Релейная защита и автоматика блока генератор-трансформатор 200 МВт и тупиковой линии 110 кВ

15.Проверка ТТ на 10% погрешность (Д).docx

4. Проверка трансформаторов тока на 10% погрешность
1. Проверка трансформаторов тока на 10% погрешность для продольной дифференциальной защиты блока генератор-трансформатор на реле ДЗТ-115.
)Выбор коэффициента трансформации трансформатора тока так как схема соединений «Y» то
)Определение фактической нагрузки
=57 Омм так как провод медный
)Определение расчетной кратности первичного тока
)По кривым 10% кратности для данного трансформатора тока зная его коэффициент трансформации и расчетную кратность первичного тока m=783 определяем =108 Ом
)Сравнение следовательно ТТ удовлетворяет требованиям 10 % погрешности.
)Определение напряжения на вторичной обмотке ТТ и сравнение его с допустимым значением В.
Вывод: следовательно трансформатор тока соответствует 10% погрешности.

1.2 Ведомость документов (Д).docx

Задание на курсовой проект
Ведомость документов
Пояснительная записка
Релейная защита блока генератор-
трансформатор 200 МВт
Релейная защита тупиковой линии 110 кВ

50-56.Приложение КЗ (Д).docx

Расчет сопротивлений в точках КЗ и расчет токов в соответствующих точках КЗ.
Х17=Х1+=18+84=102 Ом
IК1(3)=65+144+48=257 кА
IК1(3)=53+144+48 = 245
IК1(2)=087245=213 кА
IК2(3)=25+55+74=154 кА
IК2(3)=21+58+74=153 кА
IК2(2)=087153=133 кА
IК3(3)=013+071=084 кА
IК3(3)=012+073=085 кА
IК2(2)=087085=074 кА
IК3(3)=235+695=93 кА
IК3(3)=197+643=84 кА
IК3(3)=375+161=536 кА
IК3(3)=394+136=53 кА
IК3(3)=018+054=072 кА
IК3(3)=018+057=075 кА
IК2(2)=087075=065 кА
Расчет токов КЗ нулевой последовательности
Х13о=Х12о +Х7о=168+10=1168
Х13о=Х12о +Х7о=170+10=1170
Х14о=Х13о +Х8о=1168+10=2168
Х14о=Х13о +Х8о=1170+10=2170

1.1 Титульный лист (Д).doc

ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«КАЗАНСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ»
РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА И АВТОМАТИКА
БЛОКА ГЕНЕРАТОР-ТРАНСФОРМАТОР 200 МВт
И ТУПИКОВОЙ ЛИНИИ 110 кВ

42.ТЛ.2.doc

Расчет уставок защиты осуществляется следующим образом:
I. Трехступенчатая дистанционная защита.
Первичное сопротивление срабатывания I ступени выбирается по условию отстройки от металлического КЗ на шинах противоположной подстанции:
Z'cз ≤ 087×Zw1 = 087 × 115 = 10005 Ом
Где Zw1 - полное сопротивление защищаемой линии.
Худ = 04 Омкм – удельное сопротивление линии;
Время срабатывания I ступени t'сз=01 с.

43.ТЛ.3.doc

Первичное сопротивление срабатывания II ступени выбирается по условию отстройки от КЗ на шинах низкого напряжения подстанции примыкающей к противоположному концу линии:
Z"сз ≤ 087(Zw1 ) = 087(115 + ) = 982 Ом
Кт – коэффициент токораспределения определенный при КЗ за трансформатором. Т.к. в случае линии с односторонним питанием отсутствует источник питания подключенный к шинам противоположной подстанции Кт можно принять равным 1.
Чувствительность II ступени определяется по условию:
Выдержка времени II ступени:
= tУРОВ + t = 03 + 04 = 07 с.
Характеристика срабатывания III ступени – треугольник. Предусмотрены две ступени регулирования наклона правой боковой стороны проходящей через начало координат под углом =47º; =35º к оси R.
Рассматривается возможность отстройки от максимального нагрузочного режима (режима самозапуска) по углу. Принимается φнагр.расч=30º ÷ 35º. Тогда угол наклона правой боковой стороны характеристики определяется по условию : = φнагр.расч + 12º. Если это условие удовлетворяется то сопротивление срабатывания III ступени выбирается из условия обеспечения требуемого коэффициента чувствительности при КЗ за трансформатором на противоположном конце линии:
Z'''с.з. ≥ Кч (Zw1 + ) = 125 (115 + ) = 12275 Ом
Чувствительность III ступени определяется по условиям:
- в конце защищаемой линии:
- в зоне резервирования при КЗ за трансформатором:
Выдержка времени III ступени:
= tc.з.(МТЗ тр.) + t = 2 сек.

41.ТЛ.1.doc

2 Релейная защита тупиковой линии 110 кВ
Для защиты тупиковой линии выбираем шкаф ШДЭ – 2801.
Конструктивно дистанционная защита размещается в шкафу вместе с комплектом четырехступенчатой токовой направленной защиты НП и токовой отсечки от междуфазных КЗ. В таком исполнении эти защиты дополняют друг друга и служат полноценной защитой ЛЭП от всех видов КЗ.
Измерительная часть имеет 3 ступени состоящие из дистанционных органов включенных на междуфазное напряжение и разность фазных токов. Дистанционные органы настроены на принципе составления времени несовпадения мгновенных значений сравниваемых напряжений со временем их совпадения.
Характеристика срабатывания органов I ступени имеет форму окружности проходящая через начало координат с углом φм.ч. = 75º.
Дистанционные органы II ступени имеют характеристику в виде четырехугольника смещенного в III квадрант не более чем на 6 % от сопротивления уставки расположенного под углом 75º относительно оси R. Дистанционные органы III ступени имеют характеристику в виде треугольника одна из времен которого смещена с началом координат.
Для обеспечения надежного действия дистанционных органов I и II ступеней при КЗ вблизи места установки защиты в схеме этих органов предусмотрен контур памяти. I ступень работает без вв II имеет 2 органа времени: первый- с малой вв (05 – 15 с); второй – с большим временем ( 15 с) III ступень работает с большой вв равный нескольким секундам.
В схеме предусмотрено блокирование всех трех ступеней дистанционной защиты при повреждениях в цепях трансформатора напряжения с помощью устройства УБН которое реагирует на изменение фазных напряжений вторичных обмоток ТН соединенных в звезду и обмоток соединенных в разомкнутый треугольник. Второе блокирующее устройство УБК пусковой орган которого реагирует на скорости приращения вектора тока ОП и ПП при КЗ и качаниях. При качаниях осуществляется запрет действия I и II ступеней при КЗ УБК вводит их в действие на время необходимое для срабатывания. Логическая часть имеет три основных канала I II III. Сигналы по которым поступают на элементы IV общего канала формирующего выходной сигнал на отключение линии. Прохождение сигналов возможно только при наличии размещающих сигналов от УБК и УБН. В схеме предусмотрен тестовый контроль позволяющий обслуживающему персоналу проверить правильность действия всех ступеней без присоединения
испытательных устройств.

3.Содержание (Д).doc

Выбор оборудования станции 5
Выбор и обоснование типов устройств РЗ и А заданных элементов 7
Расчет токов короткого замыкания 12
Проверка трансформаторов тока на 10% погрешность 15
Расчет релейной защиты заданных элементов схемы
1 Расчет релейной защиты блока 200 МВт 16
2 Расчет релейной защиты тупиковой линии 110 кВ 41
3 Выбор автоматики 48

Главная схема РЗ Б Г-Т 200 МВт-1 А1.cdw

защит (импульсного действия)
Защита от внешних однофазных
КЗ при работе блока с
с заземленной нейтралью
Защита от нессиметричных
КЗ и перегрузок обмотки
Защита от асинхронного режима
при потере возбуждения
Реле повторитель контактов реле
контроля тока в цепи генератора
Продольная дифференциальная
От асинхронного режима
Защита от симметричных
Защита от замыканий на землю
в одной точке цепи возбуждения
На отключение выключателя
На гашение поля генератора
и рабочего возбудителя
От цепи аварийного отключения
двигателя резервного возбудителя
На отключение АГП при работе
с резервным возбудителем
На включение шунтирующего
контакта "К" в системе возбуждения
На гашение поля резервного
Устройство пожаротушения
На деление шин ВН блока
отключением секционных
и шиносоеденительных
В схему управления на
включение короткозамыкателя
На разгрузку блока по
Земля на стороне НН трансформатора
Обрыв цепей напряжения
Газовая защита (сигнал)
Симметричная перегрузка
Устройство защиты от замыкания на землю
От несимметричных КЗ и перегрузок блок-реле
тока обратной последовательности
Блок-реле защиты от замыкания на землю в обмотке
Защита от внешнего симметричного КЗ
Реле тока с высоким кэффициентом возврата
(симметричная нагрузка)
Реле тока с насыщающимся трансформатором
автоматика блока генератор-трансформатор 200МВт
Релейная защита и автоматика
блока генератор-трансформатор
Дифференциальная защита трансформатора блока
Газовая защита трансформатора блока (отключающие контакты)
Резервная дифференциальная защита блока
Действие с вв 1-ой ступени
Действие с вв 2-ой ступени
Действие в цепи ускорения
Защита от внешних однофазных КЗ при работе с изолированной нейтралью
Действие органа-отсечки 1 с вв 1-ой ступени
Действие органа-отсечки 1 с вв 2-ой ступени
Действие сигнального органа
Действие интегрального органа
Цепи действия УРОВ выключателя генератора
Продольная дифференциальная защита генератора
Защита от замыканий на землю в обмотке статора генератора
Ступень действующая на эл. остановку
Отключение генератора от сети (технологическая защита)
Действие на эл. остановку
Перевод блока в асинхронный режим
в одной точке цепи возбуждения (сигнал)
Защита от перегруза ротора
Выходные промежуточные реле
Технологических защит
Устройство диф. защиты с торможением
Блок-реле защиты ротора от перегрузки
Вспомогательное устройство
Реле указательное I=220
Реле тока с фильтром высшей гармоники
Реле указательное I=0
Устройство отбора сигнала

Главная схема РЗ Б Г-Т 200 МВт-2 А1.cdw

(дублирующий комплект)
преобразователям РАС
Реле действия дистанционного
пуска устройства пожаротушения
Защита от внешних однофазных КЗ на землю
в сети с большим током замыкания на землю
Действие с выдержкой
шин высшего напряжения
Контроль изоляци на стороне НН
трансформатора блока
Действие деления шин
Защита от несимметричных
Защита от внешних симметричных
Действие на деление шин
выключателей генератора
К измерительным приборам
устройствам автоматики
напряжения I и II СШ в
зависимости от фиксации
устройства пожаротушения
других трансформаторов
К защитам от замыкания на землю
других трансформаторов с
разветвленной нейтралью
Выходные промежуточные реле
УРОВ генераторного выключателя Q2

Главная схема РЗ ТЛ 110 кВ А1.cdw

Кассета А1 блок питания
Кассета А2 дистанционной защиты
Кассетатоковой защиты
Блок органа отсечки Т101
Ьлок токовой отсечки Т101
Блок реле тока УРОВ Т104
Блок тестового контроля
Блок органа тока Т1032
Блок органа тока Т102
Реле сопротивления дистанционных органов
Элемент выдержки времени
Выходное промежуточное реле
Устройство блокировки при качаниях
Устройство блокировки по напряжению
нулевой последовательности
тупиковой линии 110кВ
Релейная защита и автоматика блока генератор-трансформатор
0 МВт и тупиковой линии 110 кВ
Дистанционная защита
Упрощенная схема дистанционной защиты типа ШДЭ-28-01
Характеристики пусковых органов дистанционной защиты
ускорение II или III ступени

46.ТЛ.6.doc

Следовательно ТОНП-I эффективна и может применяться для защиты.
Вторая ступень: максимальная токовая защита нулевой последовательности МТЗ0.
Ток срабатывания защиты выбирается по условию отстройки от тока небаланса ФТНП при трехфазном КЗ за трансформатором.
= котс * Iнб.max = котс кодн ка I3max = 12×05×1×01×720 = 732 А

5-6.Выбор осн оборудования (Д).docx

1. Выбор оборудования станции
Схема электрической станции
Сопротивление системы Ом
Мощность генераторов МВт
Мощность трансформаторов МВт
1 Выбор первичного оборудования
частота вращения обмин
Схема соединения обмоток статора
продолжение таблицы 1.2.
Охлаждение обмотки статора
Выбор трансформаторов
Выбор трансформатора собственных нужд

К4.1.frw

К5.1.frw

Тупиковая линия.frw

К3.1.frw

К4.3.frw

К3.3.frw

Схема электрической станции.frw

К5.2.frw

К3.2.frw

Схема замещения прямой последовательности.frw

К4.2.frw

К6.1.frw

К2.2.frw

Схема замещения нулевой последовательности.frw

К2.1.frw

К3.4.frw

12-14.Расчет КЗ (Д).docx

3. Расчет токов короткого замыкания для определения параметров защит
1 Схема замещения прямой последовательности
Расчет сопротивлений прямой последовательности.
Все токи приведены к базисному напряжению Uб=115 кВ. Расчет ведется в именованных единицах.
2 Схема замещения нулевой последовательности
Расчет сопротивлений нулевой последовательности.
Сводная таблица токов КЗ

40.Автоматический пуск пожаротушения трансформатора (Д).docx

5.3.3 Автоматический пуск пожаротушения трансформатора
Первичный ток срабатывания защиты:
- коэффициент токораспределения принимается равный 025.
- коэффициент минимальной токовой нулевой последовательности при замыкании на корпус защищаемого трансформатора определяется расчетом токов КЗ
Пуск автоматики пожаротушения производится от дифференциальной защиты защиты ошиновки и газовой защиты трансформатора. Зона повреждения при пуске пожаротушения от дифференциальных защит ограничивается броском тока трансформатора с помощью токового реле включенного в провод заземляющий бак трансформатора. Это реле реагирует на внутреннее КЗ на землю со стороны ВН и разрешает пуск пожаротушения от дифференциальной защиты трансформатора и его ошиновки на сторон ВН.
При внутренних повреждениях на стороне НН пуск пожаротушения разрешается лишь при одновременном срабатывании газовой защиты даже если действие её отключающего элемента переведено на сигнал. В цепи пуска устройства кроме контактов токового реле КА промежуточного реле газовой защиты имеется контакт выходного реле срабатывающий при действии газовой защиты.
Рис. 4.5. Пуск устройства пожаротушения трансформатора блока.

37-39.АРВ СД, СА-1 (Д).docx

5.3 Автоматика блока
3.1 Автоматические регуляторы возбуждения сильного действия (АРВ СД)
Автоматические регуляторы возбуждения сильного действия (АРВ СД) применяются для повышения устойчивости параллельной работы турбо- и гидрогенераторов электростанций связанных с энергосистемой протяженными и сильно загруженными линиями электропередачи.
АРВ СД обеспечивает:
автоматическое регулирование возбуждения генератора по заданному закону для поддержания постоянства напряжения на шинах электростанции или в заданной точке сети.
форсировку возбуждения и развозбуждение генератора.
ограничение минимального тока ротора.
ограничение тока ротора двукратным значением при форсировке и длительной перегрузке обмотки ротора генератора.
Рис. 5.3.1 Структурная схема АРВСД
Напряжение статора генератора Uг подводится от трансформатора напряжения TV к блоку напряжения БН через блок компаундирования БКТ который предназначен для создания статизма необходимого для устойчивого распределения реактивной мощности между параллельно работающими генераторами. К блоку БКТ подводится также ток статора генератора от трансформаторов тока ТА.
Блок БН включает в себя измерительный элемент который выявляет отклонение напряжения от заданной уставки ΔUГ элемент релейной форсировки возбуждения РФ и дифференцирующее устройство dUГ которое выявляет скорость отклонения напряжения UГ. Сигналы ΔUГ форсировки возбуждения ФВ и подаются на суммирующий магнитный усилитель У7.
Уставка напряжения которое должен поддерживать регулятор задается с помощью потенциал - регулятора УПР имеющего ручное и дистанционное управление. Напряжение от TV генератора подводится также к блоку частоты и защиты БЧЗ. Имеющийся в БЧЗ измерительный элемент выявляет отклонение частоты от нормального значения и формирует сигнал Δf
БОР – блок ограничения тока ротора который питается от ТАС
ОМВ – ограничитель минимального напряжения воздействует на У1 и на повышение уставки АРВ СД УПР. Канал регулирования по скорости изменения тока ротора генератора Iрот образуется дифференцирующим устройством dIрот к которому подводится ток ротора генератора от трансформатора тока постоянного тока ТАС. Для стабилизации процесса регулирования возбуждения генератора в АРВ СД применена обратная связь по скорости изменения напряжения ротора генератора. Напряжение ротора генератора через делитель напряжения ДБОС подводится к блоку обратной связи БОС который по своим выходным цепям воздействует на суммирующий усилитель У1.
Все сигналы суммируются в У1 суммированный сигнал с его выхода подается на У2 и У3 который воздействует на системы управления рабочей группы тиристорных выключателей.
3.2 Устройство для включения генераторов на параллельную работу синхронизатор СА-1
Для предотвращения или ликвидации аварии большое значение имеет быстрое включение резервных генераторов и восстановление параллельной работы частей энергосистемы. В нормальных режимах включения генераторов производятся способом точной синхронизации. Необходимо выполнение условий: Uс = Uг fс = fг. Совпадение по фазе векторов напряжения генератора и сети.
В аварийных условиях включения генераторов могут производиться способом синхронизации. При таком включении должны быть соблюдены следующие условия:
Генератор должен быть недовозбужден;
Частота вращения включенного генератора должна быть ровна частоте вращения генератора энергосистемы.
Рис.5.3.2 Функциональная схема синхронизатора СА-1
В автоматическом синхронизаторе СА-1 для работы всех его узлов используется угол между векторами напряжений генератора и сети.
На вход устройства подводятся напряжения генератора и сети. Измерение угла между входными напряжениями производится с помощью фазопреобразовательного устройства UV. Напряжение на его выходе пропорционально углу и не зависит от изменения в широких пределах абсолютных значений входных напряжений . В момент совпадения по фазе входных напряжений = 0(2) на выходе преобразования имеется некоторое значение напряжения обозначенное U2 не равное нулю.
Узел опережения вырабатывающий разрешающий сигнал на включение выключателя фиксирует достижение углом определенного значения оП учитывающего скорость и ускорение изменения угла время включения выключателя. В состав узла опережения входят дифференцирующие элементы D1 и D2 сумматор А1 нуль-орган ЕА1.
Нуль-орган ЕА1 сравнивает сумму напряжений подаваемых на вход сумматора А1 с напряжением U2. При достижении напряжения на выходе сумматора А1 значения U2 нуль-орган срабатывает формируя разрешающий сигнал на включение выключателя.
Таким образом линейность характеристики углового преобразователя UV учет скорости и ускорения скольжения позволяют более точно с меньшей ошибкой определять момент подачи импульса на включение выключателя.

11.Защита воздушной линии сети напряжения 110 кВ с эффективно заземленной нейтралью (Д).docx

Защита воздушной линии сети напряжения 110 кВ с эффективно заземленной нейтралью
3.106. Для линии в сетях 100-500 кВ с эффективно заземленной нейтралью должны быть предусмотрены устройства защиты от многофазных замыканий на землю.
3.110. На одиночных линиях с однофазным питанием от междуфазных замыканий следует устанавливать ступенчатые токовые защиты или ступенчатые защиты тока и напряжения. Если такие защиты не удовлетворяют требованиям чувствительности или быстроты отключения повреждения должна быть предусмотрена ступенчатая дистанционная защита. В последнем случае в качестве дополнительной защиты рекомендуется использовать токовую отсечку с вв.
3.115. Для линии 110-220 кВ рекомендуется осуществлять основную защиту с использованием высокочастотной блокировки дистанционной и токовой направленной защиты нулевой последовательности когда это целесообразно по условиям чувствительности или упрощения защиты.
3.116. При выполнении основной защиты по 4.21.115. в качестве резервных защит следует применять :
- от многофазных КЗ дистанционной защиты преимущественно трехступенчатые;
- от замыканий на землю ступенчатые токовые направленные или ненаправленные защиты нулевой последовательности.

49.Список литературы (Д).docx

Правила устройств электроустановок 6-1 издание С.П: ДЭАИ 2001 г.
Правила технической эксплуатации электрической станции и сетей Р.Ф. 1996 г.
Руководящие указания по релейной защите. Релейная защита понижающих трансформаторов и автотрансформаторов 110-500 кВ. Схемы. Выпуск № 13А-М: Энергоатомиздат. 1985 г.
Руководящие указания по релейной защите. Релейная защита понижающих трансформаторов и автотрансформаторов 110-500 кВ. Расчеты. Выпуск № 13Б-М: Энергоатомиздат. 1985 г.
Вавин В. Н. Релейная защита блоков турбогенератор-трансформатор. М: Энергоиздат. 1982 г.
Чернобровов Н. В. Семенов В. А. Релейная защита энергетических систем. М: Энергоатомиздат. 1998 г.
Шабад М. А. Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей С.-П.:ООО «Политехника-Сервис» 2003 г.
Электротехнический справочник В 3-хт.т.3 пп 1 Производство и распределение электрической энергии. Под общей редакции профессоров МЭИ В.Г.Герасимова П.Т.Грудинского и др. – М: Энергоиздат 1982 г.
Шабад М. А. Защита трансформаторов распределительных сетей С.-П.:Л Энергоиздат 1981 г.
Линт Г.Е. Серийные реле защиты выполненные на интегральных микросхемах. – М Энергоатомиздат. 1990 г.
Байтер И.И. Защита ответвительных подстанции электрических сетей.- М: Энергия. 1980 г.

4.Аннотация (Д).docx

Курсовой проект выполнен на тему «Релейная защита и автоматика блока генератор – трансформатор 200 МВт и тупиковой линии 110 кВ».
Согласно заданию было выбрано следующее оборудование: генератор 200 МВт – ТВВ-200-2АУЗ (G1-G4) силовые трансформаторы ТДЦ-250000110 (Т1-Т4) ТДН-16000110 (Т6) трансформатор собственных нужд ТДНС-1600020 (Т5).
В проекте произведена проверка трансформаторов тока TG-145 и ТШ-20 на 10% погрешность.
Выполнены расчеты релейной защиты блока: продольной дифференциальной защиты турбогенератора; продольной дифференциальной защиты трансформатора блока на реле ДЗТ-21 ; общая продольная дифференциальная защита блока; газовая защита; защита от внешних коротких замыканий и перегрузок; защита от симметричных перегрузок; защита от внешних коротких замыканий на землю в сети с большим током замыкания на землю; защита от асинхронного режима при потере возбуждения с интегрально-зависимой характеристикой выдержки времени.
Произведен выбор устройств автоматики: автоматический регулятор возбуждения сильного действия (АРВСД); автоматическое повторное включение (АПВ); устройство для включения генераторов на параллельную работу (СА-1); пуск устройства пожаротушения трансформатора блока; автоматическая частотная разгрузка (АЧР) с частотным автоматическим повторным включением (ЧАПВ).

45.ТЛ.5.doc

= Котс = 12 × 072 = 0864 кА
Чувствительность токовой отсечки проверяется при двухфазном минимальном КЗ: в конце защищаемой линии
Выбирается ток срабатывания реле
Iср = * = × 1 = 216 А. Принимается ток уставки Iуст = 22 А.
Выбирается реле тока РТ-14050.
III. Двухступенчатая ненаправленная токовая защита нулевой последовательности.
Первая ступень: токовая отсечка нулевой последовательности мгновенного действия ТОНП-I.
Ток срабатывания защиты выбирается по максимальному току НП протекающего через защиту при КЗ в конце защищаемой линии
Iсз = Котс × 3I0 max = 12 × 420 = 504 кА
Icp = Ксх = × 1 = 126 А.
Принимается ток уставки Iуст=126 А выбирается реле тока РТ-140200.
Проверка чувствительности производится по минимальному току НП протекающему через защиту при КЗ в начале защищаемой линии
Следовательно защита чувствительна.
Время срабатывания I ступени tIсз = 01 с.

7-10.Выбор устройств РЗА (Д).docx

Выбор и обоснование типов устройств релейной защиты и автоматики заданных элементов станции
2.74. На блоках с генераторами мощностью более 30 МВт должна быть предусмотрена защита от замыканий на землю в цепи генераторного напряжения охватывающая всю обмотку статора. Защита должна выполняться с действием на отключение на всех блоках с ответвлением ТСН.
2.75. На блоке с генератором имеющим непосредственное охлаждение проводников обмоток следует предусматривать отдельную продольную дифференциальную защиту генератора. При этом если в цепи генератора имеется выключатель то должна быть установлена отдельная дифференциальная защита трансформатора блока (или каждого трансформатора если в блоке с генератором работают два трансформатора или более; при отсутствии встроенных трансформаторов тока на вводах низшего напряжения этих трансформаторов допускается применение общей дифференциальной защиты для трансформаторов блока); при отсутствии выключателя для защиты трансформатора блока следует установить либо отдельную дифференциальную защиту либо общую продольную дифференциальную защиту блока (для блоков состоящих из одного генератора и одного трансформатора предпочтительна общая дифференциальная защита блока). Со стороны высшего напряжения дифференциальная защита трансформатора (блока) может быть включена на трансформаторы тока встроенные в трансформатор блока. При этом для защиты ошиновки между выключателями на стороне высшего напряжения и трансформатором блока должна быть установлена отдельная защита.
2.76. На турбогенераторах с двумя параллельными ветвями обмотки статора должна быть предусмотрена односистемная первичная дифференциальная защита от витковых замыканий в одной фазе действующая без выдержки времени.
2.77. На блоках с турбогенераторами мощностью 160 МВт и более с непосредственным охлаждением проводников обмоток должна быть предусмотрена токовая защита обратной последовательности с интегральной зависимой характеристикой соответствующей характеристике допустимых перегрузок защищаемого генератора токами обратной последовательности. Защита должна действовать с двумя выдержками времени в первой на отключение выключателя блока а во второй на остановку блока.
2.78. Защита генератора от токов образованных симметричной перегрузкой должна быть выполнена в виде максимальной токовой защиты действующей на сигнал с выдержкой времени и использующей ток одной фазы статора.
2.82. На блоках с генераторами мощностью 63 МВт от внешних симметричных коротких замыканий рекомендуется применять дистанционную защиту.
2.83. На генераторах мощностью 160 МВт и более с непосредственным охлаждением проводников обмоток защита от перегрузки обмотки ротора током возбуждения должна быть выполнена с интегральной зависимой выдержкой времени. Защита должна действовать на отключение.
Согласно ПУЭ для защиты блока генератор-трансформатор от повреждений и ненормальных режимов используются следующие защиты:
1 Основные защиты от повреждений:
1.1От междуфазных КЗ внутри и на выводах генератора устанавливается продольная дифференциальная защита генератора на реле типа ДЗТ-115. Действует мгновенно на отключение выключателя генератора АГП и останов котла и турбины.
1.2От междуфазных КЗ внутри и на выводах трансформатора устанавливается продольная дифференциальная защита трансформатора на реле типа ДЗТ-21. Она действует мгновенно на отключение выключателей трансформатора и генератора АГП останов котла и турбины.
1.3От междуфазных КЗ внутри и на выводах блока генератор-трансформатор в качестве резервной устанавливается продольная дифференциальная защита блока на реле типа РНТ-565. При наличии выключателя между генератором и трансформатором защита выполняется с выдержкой времени. Действует на отключение выключателей генератора и трансформатора АГП останов котла и турбины.
1.4От внутренних повреждений в трансформаторе устанавливается газовая защита на реле типа РГТ-80. Защита действует нижним элементом через накладку на отключение выключателей трансформатора мгновенно.
1.5От виткового КЗ в обмотке статора генератора устанавливается одноступенчатая поперечная дифференциальная защита на реле типа РТ-40Ф. Действует мгновенно на отключение выключателя генератора АГП останов котла и турбины.
1.6От замыканий на землю со стороны генератора в обмотке статора устанавливается защита напряжений первой и третьей гармоник без зоны нечувствительности на блок-реле типа БРЭ-1301.01 (ЗЗГ-11) для генераторов мощностью 160 МВт и выше.
1.7От замыканий на землю в одной точке обмотки ротора устанавливается защита на блок-реле БЭ 1104 и БЭ 1105 (КЗР-З).
2 Резервные защиты от ненормальных режимов:
2.1 От внешнего несимметричного КЗ и несимметричного перегруза устанавливается защита обратной последовательности с интегральным органом на блок-реле БЭ 1101 (РТФ-9) которая имеет следующие органы: пусковой интегральный сигнальный и отсечки I и И Сигнальный орган работает при токах обратной последовательности время протекания которых больше двух минут и действует на сигнал; пусковой орган запускает интегральный орган который работает при токах обратной последовательности время протекания которых меньше двух минут и имеет интегрально-зависимую характеристику выдержки времени; отсечка I работает при внешних несимметричных КЗ в сети высокого напряжения и действует с первой выдержкой времени на отключение выключателя блока а со второй выдержкой времени - на деление шин высокого напряжения; отсечка П осуществляет ближнее резервирование применяется на блоках с выключателем между генератором и трансформатором и работает при КЗ на выводах генератора действуя на отключение выключателя генератора и АГП.
2.2 От внешнего симметричного КЗ применяется защита вид которой зависит от мощности блока: на блоках мощность до 63 МВт от симметричных КЗ устанавливается приставка состоящая из реле токаРТ-140 и реле минимального напряжения РН-154160; на блоках мощностью 110 МВт и выше от симметричных внешних КЗ устанавливается одноступенчатая дистанционная защита на реле сопротивления типа КРС-2 блока-реле БРЭ 2801.
2.3 От повышения напряжения устанавливается защита с двумя пусковыми органами. На гидрогенераторах такая защита устанавливается всегда На турбогенераторах начиная с мощности 110 МВт т.к. крупные турбогенераторы выпускаются со значительной магнитной индукцией близкой к началу насыщения стали магинтопровода поэтому повышение напряжения вызывает увеличение магнитной индукции и магнитного потока что сопровождается повышенным нагревом магнитопроводов генератора и трансформатора Особенно это наблюдается при холостом ходе блока или при внезапном отключении блока от сети. Поэтому для контроля отсутствия тока в защите предусматривается трехфазное реле тока РТ-40Р. В качестве пускового органа по напряжению используется реле максимального напряжения РСН-14. Защита действует с выдержкой времени на отключение выключателя генератора и отключение трансформатора собственных нужд.
2.4 От перегруза ротора устанавливается защита на блок-реле БЭ-1102 (РЗР-1М). Современные турбогенераторы мощностью 110 МВт и выше с непосредственным охлаждением обмотки имеют небольшую перегрузочную способность. Наиболее совершенной защитой от перегруза ротора является защита с интегрально- зависимой характеристикой. Защита имеет две ступени: сигнальная I*со = 105; пусковая I*по = 11.
2.5 Симметричный перегруз обмотки статора - устанавливается защита на блок-реле БЭ-1103 (РТВК). Защита включена на ток одной фазы и действует на сигнал и отключение генераторного выключателя и АГП с выдержкой времени.
2.6 Дополнительная резервная токовая защита устанавливается на блоках с выключателем со стороны генератора для резервирования основных защит трансформатора блока при отключенном выключателе генератора. Вводится в действие автоматически при исчезновении тока в цепи генератора. Выполняется на реле тока РТ-140 и включается на трансформаторы тока встроенные в силовой трансформатор. Действует на отключение выключателя высокого напряжения и на отключение трансформатора собственных нужд с выдержкой времени.
2.7 От асинхронного режима при потере возбуждения. В нормальном режиме работы вектор полного сопротивления на выводах генератора находится в первом квадранте комплексной плоскости. При потере возбуждения генератор потребляет из сети значительную реактивную мощность и продолжает нести активную нагрузку. Поэтому вектор сопротивления смещается в четвертый квадрант. Следовательно для защиты от потерн возбуждения реле сопротивления настраивается так чтобы его характеристика размещалась в Ш и IV квадрантах комплексной плоскости. Для выполнения защиты используется второе реле сопротивления комплекта КРС-2 (БРЭ 2801). которое включается на разность токов фаз В и С и на междуфазное напряжение Uрс
2.8 Автоматика пожаротушения. Устанавливается на блоках мощностью выше 160 МВт. Пуск ее производится от выходных реле дифференциальной зашиты защиты ошиновки и газовой защиты. Применяются два способа пуска:
от выходных реле защиты ошиновки и дифференциальной защиты при внутренних повреждениях в баке трансформатора со стороны высокого напряжения;
от дифференциальной защиты при одновременном срабатывании газовой защиты.
2.9 Защита от потери возбуждения. Для защиты от потери возбуждения берется реле сопротивления и настраивается ток чтобы его характеристика размещалась в 3-ем и 4-ом квадранте. Используется 2 реле сопротивления блока-реле БЭ-2801.27Е 2504. Это реле включается на разность токов (Iв-Ic) и Ubc [Л-2].
3 Обоснование автоматики
3.1 На генераторах с независимым тиристорным возбуждением рекомендуется применять автоматический регулятор возбуждения сильного действия (АРВ СД).
3.2 На турбогенераторах рекомендуется применять АГП с дугогасительной камерой.
3.3 Необходимо выполнять автоматическое включение резерва трансформаторов собственных нужд.
3.4. Рекомендуется применить устройство для включения генератора на параллельную работу – автоматический синхронизатор СА-1
На основании этого выбираем автоматику:
Автоматический регулятор возбуждения АРВ СД
Автоматическое включение резерва ТСН
Автоматический синхронизатор СА-1
Устройство пожаротушения трансформатора блока

48.АПВ и СА-1 (Д).doc

Схема АПВ однократного действия
Наибольшее распространение получило АПВ на реле РПВ – 01.
В него входят: реле времени КТ1 промежуточное реле КL1 с двумя обмотками два резистора R2 и R3 конденсатор С обеспечивающий однократность действия АПВ.
При отключении выключателя его блок – контакт замыкается и подключает реле КQ7 которое срабатывает замыкает свой контакт КQТ тем самым запуская реле времени КТ1. При срабатывании реле КТ1 размыкается его мгновенный контакт КТ1.1 вводя в работу резистор R1 который повышает термическую стойкость реле КТ1 с предельной вв запускается контакт реле времени КТ1.2 и подключает параллельную обмотку реле КL1 и конденсатор С. При этом КL1 срабатывает и замыкает свой контакт КL1.1 и удерживаясь им подает импульс через обмотку конденсатора на включение выключателя.
Выключатель выполняется так что блок-контакты SQ размыкаются возвращаясь в исходное положение КL1 КТ1 и КQТ. Если КЗ было неустойчивым то линия остается в работе. После размыкания контакта КТ1.1 конденсатор С начинает заряжаться через резистор R2 сопротивление которого подобрано так чтобы время заряда составляло 20-25 сек. Если КЗ было устойчивым КТ1 и КQТ срабатывают аналогично но реле КL1 не срабатывает так как конденсатор не успевает зарядиться. Т.о. обеспечивается однократность действия АПВ. При оперативном отключении выключателя ключом SА повторного включения не будет так как снимается «+» оперативного тока с реле РПВ-01 и разряжается конденсатор С через резистор R3.
Для предотвращения многократного выключения при заедании контактов реле КL1 устанавливается специальное реле КВS с двумя обмотками; рабочей – последовательной и удерживающей – параллельной. Реле КВS срабатывает при прохождении тока по отключению выключателя и удерживается в сработанном положении до снятия команды на отключение.
вв должна быть больше готовности привода выключателя т.е.: t1АПВ ≥ 02+03=05с.
вв АПВ на повторное включение должна быть больше времени демонизации т.е.: t1АПВ ≥ tg+t. t1АПВ ≥ 03+03=06 с.
Время аварийного возврата АПВ: t2АПВ ≥ tзащ + tоткл.выкл + t.

16-36.Расчет защиты блока (Д).docx

5. Расчет релейной защиты заданных элементов схемы:
1 Расчет релейной защиты блока 200 МВт
1.1 Основные защиты:
1.1.1 Продольная дифференциальная защита генератора.
Назначение: от междуфазных КЗ внутри и на выводах генератора.
Защита выполняется трехфазной трехрелейной на реле ДЗТ-115 с процентным торможением обеспечивающим отстройку от максимального тока небаланса при токе срабатывания меньшем номинального тока генератора.
Защита действует на отключение выключателя генератора на гашение поля на останов котла и турбины мгновенно.
Исходные данные: генератор типа ТВВ-200-2АУЗ; Рном = 200000 кВт; Uном = 1575 кВ; Iном = 8625 А; I(3)K.G = А – ток трехфазного КЗ от генератора при КЗ на стороне 1575 кВ в максимальном режиме.
Расчет уставок защиты: вторичный ток срабатывания защиты
Icp = = = 0694 А где
Fср = 100 Ав – МДС срабатывания реле;
Wраб = 144 витка – число витков рабочей обмотки со стороны линейных выводов.
Необходимое торможение определяется по условию отстройки защиты от тока небаланса при внешнем КЗ
Iнб расч = Кодн I(3)к = 05017400 = 370 А где
Кодн = 05 – коэффициент однотипности;
= 01 – относительная погрешность трансформаторов тока.
Намагничивающая сила создаваемая током небаланса в рабочей обмотке реле в режиме внешнего КЗ
Котс = 16 – коэффициент отстройки;
КI = 100005 – коэффициент трансформации трансформаторов тока линейных выводов генератора.
Намагничивающая сила тормозной обмотки определяется по тормозной характеристике реле в условиях минимального торможения.
Расчетное число витков тормозной обмотки
Принятое число витков тормозной обмотки Wторм = 16 в (3 + 13)
Чувствительность защиты оценивается коэффициентом чувствительности при двухфазном КЗ на выводах генератора в режиме холостого хода генератора
1.1.2Поперечная дифференциальная защита генератора.
Назначение: от витковых замыканий в обмотке статора.
Защита выполняется односистемной на реле РТ-40Ф с фильтром высших гармоник. Это реле присоединяется к трансформатору тока с коэффициентом трансформации от 15005 до 25005 врезанному в перемычку между нейтралями параллельных обмоток статора.
Исходные данные: генератор типа ТВВ-200-2АУ3; Uном = 1575 кВ; Iном = 8625 А;
cos = 085; КI = 15005
Ток срабатывания защиты выбирается на основании опыта эксплуатации с учетом отстройки от максимального тока небаланса при внешних КЗ
Iсз = 02 Iном = 028625 = 1725 А
Ток срабатывания реле и его уставка
Реле РТ-40Ф имеет следующие диапазоны уставок:
I диапазон: 175 – 35 А - зажимы 4-8
II диапазон: 35 – 58 А – зажимы 6-8
III диапазон: 58 – 88 А – зажимы 4-6
IV диапазон: 88 – 176 А – зажимы 2-4
Принимаем Iуст = 6 А и выбираем III диапазон уставок зажимы 4-6.
1.1.3Защита от замыканий на землю в обмотке статора.
На генераторах энергоблоков устанавливается блок-реле БРЭ 1301 состоящее из органов напряжения первой и третьей гармоник и охватывающее всю обмотку статора без зоны нечувствительности.
БРЭ 1301 выпускается в двух исполнениях – БРЭ 1301.01 и БРЭ 1301.02. Орган первой гармоники в обоих исполнениях выполняется одинаково и называется «реле напряжения» или блок основной составляющей БОС. Он реагирует на напряжение нулевой последовательности первой гармоники; его уставки могут регулироваться в пределах 5-20 В. В БРЭ 1301 предусмотрена блокировка этого органа при однофазных КЗ на стороне ВР блока с помощью реле напряжения обратной последовательности.
Орган третьей гармоники в защите БРЭ 1301.01 реагирует на относительное результирующее сопротивление третьей гармоники обмотки статора со стороны нейтрали на землю и называется «реле сопротивления» или «реле с торможением». Уставки относительного сопротивления срабатывания (в относительных единицах) могут изменяться в пределах 03-3.
В защите БРЭ 1301.02 орган третьей гармоники реагирует на производную по времени при быстром возрастании напряжения третьей гармоники на выводах генератора (с постоянной времени T 03 с) и называется «реле производной». Уставки реле производной не регулируются.
К органам защиты подается напряжение нулевой последовательности от трансформаторов напряжения соответственно через фильтры первой и третьей гармоник.
В защите БРЭ 1301.01 реле напряжения включается на трансформатор напряжения со стороны нейтрали а к реле сопротивления (реле с торможением) подается выпрямленная сумма напряжений третьей гармоники от трансформатора напряжения в нейтрали и на выводах генератора – рабочее напряжение Uн + Uв и тормозное выпрямленное напряжение третьей гармоники со стороны нейтрали Uн при этом
В защите БРЭ 1301.02 реле напряжения и реле производной присоединяются к трансформаторам напряжения на выводах генератора.
При выборе исполнения защиты следует учитывать что для защиты БРЭ 1301.02 не требуется установка трансформатора напряжения в нейтрали генератора. Однако эта защита неэффективна при отсутствии переходного процесса (например при постепенном снижении уровня изоляции обмотки статора или при подъеме с нуля напряжения на поврежденном генераторе). Учитывая это для мощных генераторов предпочтительнее защита БРЭ 1301.01.
Уставки защиты: Уставка органа первой гармоники в обоих исполнениях защиты по условию отстройки от непродолжительных снижений уровня изоляции в процессе эксплуатации должна быть не менее 10 В (рекомендуется 10 – 15 В).
Для органа третьей гармоники БРЭ 1301.01 следует принимать Zx cp = 15 или
Для отстройки от возможных кратковременных срабатываний защиты в переходных режимах на её выходе должна быть выдержка времени порядка 05 с.
Реле производной БРЭ 1301.02 не имеет регулируемых уставок и расчетная проверка его действия не требуется. Так как это реле защищает 40% обмотки статора примыкающей к нейтрали то реле напряжения (БОС) для надежного перекрытия всей обмотки статора должно защищать 70% этой обмотки считая от выводов. При этом на реле следует принимать уставку 15 В.
1.1.4 Защита от замыканий на землю обмотки ротора.
Предусматривается защита для обнаружения замыкания на землю в одной точке цепи возбуждения генератора путем замера сопротивления изоляции обмотки ротора относительно земли. Защита выполняется с наложением на цепь возбуждения переменного тока с частотой 175 Гц который подводится от отдельного источника.
Защита от замыканий на землю в одной точке цепи возбуждения должна иметь две уставки:
-при снижении сопротивления цепи возбуждения до 10 кОм с действием на сигнал;
-при снижении сопротивления цепи возбуждения до 4 кОм с действием на отключение.
Защита выполняется с помощью двух блоков: контроля сопротивления изоляции типа БЭ 1104Б.04 и частотного фильтра типа БЭ 1105Б.04 подключенных к цепям возбуждения генератора.
1.1.4Продольная дифференциальная защита трансформатора блока.
Наименование величин
Сторона 1575 кВ. отнесенная к СН
Первичные токи на сторонах трансформатора блока соответствующие его ном.
Соединение обмоток силового трансформатора
Соединение вторичных обмоток трансформаторов тока
соединения трансформаторов тока
Коэффициент трансформации трансформаторов тока
Вторичные токи в плечах защиты
Выбор ответвлений трансреактора реле
Для необходимой отстройки от внешних КЗ в защите используются две цепи торможения включенные на токи высшего и низшего напряжения блочного трансформатора
Выбор ответвлений промежуточных трансформаторов тока (ТТ1ТТ2) цепи торможения
Продолжение таблицы 5.1
Первичный ток со стороны 115 кВ соответствующий «началу торможения» с учетом принятых ответвлений промежуточных трансформаторов тока цепи торможения реле
Первичный ток срабатывания защиты:
по условию отстройки от тока небаланса в режиме соответствующем «началу торможения»
по условию отстройки от броска тока намагничивания
по условию отстройки от КЗ за трансформатором собственных нужд
Принятый первичный ток срабатывания защиты
Относительный ток срабатывания реле соответствующий «началу торможения»
Коэффициент торможения при внешнем трехфазном КЗ на стороне 1575 кВ трансформатора
- ток от системы приведенный к напряжению основной стороны 115 кВ.
- ток от системы приведенный к напряжению 1575 кВ
Выбор первичного тока срабатывания дифференциальной отсечки по условию отстройки от броска тока намагничивания трансформатора
Чувствительность защиты:
при двухфазном КЗ на стороне 1575 кВ трансформатора блока в режиме холостого хода
при однофазном КЗ на стороне 115 кВ блока в режиме холостого хода блока
при двухфазном КЗ на стороне 1575 кВ трансформатора блока (ток от системы)
1.1.6 Продольная дифференциальная защита трансформатора блока.
Резервная продольная защита блока выполняется на реле типа РНТ-565. При наличии на блоке выключателя между генератором и трансформатором защита выполняется с выдержкой времени 03 с для отстройки по времени от дифференциальной защиты генератора.
Исходные данные: блок генератор-трансформатор 200 МВт; результаты расчетов токов КЗ в таблице
Режим вид и место КЗ
Ток трехфазного КЗ на стороне 115 кВ в режиме холостого хода блока (К1)
Ток трехфазного КЗ за трансформатором собственных нужд (К3)
Ток трехфазного КЗ на стороне 105 кВ (К2):
Ток однофазного КЗ на стороне 115 кВ в режиме холостого хода блока (К4)
Расчет защиты сведен в таблицу
Наименование величины и расчетные выражения
Исходные и расчетные величины
Сторона 115 кВ Сторона 1575 кВ
Первичные токи приведенные к номиналь-ной мощности трансформатора
Схема и группа соединения обмоток силового трансформатора
Тип трансформатора тока
Схема соединения и коэффициент схемы
Расчетный коэффициент трансформации
Принятый коэффициент трансформации
Расчет тока небаланса
Iнб расч = Iнб расч + Iнб расч + Iнб расч =
= Кодн Ка I(3)max + U I КЗ max
Кодн = 1; Ка = 1; = 01;
U = +2х25% 100 = 005
Iнб расч – определяется после расчета витков реле
Продолжение таблицы 5.3
а) по условию отстройки от броска тока намагничивания при включении блока под напряжение (холостой ход)
Iсз = Котс Iт.ном где Котс = 13
б) по условию отстройки от расчетного максимального тока небаланса при внешнем КЗ в точке К1
Iсз = Котс Iнб расч max
в) по условию отстройки от расчетного максимального тока КЗ за трансформатором собственных нужд (К3)
Iсз = Котс I(3)КЗ max
принимаем Iсз =15526 А
Проверка возможности применения реле РНТ-565: точка К1
Защита удовлетворяет требованию чувствительности. Поэтому расчет продолжаем с использованием РНТ-565
Расчет тока срабатывания реле.
Ток срабатывания реле на основной стороне
Расчет числа витков реле
Принятое число витков дифференциальной обмотки Wд.уст
Расчетное число витков для неосновной стороны
Принятое число витков
в том числе уравнительных
Расчет тока небаласа и уточненного тока срабатывания защиты
Iнб уточн = Iнб расч + Iнб расч + Iнб расч
Iсз уточн = Котс Iнб max уточн
Т.к. принятый Iсз = 15526 А больше Iсз уточн после выбора витков реле расчет числа витков остается без изменения
Действительный ток срабатывания реле
Первичный ток срабатывания уточненный
Минимальный коэффициент чувствительности: точка К1
Вывод: защита удовлетворяет требованиям чувствительности.
Принятая схема включения витков реле РНТ-565: Wдиф = 22 витка; Wур 1 = 5 витков.
Схема подключения реле
1.1.7Газовая защита блочного трансформатора.
Назначение: от замыканий внутри бака трансформатора сопровождающихся выделением газа который образуется в результате разложения масла или разрушения изоляции под действием значительного повышения температуры.
Газовая защита бака трансформатора выполняется с двумя ступенями действующими на сигнал и на отключение выключателей трансформатора соответственно.
Реле типа РГТ-80 (рис.3) имеет два поплавка верхний 6.1 и нижний 6.2 на которых установлены постоянные магниты управляющие герконами. Поплавки реагируют на изменение уровня масла в корпусе реле. Кнопка проверки 7 служит для проверки работы поплавков 6.1 и 6.2 и напорной пластины 5.
В нормальном состоянии газового реле поплавки 6.1 и 6.2 находятся в крайних верхних положениях а напорная пластина 5 – в исходном положении.
При снижении уровня масла в корпусе реле опускается сначала верхний поплавок 6.1. При его опускании происходит срабатывание верхней (сигнальной) контактной
системы. При дальнейшем снижении уровня масла в корпусе реле опускается нижний поплавок 6.2. и происходит срабатывание нижней (отключающей) контактной системы. При восстановлении уровня масла поплавки 6.1 и 6.2 поднимаются до своего начального положения а контакты контактных систем возвращаются в исходное состояние.
При превышении скорости потока масла из бака в расширитель значения уставки срабатывания реле напорная пластина перемещается и срабатывают контакты нижней (отключающей) контактной системы. При прекращении потока масла напорная пластина возвращается в исходное положение.
Уставки реле по скорости потока масла: 065; 10 и 15 мс.
Выбираем уставку реле по скорости потока масла:
1.2 Резервные защиты
1.2.1Защита от внешних симметричных коротких замыканий.
Защита выполняется односистемной одноступенчатой на одном из трех реле сопротивления в блок-реле БРЭ 2801.
На реле сопротивления подается разность токов трансформаторов тока установленных на двух фазах линейных выводов генератора и междуфазное напряжение от трансформатора напряжения со стороны линейных выводов генератора.
Угол максимальной чувствительности реле сопротивления может устанавливаться равным м.ч. = 65-80.
Для дистанционной защиты целесообразно использовать круговую или эллиптическую характеристику сопротивления срабатывания расположенную в I квадранте комплексной плоскости и охватывающую начало координат за счет смещения в III квадрант.
Защита действует на отключение выключателя генератора с выдержкой времени.
При использовании эллиптической характеристики сопротивление срабатывания может быть увеличено что улучшает дальнее резервирование. Максимальная зона действия защиты должна быть отстроена от сопротивления наибольшей нагрузки совпадающей с большой осью эллипса с небольшим расчетным запасом. Эту нагрузку можно считать индуктивной. Наибольшее значение индуктивной нагрузки составляет 08Рном. Этому соответствует
Большая эллиптическая ось характеристики реле
Соотношение осей эллипса характеризуется коэффициентом эллипсности Кэ который может иметь значения 05 и 075. Принимается 05. Малая ось эллипса
Исходные данные: блок генератор-трансформатор 200 МВт; Iном = 8625 А;
I(3)K G = 7400 А (при КЗ на стороне ВН); КI = 100005.
где угол нагрузки нагр определяется из выражения
тогда поэтому нагр = 53
Малая ось эллипса Zмал = КэZуст max = 051077 = 050 Ом
Изменение параметров осей эллиптической характеристики реле с учетом смещения в III квадрант. Величина смещения большой оси:
Z = 012Zуст max = 0121007 = 0120 Ом
Сопротивление срабатывания защиты
Zуст max = Zуст max - Z = 1007–0120 = 0887 Ом
Сопротивление срабатывания реле
Проверка чувствительности защиты:
-по замеряемому сопротивлению при КЗ на шинах высшего напряжения трансформатора блока
-по току точной работы при КЗ на шинах 110 кВ
1.2.2 Защита от несимметричных КЗ и перегрузок.
Для ликвидации недопустимых перегрузок генератора током обратной последовательности (I2) при внешних несимметричных КЗ и других несимметричных режимах а также при несимметричных КЗ в самом энергоблоке на генераторах предусматривается токовая защита обратной последовательности с интегральной время-токовой характеристикой. В настоящее время защита выполняется на блоке защиты БЭ 1101.27.02А включенном во вторичные цепи трансформаторов тока линейных выводов генератора.
Опасность длительных перегрузок генератора токами I2 обусловлена тем что возникающее при этом вращающееся магнитное поле направленное навстречу движению ротора приводит к нагреву ротора.
Допустимая длительность несимметричного режима определяется по выражению
где А – постоянная генератора
- относительное значение тока обратной последовательности.
Блок БЭ 1101 содержит следующие функциональные узлы:
-Входное преобразовательное устройство позволяющее производить согласование вторичного Iном G c номинальным током блока защиты в диапазоне их отношений от 07 до 10;
-Сигнальный орган (I2 сигн) срабатывающий с фиксированной выдержкой времени от 04 до 128 с при увеличении Iх 2 выше значения уставки срабатывания этого органа. Уставка регулируется ступенчато от 005 до 035;
-Пусковой орган (I2 пуск) предназначенный для управления работой интегрального органа и органа отсечки срабатывает без выдержки времени при увеличении Iх2 выше уставки срабатывания этого органа. Уставка ступенчато регулируется в диапазоне от 008 до 0;
-Интегральный орган срабатывающий при удаленных несимметричных режимах сопровождающихся токами I2 с интегрально-зависимой от тока обратной последовательности выдержкой времени. Время-токовая характеристика интегрального органа в диапазоне токов Iх2 от 0091 до 16 соответствует выражению
Исходные данные: блок генератор-трансформатор 200 МВт; генератор ТВВ–200-2АУ3.
Ток срабатывания пускового органа защиты в относительных единицах
I*2 ср.по = Котс I*2 m Котс = 105
I*2 min = 0082 при А = (5-10)
I*2 min = 013 при А = (10-20)
I*2 ср.по = 105 0082 = 009
Допустимая длительность перегрузки током обратной последовательности
Ток и время срабатывания сигнального органа
I*2ср.со = 005; tcp.co = 10 c.
Ток срабатывания отсечки выбирается исходя из условия обеспечения необходимой чувствительности при двухфазном КЗ на шинах ВН блока в сверхпереходном режиме (в относительных единицах).
Хd = 01805; Х2 = 022; Хт = 0104.
Выдержка времени отсечки выбирается на ступень селективности t = 03 с превышающей выдержку времени той ступени дистанционной защиты с которой согласована отсечка.
1.2.3Защита от симметричных перегрузок.
Защита предназначена для ликвидации недопустимых перегрузок обмотки статора.
Защита выполняется на блоке БЭ 1103.27.02А04 состоящего из входного преобразующего устройства сигнального органа пускового и интегрального органов и блока контроля.
Защита подключается к трансформатору тока одной фазы со стороны линейных выводов генератора и действует при перегрузках на его отключение с зависимой от тока статора выдержкой времени. Пусковой орган срабатывает без выдержки времени и осуществляет пуск интегрального органа.
Уставка пускового органа
Iх ср.по = 11; I ср.по = 11 Iном.G = 11 8625 = 94875 А
Уставка сигнального органа
Iх ср.со = 105; Iср.со = 105 Iном G = 105 8625 = 905625 А
Характеристика интегрального органа защиты от перегрузок
tср.ио = где С и В – коэффициенты зависящие от характеристики срабатывания
- относительный ток статора;
Iст Iном.G – ток одной фазы статора генератора и номинальный ток генератора соответственно в первичной цепи.
Расчет коэффициентов В и С характеристик срабатывания интегрального органа защиты для генератора ТВВ-200-2АУЗ.
Из технических условий на генератор:
При – время перегрузки 4 минуты или 240 секунд
при – время перегрузки 3 минуты или 180 секунд.
Допустимая кратность перегрузки по току статора.
Продолжительность перегрузки мин не более
Косвенное охлаждение обмотки статора
Непосредственное охлаждение обмотки
Тогда ; ; решая эти уравнения:
С = 240 (13 – В)2 = 180 (14 – В)2 Врасч = 065
Согласно техническим условиям на блок-реле БЭ 1103 В = (08 – 10)
принимаем В = 08. Тогда С = 240 (13 – 08)2 = 60
Согласно техническим условиям на блок-реле С = (3 – 50) принимаем С = 50.
При В = 08; С = 50; I* = 13 tср.ио tдоп = 240 с.
1.2.4Защита от внешних КЗ на землю.
Токовая защита нулевой последовательности выполняется с помощью двух токовых реле РТ-140 включенных на ток нейтрали трансформатора блока встроенного в силовой трансформатор.
Одно реле предназначено для резервирования защит от КЗ на землю смежных элементов сети ВН. С помощью второго более чувствительного реле осуществляется деление шин ВН и ускоренная ликвидация неполнофазных режимов (ускорение создается при замыкании контура переключения фаз но на выключателе общем с линией оно исключается на время цикла ОАПВ).
Исходные данные: турбогенератор ТВВ-200-2АУ3; Uвн = 121 кВ; Uнг = 1575 кВ;
Iном.G = 8625 А; I2 сз = 06 Iном.G =068625=5175 А; КI = 15005; m=4; n=3.
Расчет грубого комплекта. Расчетным режимом для согласования чувствительности является КЗ на ЛЭП отключаемой с другого конца быстродействующей защитой. При этом
=1n=13= 033; 2 =1m=14= 025 где
m – число блоков станции; n – число блоков с заземленной нейтралью.
I2 сз = 06 Iном.G =068625=5175 А – из расчета защиты от токов обратной последовательности.
tсз 1 = 45 с – на отключение выключателя ВН
tсз 2 = 5 с – на отключение блока;
tcз 3 = 4 c – на отключение выключателя при разземленной нейтрали.
Расчет чувствительного комплекта.
а) по условию обеспечения срабатывания при самопроизвольном неполнофазном отключении блока при минимальной нагрузке
б) по согласованию с грубым комплектом
Принимаем Iср = 132 А выбираем реле типа РТ-1402.
1.2.5Защита от асинхронного режима при потере возбуждения.
Назначение: выявление потери возбуждения и перевод генератора в допустимый асинхронный режим (разгрузка генератора торможение турбины и шунтирование обмотки ротора гасительным сопротивлением) или отключение блока если асинхронный режим недопустим.
Защита выполняется на реле сопротивления в блок-реле БРЭ 2801. 27Е.2Б04 другое реле в котором используется для дистанционной защиты.
На защиту подается разность токов двух фаз от трансформатора тока на выводах или в нейтрали генератора и междуфазное напряжение от трансформатора напряжения на выводах генератора.
При потере возбуждения генератор работает в режиме потребления реактивной мощности из сети и при этом продолжает нести активную нагрузку. Вектор сопротивления перемещается в IV квадрант комплексной плоскости. Поэтому характеристика реле должна находиться в III – IV квадрантах. Диаметр окружности характеристики реле принимается 11 Xd что целесообразно для обеспечения надежной работы реле при потере возбуждения ненагруженного генератора.
Для предотвращения срабатывания реле при нарушениях синхронизма в энергосистеме его характеристика смещается по оси комплексной плоскости в сторону III и IV квадрантов на величину 04Xd. Угол максимальной чувствительности реле м.ч.=265-266.
Исходные данные: турбогенератор ТВВ-200-2АУЗ; Uн.г = 1575 кВ; Iн.г. = 8625 А; cosн= 085; Xd% =2106; Xd% =272
Диаметр окружности характеристики реле сопротивления
Zзащ = 11 Xd = 1122113 =2432 Ом
Смещение характеристики
Zсмещ = 04Хd = 040285 = 0114 Ом
Вторичные сопротивления
Защита вводится в действие с t = 1 с после включения блока (для избежания отключений в режиме синхронизации). Время действия защиты t = 1-2 с на полный останов блока.
1.2.6Защита от повышения напряжения.
Назначение: защита предназначена для предотвращения недопустимого повышения напряжения и действует на гашение поля в режиме холостого хода (вводится в действие при исчезновении тока в реле РТ-40Р в схеме УРОВ).
При отключении генератора от сети защита автоматически вводится в действие с выдержкой времени около 3 с перекрывающей длительность кратковременного повышения напряжения на генераторе из-за сброса нагрузки. Выполняется на максимальном реле напряжения РСН 14-30 с высоким коэффициентом возврата (Кв = 095); питание логической схемы реле осуществляется постоянным током 220 В. Реле напряжения включается на линейное напряжение трансформатора напряжения установленного на выводах генератора.
Исходные данные: турбогенератор ТВВ-200-2АУ3; Uн.г. = 1575 кВ; Iн.г.= 8625 А; cos=09; КI = 100005; КI ВН = 15005.
Напряжение срабатывания пускового органа
Uсз=12Uн.г.=121575=189 кВ
Ток срабатывания блокирующего реле
Iсз=01Iн.тр=011194=1194 А
выбираем реле тока РТ-40Р
Примечание: коэффициент трансформации принимается для стороны ВН при отсутствии генераторного выключателя.
Выдержка времени tсз = 3 с.
1.2.7Защита от перегрузки ротора турбогенератора током возбуждения.
Для защиты ротора от перегрузки током возбуждения предусматривается токовая защита с интегрально-зависимой характеристикой выдержки времени.
Защита выполняется на блок-реле БЭ 1102-2402А.04 который может подключаться к датчику моделирующему ток ротора подводимый к нему величинами тока и напряжения генератора либо к трансформатору постоянного тока (ТПТ) при тиристорном и высокочастотном возбуждении либо к индукционному датчику при бесщеточном возбуждении.
Блок БЭ 1102 содержит следующие функциональные узлы:
Входное преобразовательное устройство назначение которого обеспечить согласование номинального тока ротора генератора с номинальным током блока в диапазоне их отношений от 07 до 10;
Сигнальный орган срабатывающий с фиксированной выдержкой времени от 04 до 128 с при увеличении тока Iх р выше значения уставки органа;
Пусковой органа срабатывающий без выдержки времени при увеличении Iх р выше значения уставки органа и осуществляющий пуск или возврат интегрального органа;
Интегральный орган срабатывающий с зависимой от тока Iх р выдержкой времени определяемой уравнением
tср.ио = где С и В – коэффициенты зависящие от вида характеристики
- относительный ток ротора;
Орган должен иметь две ступени срабатывания:
I ступень – на развозбуждение генератора;
II ступень – на отключение генератора и АГП.
Расчет уставок защиты:
-для пускового органа принимается ток срабатывания
-для сигнального органа принимается ток срабатывания
-определяется выдержка времени интегрального органа
Допустимая кратность перегрузки генератора по току ротора определяется по таблице
ТГВ ТВВ (до 500 МВт включительно) ТВФ-120-2
Исходные данные: турбогенератор ТВВ-200-2АУ3; Iрот.н =2540 А.
Сигнальный орган - принимается I* сз со = 105;
Iсз со = 1052540 = 2667 А. Выдержка времени tсо = 10 с.
Пусковой орган – принимается I* сз по = 11;
Iсз по = 112540 =2794 А.
Определяется выдержка времени интегрального органа
при время перегрузки ротора 60 с.
При время перегрузки ротора 240 с.
Решая эти уравнения получим Врасч = 09.
Согласно техническим условиям на блок-реле В = (0810). Принимаем В = 09.
Тогда Срасч = 240(12–09)2=216
Согласно заводским данным С=(340). Принимаем С = 216.
tср ио tдоп = 240 с.
1.2.8Дополнительная резервная токовая защита на стороне высшего напряжения.
Устанавливается на блоках с выключателем в цепи генератора. Защита предназначена для резервирования основных защит блока при отключенном выключателе генератора.
Данная защита автоматически вводится в действие при исчезновении тока в цепи генератора. Для этого используют трехфазные токовые реле устанавливаемые для защиты от повышения напряжения и размыкающий контакт размножающего промежуточного реле.
Защита выполняется на двух реле тока РТ-140 и реле времени и включается на трансформаторы тока встроенные в силовой трансформатор. Вторичные обмотки трансформаторов тока соединяют в треугольник для предотвращения излишних срабатываний защиты от токов нулевой последовательности при внешних КЗ на землю.
Ток срабатывания защиты выбирается по условию отстройки от номинального тока защищаемого трансформатора
Котс – коэффициент отстройки равный 12;
Квоз – коэффициент возврата.
Ток срабатывания реле
Ксх = 3 – коэффициент схемы;
При отключенном генераторе ток нагрузки (даже с учетом режима самозапуска двигателей собственных нужд) значительно меньше номинального тока трансформаторов блока. Однако защиту целесообразно отстраивать от номинального тока во избежание ее ложного действия при работе генератора блока в случае неисправности блокирующих реле и цепей.
Выдержка времени защиты должна быть на ступень селективности выше уставки по времени резервной защиты на стороне ВН рабочего трансформатора собственных нужд.
Защита действует на отключение выключателя трансформатора со стороны высшего напряжения.
Исходные данные: силовой трансформатор ТДЦ-250000110; Uн.т.=121 кВ; КI = 10005.
Ток срабатывания защиты
Принимаем IУСТ = 6А и выбираем реле РТ14010
1.2.9 Автоматический пуск пожаротушения трансформатора.
Пуск автоматики пожаротушения производится от дифференциальной защиты защиты ошиновки и газовой защиты трансформатора.
Зона повреждения при пуске пожаротушения от дифференциальных реле ограничивается баком трансформатора с помощью реле тока включенного в провод заземляющий бак трансформатора. Это реле реагирует на внутренние КЗ на землю на стороне ВН и разрешает пуск пожаротушения от дифференциальных защит трансформатора и его ошиновки на стороне ВН. При этом обеспечивается работа цепи пуска в случае повреждения вводов высшего напряжения высокого напряжения трансформатора наиболее часто сопровождающихся пожаром.
При внутренних повреждениях на стороне НН пуск пожаротушения от дифференциальной защиты разрешается лишь при одновременном срабатывании газовой защиты даже если действие ее отключающего элемента переведено на сигнал.
Первичный ток срабатывания защиты нулевой последовательности в схеме пуска устройства пожаротушения выбирается по условию обеспечения надежной работы этого реле при замыканиях на корпус трансформатора блока
KT – коэффициент токораспределения;
Кч = 2 – коэффициент чувствительности
I0 min – минимальный ток в месте КЗ при отключенном от системы энергоблоке.
Реле тока нулевой последовательности включается на трансформатор тока с коэффициентом трансформации KI = (3005 – 6005) и ориентировочно принимается типа РТ-1402.

47.ТЛ.7.doc

Выбирается ток срабатывания реле:
Icp = Ксх = × 1 = 108 А
Принимается ток уставки Iуст = 1 А выбирается реле тока РТ-1402.
Проверка чувствительности производится по минимальному току НП при КЗ в конце защищаемой линии
Следовательно защита чувствительна.
Выбор времени срабатывания МТЗ0.
Выбираем реле времени РВ – 01.

44.ТЛ.4.doc

4.Проверяется чувствительность защиты по току точной работу при трехфазном КЗ в конце защищаемой линии:
- минимальный трехфазный ток при КЗ в конце защищаемой линии
= 15 – минимальный вторичный ток точной работы.
Определяются уставки реле каждой ступени защиты:
Z. = Zс.з. = 10005×= 037 Ом
Z. = Zс.з. = 982×= 357 Ом
Z = Zс.з. = 12275×= 446 Ом
КU – коэффициент трансформации трансформатора напряжения к которому подключена защита.
Выставление найденных уставок осуществляется с помощью регулировочных элементов в соответствии с таблицей. При этом для каждой ступени уставка должна оставаться меньше расчетной но ближайшей из тех которые можно установить.
Минимальные уставки регулируемые по цепям тока Ом
Дальнейшее увеличение уставок до расчетной величины осуществляется с помощью перемычек и переменных резисторов которые плавно изменяются от 1 до 04. Перемычки N% подбираются:
N%= × 100 = = 675; Принимаем: N1ступень=50%
N%= × 100 = = 28; N2ступень=25%
N%= × 100 = ×100= 448; N3ступень=50%
II.Токовая отсечка без выдержки времени как дополнение к дистанционной защите.
Если линия работает блоком с трансформатором то ток срабатывания защиты выбирается по условию отстройки от трехфазного максимального КЗ протекающего через защиту при КЗ за трансформатором.