Файл: Курсовой проект по специальности 13. 02. 03 Электрические сети, станции и системы мдк 02. 02 Релейная защита и автоматика электрооборудования электрических станций сетей и систем.docx

, равен 1;

К₀ – коэффициент однотипности трансформаторов тока, равен 0,5;

К^тр _тт – коэффициент трансформации силового трансформатора блока;

f_i – допустимая погрешность трансформатора тока, равен 0,1.

I'_НБ =1×0,5×0,1×1002×15,36 = 770 А

Вторая составляющая тока небаланса, I''_НБ:

I''_НБ = (ΔU% /100)×I³_махВН ×К^тр _тт , А (31)

где ΔU% - шаг регулирования РПН (ПБВ) силового трансформатора , %;

I³_махВН – ток трёхфазного КЗ в точке ВН, А.

I''_НБ = ×1002×15,36 = 430 А

Определим первичный ток срабатывания защиты от тока включения, I_СЗ:

I_СЗ = К_Н× I_1ВН^Г, А (32)

где К_Н - коэффициент отстройки трансформатора тока, равен 1,3;

I_СЗ = 1,3×13820 = 17940 А

Выбираем больший ток I_СЗ и принимаем для дальнейших расчетов.

Определим вторичный ток срабатывания реле от ТА-5, I_СР:

I_СР = (I_СЗ ×К_сх^ТА-5) / К_ТТ^ТА-5 , А (33)

I_СР = А

Определим вторичный ток срабатывания реле от ТА-6, I_СР:

I_СР = (I_СЗ ×К_сх^ТА-6) / К_ТТ^ТА-6 , А (34)

I_СР = А

Выберем реле РНТ-565, установим количество витков

Определения количества витков реле на основной стороне, W_ОСН:

W_ОСН = F_СР / I_СР , шт (35)

где - стандартное число витков, всегда 100 шт.

W_ОСН = = 16,7 17 шт

Расчет коэффициента чувствительности, К_Ч:

К_Ч = (I²_минВН× К_сх^ТА-5× W_ОСН)/( К_ТТ^ТА-5× F_СР) ≥ 2 (36)

где I²_минВН -ток двухфазного КЗ в минимальном режиме на шинах ВН.

К_{Ч =} = 0,06

Минимальный двухфазный ток короткого замыкания, I²_минВН:

I²_минВН = 1,15× I³_махВН (37)

I²_минВН = 1,15×1002 = 1150 А

Вывод: так как защита не проходит условие по коэффициенту чувствительности, её нельзя устанавливать в качестве основной. Чтобы защита стала чувствительной, необходимо увеличить количество витков W

---

_ОСН до 530 шт:

К_{Ч =} = 2,03

---

3.4 Поперечная дифференциальная защита генератора от витковых замыканий обмотки статора

Защита надежно срабатывает при замыкании одного витка. Принцип действия построен на сравнение суммы токов параллельных ветвей. При КЗ в витках, сопротивления параллельных ветвей не равны и по ТА₀ (ТА7), протекает ток равный разности ЭДС. Ток КЗ зависит от доли замкнувшихся витков. Защита подключается к ТТ установленному в нуле генератора.

В защите применяется реле тока РТ-40/Ф, т. е. реле применяется с фильтром. Фильтр не пропускает во вторичную обмотку токи третьей гармоники, которые возникают из за не синусоидальности, а так же фильтр не пропускает токи нулевой последовательности, вызванные несимметрией ЭДС.

Определим номинальный ток генератора, I_1ВН^Г:

I_1ВН^Г= S_НОМ^Г/(√3×U_НОМ^Г), А (38)

где S_НОМ^Г – номинальная мощность генератора, МВА;

U_НОМ^Г – номинальное напряжение генератора, кВ.

I_{1ВН Г} =

Определим первичный ток срабатывания защиты, I_СЗ:

I_СЗ = (0,2÷0,3)× I_1ВН^Г , А (39)

I_СЗ = 0,2×13820 = 276,4 А

Определим вторичный ток срабатывания реле, I_СР:

I_СР = (К_сх^ТА-7× I_СЗ)/ К_ТТ^ТА-7 (40)

I_СР = А

Защита чувствительна к одному витку, поэтому К_Ч не считается.

3.5 Защита нулевой последовательности трансформатора от внешних однофазных КЗ

Для защиты от внешних однофазных КЗ на блоках устанавливается специальная ступенчатая токовая защита нулевой последовательности, которая подключается первой ступенью к 3ТТ в цепи заземления нулевой точки трансформатора и третьей ступенью от внешних КЗ к 2ТТ в цепи высшего напряжения силового трансформатор. На блоках, трансформаторы которых постоянно работают с глухим заземлением нейтрали, защита выполняется с двумя токовыми реле, каждое из которых с первой выдержкой времени действует на отключение выключателей стороны высшего напряжения, а со второй — на полное отключение и останов блока. Токи срабатывания этих защит согласуются с уставками защит линий, отходящих от шин высшего напряжения. Предусматривается ускорение действия чувствительной токовой защиты нулевой последовательности в случае отказа одной или двух фаз выключателя высшего напряжения при ручных операциях по его включению—отключению. Возникающий при этом несимметричный режим (отключена одна или две фазы на стороне высшего напряжения) сопровождается прохождением значительных токов обратной последовательности, представляющих опасность для генератора. Для того чтобы ускорить отключение неисправного блока, не допустить отключения других блоков и линий, предусматривается

---

ускорение токовой защиты нулевой последовательности, которое осуществляется с помощью реле “непереключения фаз”, срабатывающего, если одна или две фазы выключателя из трех остаются включенными. Если после срабатывания ускоренной защиты одна или две фазы выключателя не отключатся, запустится специальное устройство резервирования отказа выключателя (УРОВ) и отключит выключатели, подключенные к той же системе шин высшего напряжения.

В качестве защиты от внешних однофазных КЗ применяем комплект защит КЗ-15. Используется  и  ступени.

3.5.1 I ступень ТЗНП трансформатора

Определим первичные токи с высокой стороны, I₁^ТР:

I_1ВН^ТР= S_НОМ^ТР/(√3×U_ВН^ТР) , А (41)



Определим первичные токи с низкой стороны, I_1НН^ТР:

I_1НН^ТР= S_НОМ^ТР/(√3×U_НН^ТР) , А (42)

где S_НОМ^ТР – номинальная мощность трансформатора, МВА;

U_НН^ТР – номинальное напряжение трансформатора с низкой стороны, кВ;

U_ВН^ТР - номинальное напряжение трансформатора с высокой стороны, кВ;



Отстройка тока срабатывания защиты от защит смежных элементов, I_СЗ:

I_СЗ = К_Н× К_ТоР× I³_махВН , А (43)

где I³_махВН - ток трёхфазного КЗ в точке ВН, А;

К_Н - коэффициент надежности, принимаем равным 1,0;

К_ТоР - коэффициент токораспределения, принимаем равным 0,80.

I_СЗ = 1×0,8×1002 = 800 А

Определим ток срабатывания реле, I_СР:

I_СР = (К_сх^ТА-3× I_СЗ)/ К_ТТ^ТА-3, А (44)

I_СР = А
Расчет коэффициента чувствительности, К_Ч:

К_Ч = I²_минВН/I_СЗ ≥ 1,5

где I²_минВН -ток двухфазного КЗ в минимальном режиме на шинах ВН.

К_{Ч =} = 1440

Минимальный двухфазный ток короткого замыкания, I²_минВН:

I²_минВН = 1,15× I³_махВН, А (45)

I²_минВН = 1,15×1002 = 1152,3 А

Вывод: так как коэффициент чувствительности не проходит по условию, защиту нельзя устанавливать в качестве основной

---

3.5.2 III ступень ТЗНП трансформатора

Определения тока срабатывания защиты от тока небаланса в нулевом проводе при трехфазном внешнем КЗ, I_СЗ:

I_СЗ = К_Н× I_НБ, А (46)

где К_Н - коэффициент надежности, принимаем равным 1,3;

I_НБ – ток небаланса, А.

I_СЗ = 1,3×100 = 130 А

Определение ток небаланса, I_НБ:

I_НБ = К_НБ× I³_махВН, А (47)

где К_НБ – коэффициент небаланса, принимаем равным 0,1.

I_НБ = 0,1×1002 = 100 А

Определим ток срабатывания реле, I_СР:

I_СР = (К_сх^ТА-2× I_СЗ)/ К_ТТ^ТА-2 (48)

где К_сх^ТА-2 - коэффициент схемы трансформатора тока ТА-2;

К_ТТ^ТА-2 - коэффициент трансформации трансформатора тока ТА-2

I_СР = А

Расчет коэффициента чувствительности, К_Ч:

К_Ч = I²_минВН/I_СЗ ≥ 1,5 (49)

где I²_минВН –ток двухфазного КЗ в минимальном режиме на шинах ВН.

К_{Ч =} = 8,8

Минимальный двухфазный ток короткого замыкания, I²_минВН:

I²_минВН = 1,15× I³_махВН (50)

I²_минВН = 1,15×1002 = 1152,3 А

Вывод: так как коэффициент чувствительности проходит по условию, защита чувствительная и может быть установлена в качестве основной.
Таблица 5 – Перечень установленных защит блока

Наименование защиты	Трансформаторы тока, к которым подключена защита	Ток срабатывания защиты, А
Дифференциальная защита трансформатора (блока) ДЗТ	ТА1, ТА5	1235
Дифференциальная защита генератора (продольная) ДЗГ	ТА5, ТА6	17940
Дифференциальная защиа генератора (поперечная) ДЗГ	ТА7	276,4
Защита нулевой последовательности трансформатора от внешних однофазных КЗ (ТЗНПТ- I ступень);	ТА3	800
Защита нулевой последовательности трансформатора от внешних однофазных КЗ (ТЗНПТ- III ступень);	ТА2	130

---