,
кВ
Мощность
КЗ, МВА
Длина
линий, км Система 110 2000 W1, W2 110 30 W3, W4 35 3
Таблица 5. Параметры дуговыхсталеплавильных печей и конденсаторных установокЭлемент Номинальное напряжение, кВ Мощность Вид регулирования СА1, СА2 10 1480 кВт по току и напряжению ВС1, ВС2 6 400 квар
В функции cos/>с коррекцией по времени
Введение
Целью данного курсовогопроекта является расчет устройств РЗ и А системы электроснабжения. При работеэлементов систем электроснабжения возможно возникновение ненормальных иаварийных режимов. К ним относятся короткие замыкания, перегрузки, понижениеуровня напряжения, частоты и другие.
Повреждения иненормальные режимы должны быть устранены, и это является основным назначениемустройств релейной защиты и системной автоматики.
К устройствам релейнойзащиты предъявляются следующие требования: селективность, необходимоебыстродействие, чувствительность и надежность. Перечисленные требованияудовлетворяются правильным выбором устройств релейной защиты, схем соединенияустройств РЗ, расчётом установок срабатывания.
1. Расчет токовкороткого замыкания
Расчет токов короткогозамыкания проводим в относительных единицах. Все полученные величины приведенык базовым условиям. Базовую мощность принимаем равной: /> = 1000 МВА.
Схема замещенияприведена на рисунке 1.1:
/>
Рис. 1.1. Схема замещения
Определим сопротивлениясхемы замещения:
Сопротивление системысогласно [l.стр. 131]:
/>, (1.1)
где SK3 — мощность короткого замыканиясистемы.
/>.
Определим параметрылиний 110 кВ (нагрузкой являются трансформаторы Т1 и Т2) с учетом допустимойперегрузки трансформатора согласно [1, стр.213):
/>, (1.2)
где />/> - номинальная мощностьтрансформатора, кВА, /> — номинальное напряжениетрансформатора кВ.
/> А
Выбор сечения проводов проводим поэкономической плотности тока [1, стр.232].
/> (1.3)
где /> - экономическая плотность тока,при /> чдля сталеалюминиевых проводов, />= 1 />[3, стр.266]; I, A –ток на участке сети.
/>
Принимаем провод АС-70/11 сечением 70/>; судельными сопротивлениями: /> Ом/км и реактивным сопротивлением/> Ом/км.[3, стр.577].
Сопротивление ЛЭП согласно [1,стр.131]:
/> (1.4)
где /> - среднее значение напряжения нашинах в месте короткого замыкания,
l – длина ЛЭП.
/>
/>
/>
Определяем параметры линий 35 кВ.Нагрузкой линии 35 кВ, при простое второй будут трансформаторы Т7, Т8, Т9 иТ10. Так как параметры трансформаторов Т7 и Т8 не даны, принимаем для расчетанагрузку этих трансформаторов – четыре синхронных двигателя:
/> (1.5)
где />, />, /> - параметры синхронного двигателя ( табл. 1 )
/> А
Выбор сечения питающего кабеляпроводим по экономической плотности тока.
При />/> ч для кабелей с бумажнойпропитанной изоляцией с алюминиевыми жилами />= 1,4 /> [3, стр.266].
/> />
Принимаем 2 кабеляААБ-35-(3×185) общим сечением 370 />; с удельными сопротивлениями /> Ом/км и /> Ом/км. [2,стр.421].
/>
/>
/>
Сопротивление трансформаторовсогласно [1, стр.131]:
/> (1.6)
где /> - номинальная мощностьтрансформатора; /> - напряжение короткого замыкания;
/>
Для трансформатора мощностью 10МВАсоотношение x/r составляет порядка 10.
Исходя из этого, принимаем:
/>
/>
для трансформатора блока 2 МВт принимаем[1, стр.613] />
/>
Для трансформатора мощностью 2,5 МВАсоотношение x/r составляет порядка 6.
Исходя из этого, принимаем:
/>
/>
/>
Для трансформатора мощностью 2,5 МВАсоотношение x/r составляет порядка 6.
Исходя из этого, принимаем:
/>
/>
Сопротивление генераторов согласно[1, стр.131]:
/> (1.7)
/>
для генератора мощностью 2 МВА соотношениеx/r составляет порядка 15. Исходя из этого, принимаем:
/>
/>
Расчет токов КЗ для точки К1
Упростив схему замещения относительноточки К1 получаем схему, представленную на рис 1.2.
/>
/>
/>
/>
/>
Рис. 1.2. Упрощенная схема замещения
Базовый ток согласно [1, стр.142]:
/> (1.8)
где /> - среднее значение напряжения вместе короткого замыкания (115 кВ).
/> кА.
Начальное значение периодическойсоставляющей тока короткого замыкания согласно [1, стр.137]:
/> (1.9)
где /> - ЭДС источника в относительныхединицах [1, стр.130].
Значение периодической составляющейтока короткого замыкания по ветвям:
Ветвь энергосистемы ( сопротивлениеветви составляет 1,76 отн. ед.):
/> кА
Ветвь генератора G2 ( сопротивление ветви составляет41,89 отн. ед.):
/> кА
Общий ток:
/> кА
Определим величину ударного тока [1,стр.148]:
/>/> (1.10)
где /> - ударный коэффициент:
/> (1.11)
где: /> - угол между векторами тока инапряжения в момент короткого замыкания;
/> (1.12)
/> — постоянная времени затуханияапериодической составляющей тока короткого замыкания;
/> (1.13)
/> - угловая частота;
/> (1.14)
Ветвь энергосистемы:
/>/>
/>
/>
/> кА
Ветвь генератора G2:
/>
/>
/>
/> кА.
Суммарный ударный ток короткогозамыкания в точке К1:
/> /> кА .
Определим величину апериодическойсоставляющей тока короткого замыкания.
Согласно [1, стр.151]:
/> (1.15)
/> (1.16)
/> - время действия релейной защиты( принимаем /> =0,01 с );
/> - собственное время отключениявыключателя.
При установке выключателяВВБК-110Б-50, собственное время отключения выключателя составит />= 0,045 с [1, стр.630]:
Тогда t= 0,01+0,045 = 0,055 с .
Ветвь энергосистемы:
/>
Ветвь генератора G2:
/> кА
Суммарная апериодическая составляющаятока короткого замыкания в точке К1 в момент времени t = 0,055 с:
/>кА .
Определим величину периодическойсоставляющей тока короткого замыкания для момента времени t = 0,055 с .
Периодическая составляющая токакороткого замыкания от энергосистемы в любой момент времени неизменна:
/> кА .
Ветвь генератора G2:
Так как генератор значительно удаленот точки короткого замыкания ( за двумя ступенями трансформации), принимаем:
/> кА .
Общая величина периодическойсоставляющей тока короткого замыкания в точке К1 в момент времени t = 0,055 с составит:
/> кА .
Расчет несимметричных токов короткогозамыкания
Для упрощения расчетов принимаемвеличины сопротивления обратной последовательности всех элементов схемы,(включая синхронные генераторы) равными величинам сопротивлений прямойпоследовательности:
/> (1.17)
Схема замещения нулевой последовательностипредставлена на рисунке 2.1:
/>
Рис. 2.1. Схема замещения нулевойпоследовательности.
Согласно [1, стр.160]: справедливосоотношение /> дляодноцепных ЛЭП со стальным тросом, заземлённым с одной стороны. Тогда:
/> (1.18)
/>
Величины сопротивлений нулевойпоследовательности остальных элементов схемы, равны величинам соответствующихсопротивлений прямой последовательности [1, стр.160].
Двухфазное короткое замыкание.
/> (1.19)
Значение периодической составляющейтока короткого замыкания по ветвям:
Ветвь энергосистемы ( />= 1,76 отн. ед. ):
/> кА
Ветвь генератора G2 (/>= 41,89 отн. ед. ):
/> кА
Общий ток:
/> кА
Определим величину ударного тока:
Ветвь энергосистемы:
/> кА
Ветвь генератора:
/> кА .
Суммарный ударный ток короткогозамыкания в точке К1:
/> кА .
Определим величину апериодическойсоставляющей тока короткого замыкания:
Ветвь энергосистемы:
/>
Ветвь генератора G2:
/> кА
Суммарная апериодическая составляющаятока короткого замыкания в точке К1 в момент времени t = 0,055 c :
/> кА .
Величину периодической составляющейтока короткого замыкания в точке К1 в момент времени t = 0,055 с считаем неизменной:
/> кА .
Двухфазное короткое замыкание наземлю.
Преобразуем схему замещения нулевойпоследовательности относительно точки К1.
/>
/>
/>
/> отн. ед.
Результирующее сопротивление согласно[1, стр.168]:
/> (1.20)
/> отн. ед.
/> отн. ед.
Начальное значение периодическойсоставляющей тока короткого замыкания согласно [1, стр.168]:
/> (1.21)
/> кА
Определим величину ударного тока:
/>/>
/>
/>
/> кА
Величина апериодической составляющейтока короткого замыкания для момента времени: t = 0,055 с.
/>
Величина периодической составляющейтока короткого замыкания для момента времени: t =0,055 с.
/> кА .
Однофазное короткое замыкание наземлю.
Результирующее сопротивление согласно[1, стр.168]:
/> (1.22)
/> отн. ед.
Начальное значение периодическойсоставляющей тока короткого замыкания согласно [1, стр.168]:
/> (1.23)
/> кА
Определим величину ударного тока:
/>
/>
/>
/> кА
Расчеты токов КЗ для других точеканалогичны расчётам для точки К1. Результаты расчётов приведены в табл. 1.1.
Таблица 1.1 Сводная таблицарезультатов расчёта токов короткого замыканияТочка КЗ Вид повреждения Источник
/> кА
/>/> кА
КЛ
(ВЛ 110 кВ) Трехфазное КЗ Система: 2,85 4,7 Генератор G2: 0,13 0,3 Итого: 2,98 5 Двухфазное КЗ Система: 2,47 4,06 Генератор G2: 0,11 0,25 Итого: 2,58 4,31 Однофазное КЗ на землю Итого: 0,89 1,75
К2
(РУ 35 кВ) Трехфазное КЗ Итого: 1,84 4,17 Двухфазное КЗ Итого: 1,6 3,63
К3
(Сторона ВН ГПП) Трехфазное КЗ Итого: 1,75 3,87 Двухфазное КЗ Итого: 1,52 3,35
К4
(РУ 0,4 кВ) Трехфазное КЗ Итого: 40,9 91,5 Двухфазное КЗ Итого: 35,42 79 Однофазное КЗ на землю Итого: 44,68 99,8
К5
(РУ 6 кВ) Трехфазное КЗ Итого: 2,6 4,1 Двухфазное КЗ Итого: 2,25 5,03
2. Выбор тока плавкой вставкипредохранителей для защиты асинхронного электродвигателя
При выборе предохранителей для защитыасинхронных двигателей руководствуемся рекомендациями, изложенными в [4,стр.98-стр.116].
Условия выбора предохранителя:
/>/>
/> (2.2)
где /> - номинальный ток плавкойвставки, А; /> -номинальный ток двигателя, А; /> - коэффициент, учитывающийусловия пуска двигателя; /> = 1,6 ÷ 2,0 при тяжеломпуске; /> =2,5 при легком пуске; /> - пусковой ток двигателя, А.
/> (2.3)
/> (2.4)
где /> - кратность пускового двигателя (5÷7 ); /> - номинальные величины мощности,напряжения, коэффициента мощности и КПД двигателя.
Для двигателя М1:
/> А
/> А
/> А
Принимаем к установке предохранительтипа: НПН2; /> =63 А; /> =25 А; [2, стр.371].
Для остальных двигателей расчетыаналогичны. Результаты расчетов приведены в табл. 2.1.
Таблица 2.1 Результаты выборапредохранителей Двигатель
/>кВт
/>, А
/>, А
/>, А Предохранитель Тип
/>, А
/>, А М1 5 10,27 51,35 20,54 НПН2 63 25 М2 60 123,27 616,35 246,54 ПН2 250 250 М3 7,5 15,41 77,05 30,82 НПН2 63 32 М4 5,5 11,3 56,5 22,6 НПН2 63 25 М5 4 8,22 41,1 16,44 НПН2 63 20 М6 15 30,82 154,1 61,64 НПН2 63 63
Предохранитель FU3, от которого запитана группаэлектродвигателей, выбирается согласно следующих условий:
/>, (2.5)
/>, (2.6)
где /> и /> -пусковой и номинальный токмаксимального по мощности двигателя, питающегося от выбираемого предохранителя,А; /> -коэффициент спроса для этого двигателя (так как не дано иное, принимаем />=1); /> - расчетныйток двигателей, питающихся от выбираемого предохранителя, А.
/> (2.7)
/> А
/> А .
Принимаем к установке предохранительтипа ПН2; />=400 А; /> =355 А; [2, стр.371].
Для обеспечения селективностидействия защиты для предохранителя FU2 принимаем плавкую вставку с номинальным током: />= 630 А.
Предохранитель типа: ПН2; /> = 630 А; />= 630 А; [2,стр.371].
3. Выбор установок автоматов
При выборе автоматов для защитыасинхронных двигателей руководствуемся рекомендациями, изложенными в [4,стр.98-стр.116].
Условия выбора:
/> (3.1)
/> (3.2)
где /> — номинальный ток уставкитеплового расцепителя автомата, А;
/> - номинальный ток уставкиэлектромагнитного расцепителя автомата, А;
Автомат для двигателя М1:
/> А
/> А
Выбираем автомат типа АЕ 2023М, />=12,5 А, />= 87,5 А, безвыдержки времени (t = 0 с.).
Для остальных двигателей выборпроизводится аналогично. Результаты приведены в таблице 3.1.
Таблица 3.1 Результаты выбораавтоматического выключателейДвигатель
/>, А
/>, А
/>, А Предохранитель Тип
/>, А
/>, А М1 10,27 51,35 64,19 АЕ 2023 12,5 87,5 М2 123,27 616,35 770,44 АЕ 2063 М 160 800 М3 15,41 77,05 96,31 АЕ 2023 16 112 М4 11,3 56,5 70,63 АЕ 2023 12,5 87,5 М5 8,22 41,1 51,38 АЕ 2023 10 70 М6 30,82 154,1 192,63 АЕ 2043 М 31,5 220,5
Выбор автомата QF3.
Автомат, от которого запитана группадвигателей выбирается по следующим условиям:
/> (3.3)
/> (3.4)
где /> - возможный кратковременный токчерез автомат, А.
/> (3.5)
/> А
/> А
/> А
Принимаем автомат типа АВМ-4Н, />= 200 А, /> = 1000 А [2стр.371].
Принимаем такой же автомат и для QF2. Автоматы типа АВМ – 4Н имеют регулируемую(0-10 с ) выдержку времени, что позволяет получить требуемую ступеньселективности.
Выбор автомата QF1.
Ток уставки автомата определяем изусловия:
/> (3.6)
где /> - номинальный ток трансформатораТ9.
/> А
/> А
Принимаем автомат серии Э «Электрон»типа ЭО40С, />=6300 А [2 стр.379].
4. Проверка чувствительностипредохранителя
Чувствительность предохранителяобеспечивается, если выполняется условие:
/> (4.1)
где />= 44680 А – ток однофазногозамыкания на землю (табл. 1.1).
Для двигателя М1: /> А;
Для двигателя М2: /> А;
Для двигателя М3: /> А;
Для двигателя М4: /> А;
Для двигателя М5: /> А;
Для двигателя М6: /> А;
Предохранитель FU3: /> А;
Предохранитель FU2: /> А.
Рассчитанная величина тока КЗзначительно превышает полученные величины, следовательно предохранителиобладают достаточной чувствительностью.
5. Проверка чувствительностиавтоматов
Чувствительность автоматовобеспечивается, если выполняется условие:
/> (5.1)
где />= 44680 А – ток однофазногозамыкания на землю (табл. 1.1).
Для двигателя М1: /> А;
Для двигателя М2: /> А;
Для двигателя М3: /> А;
Для двигателя М4: /> А;
Для двигателя М5: /> А;
Для двигателя М6: /> А;
Автомат QF3 (QF2): /> А.
Автоматы обладают достаточнойчувствительностью.
Чувствительность вводного автомата проверяемпо условию:
/> (5.2)
где />=35420 А – ток /> фазного КЗ на сторонеНН трансформатора (табл. 1.1);
/>
Вводной автомат обладает достаточнойчувствительностью.
6. Время срабатывания предохранителяи автомата
Время срабатывания плавкой вставкипредохранителя определяем по типовым характеристикам зависимости временисгорания плавкой вставки предохранителя от величины тока, протекающего попредохранителю [8, стр.384].
При токе КЗ />=40900 А время сгорания плавкойвставки предохранителя составит:
Для двигателя М1: />с;
Для двигателя М2: />с;
Для двигателя М3: /> с;
Для двигателя М4: /> с;
Для двигателя М5: /> с;
Для двигателя М6: />с;
Предохранитель FU3: /> с;
Предохранитель FU2: /> с.
Время срабатывания автомата смгновенным расцепителем равно нулю, т.е. автоматы, защищающие двигатели,срабатывают мгновенно.
Время срабатывания автомата QF3, защищающего группу двигателей, принимаемна ступень селективности больше, чем у автоматов двигателей.
/> (6.1)
/> - ступень селективности,принимаем равной 0,2 с.
/> с
/> с
/> с
7. Проверка селективности междуэлементами релейной защиты
Селективность между последовательноустановленными предохранителями соблюдается, если выполняется условие[8, стр.384]:
/> (7.1)
где /> - время сгорания плавкой вставкипредохранителя, расположенного ближе к источнику питания; /> — время сгорания плавкойвставки предохранителя, расположенного ближе к нагрузке; коэффициент 1,7-3учитывает конструктивные особенности плавких вставок.
Наибольшее время сгорания имеетпредохранитель, защищающий двигатель М2
/> с.
/> с,
чем меньше времени, определенного дляFU3 по типовым характеристикам: /> с.
/> с,
чем меньше времени, определенного дляпредохранителя FU2 по типовым характеристикам:/> с.
Селективность действия автоматическихвыключателей обусловлена выдержками времени рассчитанными в Пункте 6.
8. Расчет защиты двигателейнапряжением 6 кВ
Синхронные электродвигатели защищаютот следующих повреждений и ненормальных режимов работы:
— от междуфазных КЗ обмотки статора;
— от замыканий на землю обмоткистатора;
— от перегрузки;
— от понижения напряжения.
Защита от междуфазных КЗ в обмоткестатора
Для защиты двигателя от междуфазныхКЗ в обмотке статора применяем токовую отсечку с использованием токовых релетипа РТ-40. Схема соединения трансформаторов тока неполная звезда. Токсрабатывания отсечки отстраивается от пускового тока двигателя, согласно[6, стр.379]:
/> (8.1)
где /> - коэффициент надежности, />=1,4 для релесерии РТ-40.
Номинальный ток двигателя:
/> (8.2)
где /> - параметры синхронного двигателя(табл. 1)
/> А
Пусковой ток двигателя:
/> А
/> А
Ток срабатывания реле согласно[6, стр.379]:
/> (8.3)
где /> — коэффициент схемы, /> = 1 для схемысоединения трансформаторов тока неполная звезда; /> - коэффициент трансформациитрансформаторов тока.
Принимаем трансформатор тока типаТВЛМ6-УЗ; />=150А, />= 5 А [2, стр.294].
/> А
Для выполнения защиты применяемтоковое реле РТ-40/50 с током срабатывания />=32 А, соединение катушекпараллельное, указательное реле РУ-21/0,05 и промежуточное реле РП-23, />=220 В.
Коэффициент чувствительности защитысогласно [6, стр.379]:
/> (8.4)
где />=2250 А – ток двухфазного КЗ всети 6 кВ (табл. 1.1).
/>
что удовлетворяет условию проверки.
Защита от замыканий на землю обмоткистатора
Защита от замыканий на землювыполняется на токовом реле, подключаемом к трансформатору тока нулевойпоследовательности с подмагничиванием. Ток срабатывания защиты согласно [7, стр.401]:
/> (8.5)
где /> = 1,25 – коэффициент надежности; /> - коэффициент,учитывающий бросок собственного емкостного тока двигателя при внешнихперемежающихся замыканиях на землю (для защиты без выдержки времени принимают />=3,5 );
/> - собственный ток замыкания наземлю.
/> (8.6)
где /> =314 /> - угловая частота; />/> - номинальное напряжениедвигателя, кВ;
/> — емкость двигателя, мкФ/фазу:
/> (8.7)
где k – коэффициент, учитывающий класс изоляции (k=40 для класса изоляции В);
S – номинальная мощность двигателя,кВА; />-скорость вращения ротора двигателя (данные на двигатель в табл. 1).
Номинальная мощность двигателя:
/> кВА;
/> мкФ/фазу
/> А
/> А
Так как ток срабатывания защиты непревышает 10 А (для двигателей до 2000 кВт), защиту от замыканий на землю неустанавливаем.
Защита от перегрузок
Для защиты двигателей от перегрузкииспользуем однорелейную токовую защиту. Ток срабатывания защиты согласно[7, стр.379]:
/> (8.8)
где />=1,2; /> - коэффициент возврата (для релеРТ-40: />=0,8);
/> А
Ток срабатывания реле:
/> А
Для выполнения защиты выбираемтоковое реле РТ-40/10 с током срабатывания /> = 5,75 А. Соединение катушекпараллельное. Для создания выдержки времени применяем реле времени ЭВ-143 свременем срабатывания 15 с.
Защита от понижения напряжения
Напряжение срабатывания защитысогласно [7, стр.394]:
/> (8.9)
/> кВ
Напряжение срабатывания реле:
/> (8.10)
где />=1,25; />=1,2 для реле минимальногонапряжения РН-54;
/> - коэффициент трансформациитрансформатора напряжения.
Принимаем трансформатор напряженияНТМИ-6-66: />=6кВ, />=100В, [1, стр.634].
/> В
Для выполнения защиты применяем реленапряжения РН-54/160 с />=47 В (первый диапазон). Длясоздания требуемой выдержки времени применяем реле времени ЭВ-123. Времясрабатывания защиты принимаем 1 с, считая защищаемый двигатель неответственным.
Проверка трансформаторов тока на 10%погрешность
При проверке руководствуемсярекомендациями, изложенными [8, стр.330].
Определим сопротивление нагрузки натрансформатора тока.
/> (8.11)
где /> — сопротивление соединительныхпроводов, Ом; /> — сопротивление обмоток реле,включенных в фазный провод, Ом; /> — сопротивление обмоток реле,включенных в нулевой провод, Ом; />=0,1 Ом – переходное сопротивлениеконтактов.
Сопротивление проводов:
/> (8.12)
где /> - удельное сопротивлениематериала провода (/>=0,0283 />, для алюминия); /> - расчетная длина соединительныхпроводов от трансформатора тока до реле (/>=5 м); /> - сечение провода ( />=4 мм/>)./>Сопротивлениереле:
/> (8.13)
где /> - потребляемая мощность реле, />/> ( для РТ-40/50: />=0,8 ВА; дляРТ-40/10: />=0,5ВА); /> — токсрабатывания реле, А.
/> Ом
/> Ом
/> Ом
/> Ом
Кратность расчетного токасрабатывания к номинальному току трансформатора тока составит:
/> (8.14)
где />=1,2 – коэффициент, учитывающийналичие апериодической составляющей тока КЗ; />=0,8 – коэффициент. учитывающийвозможное ухудшение характеристик намагничивания трансформаторов тока.
/>
По кривой 10% погрешности трансформаторатока, с учетом кратности первичного тока срабатывания, определяем />/> Ом, что больше расчетного0,1764 Ом [6, стр.340].
Трансформаторы тока будут работать взаданном классе точности.
Схема защиты приведена в приложении.
9. Расчет защиты цеховоготрансформатора
Защита предусматривается от следующихповреждений и ненормальных режимов:
— от междуфазных КЗ в обмоткахтрансформатора и на их выводах;
— от витковых замыканий;
— защита от внешних КЗ;
— перегрузки;
— снижение уровня масла в бакетрансформатора.
Защита трансформатора от междуфазныхКЗ
Для защиты трансформатора отмеждуфазных КЗ применяем токовую отсечку без выдержки времени. Схема соединенийтрансформатора тока и обмоток реле неполная звезда.
Ток срабатывания защиты отстраиваетсяот тока трехфазного КЗ за трансформатором, согласно [7, стр.297]:
/> (9.1)
/>=1,4 – коэффициент надежности; />=40900 А – токтрехфазного КЗ за трансформатором (табл. 1.1).
/> А
Ток срабатывания защиты, приведенныйк стороне ВН:
/> А,
где /> - коэффициент трансформациитрансформатора Т9 (Т10).
Номинальный ток трансформатора:
/> А
Принимаем трансформатор тока типаТФЗМ35А-У3; />=50А, />=5 А [2, стр.302].Ток срабатывания реле:
/>/> А,
Для выполнения защиты применяемтоковое реле РТ-4040/100 с током срабатывания />=65,4 А, соединение катушекпараллельное, указательное реле РУ-21/0,5 и промежуточное реле РП-23, />=220 В.
Коэффициент чувствительности защитысогласно [7, стр.297]:
/> (9.2)
где />=1520 А – ток двухфазного КЗ настороне ВН трансформатора (табл. 1.1).
/>;
что удовлетворяет условию проверки.
Защита от внешних КЗ
Для защиты от внешних КЗ ирезервирования действия основных защит (токовой отсечки и газовой защиты)устанавливается МТЗ с выдержкой времени.
Ток срабатывания МТЗ отстраивается отноминального тока трансформатора с учетом самозапуска двигателей, согласно[6, стр.296]:
/>/> (9.3)
где />=1,2 и />=0,8 – коэффициенты надежности ивозврата реле РТ-40;
/> - коэффициент, учитывающийсамозапуск заторможенных электродвигателей
/>=(3-3,5).
/> А.
Ток срабатывания реле:
/> А,
Для выполнения защиты применяемтоковое реле РТ-40/20 с током срабатывания />= 18,55 А, соединение катушекпараллельное.
Выдержка времени МТЗ выбирается сучетом селективности:
/> (9.4)
где />=0,6 с –выдержка времени автомата QF1 на стороне НН трансформатора />=0,5 с –ступень селективности для МТЗ.
/> с
Для создания выдержки времениприменяем реле времени ЭВ-114.
Коэффициент чувствительности защитысогласно [6, стр.297]:
/> (9.5)
где /> = 35420 А – ток двухфазного КЗ настороне НН трансформатора (табл. 1.1).
Приводим величину тока двухфазного КЗна стороне НН трансформатора к стороне ВН, и вычисляем коэффициентчувствительности:
/>;
что удовлетворяет условию проверки.
Защита трансформатора от перегрузки.
Для защиты от перегрузки используемоднорелейную токовую защиту. Ток срабатывания защиты согласно [7, стр.332]:
/> (9.6)
где />=1,05; /> — коэффициент возврата (для релеРТ-40: />=0,8);
/> А
Ток срабатывания реле:
/> А
Для выполнения защиты выбираемтоковое реле РТ-40/10 с током срабатывания />=54,1 А. Соединение катушекпараллельное.
Выдержка времени защиты от перегрузкивыбирается на ступень селективности больше выдержки времени МТЗ:/>
/> (9.7)
/> с
Для создания выдержки времениприменяем реле времени ЭВ-124.
Защита от внутренних повреждений ипонижения уровня масла в баке
Любые ( даже незначительные ) повреждения,а также повышенные нагревы внутри бака трансформатора вызывают расположениемасла и органической изоляции, что сопровождается выделением газа.Интенсивность газообразования и химической состав газа зависят от характера иразмеров повреждения. Защита выполняется так, чтобы при медленномгазообразовании подавался сигнал, а при бурном газообразовании, чтоприсутствует при коротких замыканиях, происходило отключение поврежденного трансформатора.Кроме того, защита реагирует на опасные понижения уровня масла в бакетрансформатора.
Газовая защита является универсальнойи наиболее чувствительной защитой трансформаторов от внутренних повреждений (реагирует на все виды повреждений, включая витковые замыкания).
Газовая защита выполняется сиспользованием реле типа РЗТ-80.
10. Расчёт защиты линии 35 кВ
Защита предусматривается от следующихповреждений и ненормальных режимов:
— от междуфазных КЗ;
— от перегрузки;
— от замыкания на землю;
Для защиты 35 кВ устанавливаемтоковую отсечку, максимальную токовую защиту (МТЗ) с выдержкой времени и защитуот замыкания на землю.
Расчет токовой отсечки
Схема соединений трансформатора токаи обмоток реле звезда. Схему защиты выполняем на переменном оперативном токе.
Ток срабатывания защиты отстраиваетсяот тока трехфазного КЗ за трансформатором, согласно [7, стр.297]:
/> (10.1)
где />=1,2 – коэффициент отстройки; />=40900 А – токтрехфазного КЗ за трансформатором ( табл. 1.1.).
Ток трехфазного КЗ, приведенный кстороне ВН трансформатора:
/> А,
где /> - коэффициент трансформациитрансформатора Т9 (Т10).
/> А
Ток в линии: />
/>=115,5 А (Пункт 1).
Принимаем трансформатор тока типаТЛК35-У3; />=200А, />=5 А [2, стр.302].Ток срабатывания реле:
/> А,
Для выполнения защиты применяемтоковое реле РТ-40/20 с током срабатывания />=14 А, соединение катушекпараллельное.
Коэффициент чувствительности защитысогласно [7, стр.297]:
/> (10.2)
где />=1520 А – ток двухфазного КЗ настороне ВН трансформатора (таб. 1.1).
/>
что удовлетворяет условию проверки.
Расчёт МТЗ линии 35 кВ
Ток срабатывания МТЗ отстраивается отноминального тока линии с учетом самозапуска двигателей, согласно [6, стр.296]:
/>/> (10.3)
где />=1,2 – коэффициент отстройки, />=0,8 –коэффициент возврата для реле РТ-40; /> - коэффициент, учитывающийсамозапуск заторможенных электродвигателей (/>= 2,5 ); />=115,5 А.
/> А
Ток срабатывания реле:
/> А,
Для выполнения защиты применяемтоковое реле РТ-40/20 с током срабатывания />=10,8 А, соединение катушекпараллельное.
Коэффициент чувствительности защитысогласно [7, стр.297]:
/> (10.4)
где />=1520 А – ток двухфазного КЗ вконце, защищаемой линии (табл. 1.1).
/>
что удовлетворяет условию проверки.
Время срабатывания защитыотстраиванием от времени срабатывания МТЗ трансформатора Т9 (Т10):
/> (10.5)
/>=0,5 с – ступень селективности дляМТЗ.
/> с
Защита от замыкания на землю линии 35кВ
Для защиты от замыканий на землюлинии 35 кВ, принимаем защиту нулевой последовательности, подключенную кфильтру токов нулевой последовательности.
Емкостной ток замыкания на землюкабельной сети согласно [6, стр.224]:
/> (10.6)
где U =35 кВ – междуфазное напряжение сети; L = 3 км – длина линии.
/> А
Ток срабатывания защиты определяетсяиз условия обеспечения величины коэффициента чувствительности не менее двух:
/> (10.7)
/> А
Принимаем ток срабатывания защиты,равный: />=4,7А
Ток срабатывания реле:
/> А,
Для выполнения защиты применяемтоковое реле РТ-40/0,2 с током срабатывания />=0,12 А, соединение катушекпараллельное.
Схема защиты линии 35 кВ приведена вприложении.
11. Расчет защиты линии 110 кВ
Для защиты линии 110 кВустанавливаем:
— токовую отсечку;
— максимальную токовую защиту, свыдержкой времени;
— защиту от замыкания на землю.
Расчет токовой отсечки
Ток срабатывания токовой отсечкиотстраивается от тока КЗ, в конце защищаемого участка [7, стр.297]:
/> (11.1)
где />=1,2 коэффициент отстройки; />=1840 А – токтрехфазного КЗ на трансформатором (табл. 1.1).
Ток трехфазного КЗ, приведенный кстороне ВН трансформатора:
/> А,
где /> - коэффициент трансформациитрансформатора Т1 (Т2).
/> А
Ток в линии:
/>=73,48 А (Пункт 1).
Принимаем трансформатор тока типаТФЗМ110Б-1-У3; />=100 А, />=5 А [2, стр.304].
Ток срабатывания реле:
/> А,
Для выполнения защиты применяемтоковое реле РТ-40/50 с током срабатывания />=35,1 А, соединение катушекпараллельное.
Коэффициент чувствительности защитысогласно [7, стр.297]:
/> (11.2)
где />=2580 А- ток двухфазного КЗ настороне ВН трансформатора (табл. 1.1).
/>
что удовлетворяет условию проверки.
Расчет МТЗ линии 110 кВ
Ток срабатывания МТЗ согласно[6, стр.296]:
/> (11.3)
где />=1,2 – коэффициент отстройки, /> = 0,8 –коэффициент возврата для реле РТ-40; /> = 2,5 – коэффициент самозапуска; />=73,48 А–расчетный ток в линии.
/> А
Ток срабатывания реле:
/> А,
Для выполнения защиты применяемтоковое реле РТ-40/20 с током срабатывания />=13,75 А, соединение катушекпараллельное.
Коэффициент чувствительности защитысогласно [6, стр.297]:
/> (11.4)
где />=2580 А – ток двухфазного КЗ вконце, защищаемой линии (табл. 1.1).
/>
что удовлетворяет условию проверки.
Время срабатывания защиты отстраиваниемот времени срабатывания МТЗ КЛ 35 кВ.
/> (11.5)
/>=0,5 с – ступень селективности дляМТЗ.
/> с
Защита от замыкания на землю линии110 кВ
При расчете руководствуемсярекомендациями, изложенными в [6, стр.208].
В качестве защиты от замыкания наземлю линии 110 кВ принимаем токовую отсечку нулевой последовательности безвыдержки времени.
Ток срабатывания защиты отстраиваетсяот возможного тока нулевой последовательности, протекающего в сторонузащищаемой линии: />/>=890 А (табл. 1.1):
/> (11.6)
где />=1,2 – коэффициент надежности.
/> А
Ток срабатывания реле:
/> А,
Для выполнения защиты применяемтоковое реле РТ-40/100 с током срабатывания />=53,4 А, соединение катушекпараллельное.
Схема защиты линии 110 кВ приведена вприложении.
12. Расчет защиты трансформатора наГПП
Защиты предусматриваются от следующихповреждений и ненормальных режимов:
— от междуфазных КЗ в обмоткахтрансформатора и на их выводах;
— от витковых замыканий;
— защита от внешних КЗ;
— перегрузки;
— снижение уровня масла в бакетрансформатора.
Защита от междуфазных КЗ
Для защиты трансформатора отмеждуфазных КЗ применяем дифференциальную защиту м реле типа РНТ-565. Прирасчетах руководствуемся рекомендациями, изложенными в [7, стр.310-стр.318].Расчёт проводим в табличной форме.
Таблица 12.1 Расчёт уставокдифференциальной защитыИскомая величина
Расчетная
формула Расчетные величины 110 кВ 35 кВ Первичный ток, А
/>
/>=52,5 А
/>= 165 А Схема соединения - Y
/> Схема соединения ТА -
/> Y Устанавливаемый ТА -
ТФЗМ110Б-1-У3;
/>=100 А, />= 5 А
ТЛК35-У3;
/>=200 А,
/>= 5 А Коэффициент трансформации ТА
/>
/>=20
/>=40 Коэффициент схемы ТА -
/>/> 1 Ток в плечах защиты
/>
/>= 4,546 А
/> = 4,125 А Ток КЗ, приведенный к ВН
/>/>
/> А Ток небаланса от ТА и РПНа
/>
/> А Ток срабатывания защиты
/>/>
/>
/> А
/> А
Принимаем большую величину тока срабатывания защиты: /> А Ток срабатывания реле
/>
/>=13,7 А
/>=11,95 А
Сторона с большим вторичным током, принимается как основная: />=13,7 А /> /> /> /> /> Искомая величина
Расчетная
формула Расчетные величины Число витков для основной стороны
/>/>
/>= 7,29 /> 8 витков Устанавливаемое число витков для основной стороны
/>
/>= 8 витков
/>= 0 витков Число витков для неосновной стороны
/>
/>=8,82 Устанавливаемое число витков для неосновной стороны
/>
/>= 8 витков
/>= 1 виток Ток небаланса от неточного выравнивания токов в плечах защиты
/>/>
/>=11,9 А Общий ток небаланса
/>
/>=128,9 А Ток срабатывания реле, приведенный к стороне ВН
/>
/>= 168,23 А Коэффициент отстройки
/>
/>=1,305
Окончательные принятые витки: />= 8 витков; />=1 виток; />=0 витков Коэффициент чувствительности
/>
/>=3,02
Примечания:
— данные на трансформаторы токаприведены согласно [2, стр.302,304];
— /> = 1840 А, табл. 1.1;
— />, коэффициент, учитывающий апериодическуюсоставляющую тока КЗ (принимаем 1, так как используем реле с быстронасыщаемымитрансформаторами тока );
— />, коэффициент, учитывающийоднотипность трансформаторов тока;
— /> - погрешность трансформаторатока;
— />, коэффициент, учитывающий наличиеРПН;
— />, коэффициент надежности;
— /> намагничивающая сила срабатыванияреле.
Защита от внешних коротких замыканий
Для защиты от внешних короткихзамыканий принимаем МТЗ в трехфазном
исполнении. Схема соединениятрансформаторов тока и реле – звезда.
Ток срабатывания МТЗ отстраивается отноминального тока трансформатора с учетом самозапуска двигателей, согласно[6, стр.296]:
/>/> (12.1)
где />=1,2 и />= 0,8 – коэффициенты надежности ивозврата для реле РТ-40;
/> - коэффициент, учитывающий самозапускзаторможенных электродвигателей ( />= 3-3,5 ).
/> А.
Согласно «Сборника директивныхматериалов Минэнерго СССР» от 1971 г. для обеспечения надежного действия защитытребуется:
/> (12.2)
/>= /> А
Принимаем ток срабатывании защиты,равный: />=210А
Ток срабатывания реле:
/> А,
Для выполнения защиты применяемтоковое реле РТ-40/20 с током срабатывания />=10,5 А, соединение катушекпараллельное.
Выдержка времени МТЗ выбирается сучетом селективности:
/> (12.3)
где />=1,6 с – выдержка времени МТЗкабельной линии 35 кВ; />= 0,5 с – ступень селективностидля МТЗ.
/>=1,6 + 0,5 = 2,1 с
Для создания выдержки времениприменяем реле времени ЭВ-124.
Коэффициент чувствительности защитысогласно [6, стр.297]:
/> (12.4)
где />= 1600 А – ток двухфазного КЗ настороне НН трансформатора ( табл. 1.1).
Приводим величину тока двухфазного КЗна стороне НН трансформатора к стороне ВН, и вычисляем коэффициентчувствительности:
/>
что удовлетворяет условию проверки.
Защита от перегрузки
Для защиты от перегрузки используемоднорелейную токовую защиту. Ток срабатывания защиты согласно [7, стр.332]:
/> (12.5)
где />=1,05; /> - коэффициент возврата (для релеРТ-40: />=0,8);
/> А
Ток срабатывания реле:
/> А
Для выполнения защиты выбираемтоковое реле РТ-40/6 с током срабатывания />=3,44 А. Соединение катушекпараллельное.
Выдержка времени защиты от перегрузкивыбирается на ступень селективности больше выдержки времени МТЗ:
/> (12.6)
/> с
Для создания выдержки времениприменяем реле времени ЭВ-124.
Защита от внутренних повреждений ипонижения уровня масла в баке
В качестве защиты от внутреннихповреждений и понижения уровня масла в баке трансформатора применяем газовуюзащиту.
Газовая защита выполняется сиспользованием реле типа РТЗ-80
Схема защиты трансформатора приведенав приложении.
13. Расчет АВР секционноговыключателя
Выдержка времени автоматическоговключения секционного выключателя отстраивается от времени действия МТЗотходящих линий и времени включения резерва:
/>, (13.1)
где />= 0,5-0,7 с ступень селективности;
/> (13.2)
/> (13.3)
где /> - выдержка времени АПВ; />= 1 с – времяготовности привода;
/>=0,1 с – время отключениявыключателя; />=0,3-0,5 – отстройка по времени./>
/> с
/> с
/> с
Принимаем /> с
Схема устройства АВР на секционномвыключателе Q5 ГПП приведена в приложении
14. Расчет защиты генератора
Согласно ПУЭ, для генераторовмощностью более 1 МВт предусматриваются устройства релейной защиты от следующихповреждений и нарушений нормального режима работы:
— многофазные замыкания в обмоткестатора и его выводах;
— однофазные замыкания на землю;
— замыкание между витками обмоткистатора;
— внешних КЗ;
— симметричной перегрузки обмоткистатора;
— замыкания на землю в двух точкахобмотки возбуждения.
Защита от многофазных КЗ обмоткистатора
Применяем трехфазную, трехсистемнуюпродольную дифференциальную защиту с реле типа РНТ-565. При расчетахруководствуемся рекомендациями, приведенными в [6, стр.279-стр.294].
Первичный ток срабатыванияпринимается больший, из вычисленных по двум условиям:
/> (14.1)
/> (14.2)
где />=1,3÷1,4 – коэффициентнадежности; />=1– коэффициент, учитывающий переходной процесс, при применении реле типаРНТ-565; />=0,5– для однотипных трансформаторов тока; />=0,1 – допускаемая наибольшаяотносительная погрешность трансформаторов тока; /> — максимальное значение начальногосверхпереходного тока при внешнем трехфазном КЗ (на выводах генератора) иноминальной нагрузке генератора.
В относительных единицах:/>
/> (14.3)
/>
Номинальный ток генератора:
/> (14.4)
/> А
Принимаем трансформатор тока типаТВЛМ6-У3; />/>=300 А, />=5 А [2, стр.294].
Ток трехфазного КЗ:
/> (14.5)
/> А
Определим ток срабатывания:
/> А
/> А
Принимаем />=163,9 А.
Ток срабатывания реле:
/> А,
Расчетное число витковдифференциальной обмотки:
/> (14.6)
где />=100 А/> — магнитодвижущая силасрабатывания реле.
/> витка
Принимаем в дифференциальной обмотке />/>; и в уравнительной обмотке/>; что вобщей сложности составляет 35 витков.
Уточненный ток срабатывания защиты:
/> (14.7)
/>
Коэффициент чувствительностидифференциальной защиты:
/> (14.8)
где />, согласно [6, стр.280]:
/> (14.9)
/> А
/>=0,111 [8, стр.8].
/>
что удовлетворяет условию проверки.
Защита от однофазных повреждений вобмотке статора
Для защиты от замыканий на землю вобмотке статора применяют токовую защиту нулевой последовательности. Защитаподключается к трансформатору тока нулевой последовательности типа ТНПШ-3-1000,установленному со стороны шинных выводов генератора. В целях обеспечениятребуемой чувствительности защиты осуществляется подмагничивание трансформаторатока нулевой последовательности переменным током от цепей трансформаторанапряжения.
При внешних многофазных КЗ, в реле,подключенному к ТНП, возможно появление значительных токов небаланса. Дляпредотвращения излишних срабатываний, защиту выводят из действия защитойгенератора от внешних КЗ.
Схема защиты содержит два реле тока,предназначенных для устранения замыканий на землю в обмотке статора и двойных замыканийна землю, одно из, которых в обмотке статора. Схема защиты приведена вприложении.
Чувствительность реле 1КА действуетна отключение с выдержкой времени 1-2 с, создаваемую для отстройки отпереходных процессов при внешних КЗ на землю.
Промежуточное реле 2KL блокирует грубое реле 2КА привнешних КЗ.
Ток срабатывания защиты, согласно[7, стр.352]:
/>/> А, (14.10)
где />=2 и />=1,5 – коэффициенты надежности,учитывающие выдержку времени срабатывания защиты; />=0,7 – коэффициент возврата релетока;
/> — ток небаланса, приведенный кпервичной стороне трансформатора тока нулевой последовательности; упрощенно дляТНПШ можно принять: />1,5 а.
/> — установившийся емкостной токзамыкания на землю защищаемого генератора:/>
/> (14.11)
где />=314 угловая частота; /> - емкостьодной фазы обмотки статора;
/>=6,3 кВ – линейное напряжениегенератора.
/> А
/> А
Ток срабатывания защиты не превышает5 А, что обеспечит надежное отключение генератора при замыканиях на землю. Вкачестве исполнительного органа чувствительной защиты применяем реле типаЭТД-551/60 с последовательным соединением обмоток. В качестве исполнительногооргана грубой защиты применяем реле типа ЭТ-521/2.
Защита от замыкания между виткамиодной фазы статора
Схема исполнения защиты приведена нарис. 14.1.
/>
Рис. 14.2. поперечнаядифференциальная защита от витковых замыканий в обмотке статора
При наличии в обмотке статора двухпараллельных ветвей, для защиты от витковых замыканий в обмотке статораприменяют односистемную поперечную дифференциальную защиту, действие которой,основано на сравнении геометрической суммы токов трех фаз одной ветви сгеометрической суммой токов трех фаз другой ветви (генераторы мощностью 60 МВти более).
Трансформатор ТА подключается в местесоединения нейтралей обмоток статора. К трансформатору подключается реле токатипа РТ-40/Ф, имеющие встроенный фильтр третьей гармоники. При витковомзамыкании в одной из фаз, возникает уравнительный ток, который приводит ксрабатыванию защиты. Защита действует на отключение генератора.
Ток срабатывания защиты отстраиваетсяот токов небаланса, протекающих в реле в режимах холостого хода и короткогозамыкания генератора.
Защита от внешних КЗ
Для защиты от внешних КЗ применяеммаксимальную токовую защиту с пусковым органом минимального напряжения.Трансформаторы тока включены в нейтрали, схеме соединения – полная звезда.
Пусковой орган минимальногонапряжения состоит из трех реле минимального напряжения, включенных намеждуфазное напряжение.
Ток срабатывания МТЗ отстраивается отноминального тока генератора, согласно [7, стр.356]:
/> (14.12)
где />=1,1-1,2 и />=0,8 – коэффициентынадежности и возврата для реле РТ-40.
/> А.
Ток срабатывания реле:
/> А,
Для выполнения защиты применяемтоковое реле РТ-40/10 с током срабатывания />=5,72 А, соединение катушекпараллельное.
Напряжение срабатывания защиты,согласно [7, стр.356]:
/> (14.13)
/> В
Напряжение срабатывания реле,согласно [7, стр.356]:
/> (14.14)
где />= 1,1÷1,2 – коэффициентнадежности; />=1,2– коэффициент возврата для реле минимального напряжения типа РН-54; /> — коэффициенттрансформации трансформатора напряжения.
/> В
Для выполнения защиты применяем реленапряжения РН-54/160 с напряжением срабатывания />= 42 В.
Выдержка времени МТЗ выбирается сучетом селективности:
/> (14.15)
где /> = 1,6 с – выдержка времени МТЗкабельной линии 35 кВ; />=0,5 с — ступень селективности дляМТЗ.
/> с
Для создания выдержки времениприменяем реле времени ЭВ-124.
Коэффициент чувствительности защитыпо току, согласно [7, стр.356]:
/> (14.16)
где />=1600 А – ток даухфазного КЗ навыводах генератора.
/>;
что удовлетворяет условию проверки.
Коэффициент чувствительности защитыпо напряжению согласно [7, стр.356]:
/> (14.17)
где />= /> - максимальное остаточноенапряжение при КЗ в конце зоны действия защиты.
/>
что удовлетворяет условию проверки.
Защита от симметричных перегрузок
Для защиты генератора от симметричныхперегрузок используем однорелейную токовую защиту. Ток срабатывания защиты согласно[7, стр.379]:
/> (14.18)
где />=1,05; /> - коэффициент возврата ( для релеРТ-40: />=0,8);
/> А
Ток срабатывания реле:
/> А
Для выполнения защиты выбираем токовоереле РТ-40/6 с током срабатывания />=5,0 А. Соединение катушекпараллельное.
Выдержка времени принимаем на ступеньбольше, чем выдержка времени защиты от внешних КЗ.
/> (14.19)
/> с
Для создания выдержки времениприменяем реле времени ЭВ-123.
Защита от замыкания на землю вовторой точке цепи возбуждения
Защита выполняется по мостовой схеме.В диагональ моста включается токовое реле КА. Схема исполнения защиты приведенана рис. 14.2.
/>
Рис. 14.3 Защита от замыканий наземлю обмотки возбуждения
Мост образуется сопротивлениями />/> и /> левой и правой частиобмотки возбуждения (относительно первой точки замыкания К1) и сопротивлениями /> и /> переменногорезистора, подключенного к кольцам ротора генератора. До появления второгозамыкания мост балансирует, на переменном резисторе устанавливают такоесопротивление, при котором ток в диагонали отсутствуют.
Этому соответствует условие: /> Привозникновении второй точки замыкание на землю (точка К2), баланс мостанарушается и защита срабатывает.
Даже при сбалансированном мосте черезего диагональ может проходить ток, обусловленный неравномерностью воздушногозазора между статором и ротором генератора. Чтобы под действием указанного токазащита не сработала, последовательно с основной обмоткой />/> токового реле КА, включаетреактор LR, имеющий для переменного токабольшое сопротивление. Кроме этого, в диагональ моста включают трансформатортока ТА, вторичный тока которого подводят к дополнительной обмотке />/> токового реле КА.Магнитодвижущая сила обмотки /> направлена встречномагнитодвижущей силе обмотки />, поэтому воздействие переменноготока на реле КА уменьшается.
Защита от замыканий на землю в двухточках цепи возбуждения отстраивается от тока небаланса обусловлено неточныйбалансировкой моста и наличием переменного тока в реле.
/>
/>
Список литературы
1. Л. Д.Рожкова, В.С. Козулин. «Электрическое оборудование станций и подстанций»Москва: Энергоатомиздат 1987 г.
2. И. П.Крючков, Н. Н. Кувшинский, Б. Н. Неклепаев. « Электрическая часть станций иподстанций» Москва: Энергия 1978 г.
3. В. И.Идельчик «Электрические системы и сети» Москва, Энергоатомиздат 1989 г.
4. Б. Ю.Липкин. «Электроснабжение промышленных предприятий» Москва, «Высшая школа» 1975г.
5«Справочник по релейной защите». Под общей редакцией М.А. Берковича Государственноеэнергетическое издательство. 1963 г.
6. А. М.Авербух. «Релейная защита в задачах с решениями и примерами» Ленинград, Энергия1975 г.
7. М. А.Беркович, В. А. « Основы техники и эксплуатации релейной защиты» Москва:Энергия 1971 г.
8. М. А.Беркович, В. Н. Вавин, М. Л. Голубев и др. «Справочник по релейной защите»Государственное энергетическое издательство, Москва, 1963 г.