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

3.2 Дифференциальная защита трансформатора (блока)

Для расчёта дифференциальной защиты обьекта предусмотрено:

1) общая дифференциальная защита блочного трансформатора (блока);

2) дифференциальная защита генератора продольная и поперечная. Дифференциальные защиты выполнены на реле РНТ-565.

Дифференциальная защита силового трансформатора (блока):

- выполняет функции основной защиты трансформатора от междуфазных коротких замыканий со всеми его частями ошиновок от выключателя трансформатора до генератора.

Защита подключена:

5ТТ – на главных выводах статора генератора;

1ТТ - встроены во ввода выключателя блока, либо ТТ установлен около выключателя блока, в зависимости от типа выключателя блока.


ДифЗащита блок

ДифЗащита генератор


Рисунок 8 – Структурная схема дифференциальной защиты блока трансформатор – генератор (общая)
Зона действия защиты:

- от ТТ вводов ВН трансформатора до ТТ генератора.

Защита действует на:

- отключение выключателей Q2;

- гашение поля генератора

- отключение АГП;

- пуск пожаротушения соответствующих фаз трансформатора.

Определим первичные токи сети в границах защиты (ТА-5 и ТА-1) с высокой стороны, :

, кА (10)



Определим первичные токи сети в границах защиты (ТА-5 и ТА-1) с низкой стороны, :

, кА (11)



Определим первичные токи сети в границах защиты (ТА-5 и ТА-1) с высокой стороны, :

, кА (12)

где S_НОМ^ТР, S_НОМ^Г – номинальная мощность генератора и трансформатора, МВА;

U_НН^ТР – номинальное

---

напряжение трансформатора с низкой стороны, кВ;

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

U_НОМ^Г – номинальное напряжение генератора, кВ.



Коэффициент схемы на высшей стороне трансформатора (ТА-1) ; Коэффициент схемы с низшей стороны на стороне генератора (ТА-5) .

Определим вторичный ток сети на трансформаторе тока ТА-1 с высокой стороны, I_2ВН:

I_2ВН = I_1ВН^тр ×К_сх^ТА-1/К_ТТ^ТА-1, А (13)

где К_сх^ТА-1 - коэффициент схемы трансформатора тока ТА-1;

К_ТТ^ТА-1 – коэффициент трансформации трансформатора тока ТА-1;

I_1ВН^тр – номинальный первичный ток трансформатора с высокой стороны, А.

I_2ВН = А

Определим вторичный ток сети на трансформаторе тока ТА-5 с низкой стороны, I_2НН:

I_2НН = I_1НН^тр ×К_сх^ТА-5/К_ТТ^ТА-5, А (14)

где К_сх^ТА-5 - коэффициент схемы трансформатора тока ТА-5;

К_ТТ^ТА-5 – коэффициент трансформации трансформатора тока ТА-5;

I_1НН^тр – номинальный первичный ток трансформатора с низкой стороны, А.

I_2ВН = =4,4 А

Определим первичный ток срабатывания защиты от тока небаланса, I_СЗ:

I_СЗ = К_Н× I_НБ, А (15)

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

I_НБ – ток небаланса, А.

I_СЗ = 1,3×77,98 = 101,37 А

Ток небаланса, I_НБ:

I_НБ = I'_НБ + I''_НБ, А (16)

где I'_НБ – ток небаланса вызванный погрешностью трансформаторов тока

I''_НБ - ток небаланса вызванный наличием коэффициентов трансформации силовых трансформаторов

I_НБ = 50,1 + 27,88 = 78,98 А

Первая составляющая тока небаланса, I'_НБ:

I'_НБ = К_а×К₀×f_i× I³_махВН, А (17)

где К_а – коэффициент апериодической составляющей тока

---

, равен 1;

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

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

I'_НБ =1×0,5×0,1×1002 = 50,1 А

Вторая составляющая тока небаланса, I''_НБ:

I''_НБ = (ΔU% /100)×I³_махВН, А (18)

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

I³_махВН - ток трёхфазного КЗ в точке ВН, А.

I''_НБ = ×1002 = 27,88 А

Определим первичный ток срабатывания защиты от тока включения, I_СЗ:

I_СЗ = К_Н× I_1ВН^тр, А (18)

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

I_СЗ = 1,3×950 = 1235 А

Выбираем больший ток I_СЗ и принимаем для дальнейших расчетов.

Определим вторичный ток срабатывания реле от ТА-1, I_СР:

I_СР = (I_СЗ ×К_сх^ТА-1) / К_ТТ^ТА-1, А (19)

I_СР = А

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

I_СР = (I_СЗ ×К_сх^ТА-5) / К_ТТ^ТА-5, А (20)

где I_СЗ – ток срабатывания защиты выбранный выше (больший из пунктов а и б), А;

К_сх^ТА-1 , К_сх^ТА-5 - коэффициент схемы трансформатора тока ТА-1 и ТА-5;

К_ТТ^ТА-1 , К_ТТ^ТА-5 – коэффициент трансформации трансформатора тока ТА-1 и ТА-5;

I_СР = А

Выбираем больший ток I_СР и принимаем для дальнейших расчетов.

Рассчитаем количество витков реле защиты, W.

Количество витков реле на основной стороне, W_ОСН:

W_ОСН = F_СР / I_СР, шт (21)

где - стандартное число витков, всегда 100 шт.

W_ОСН = = 16,2 17 шт

Расчет коэффициента чувствительности от ТА-5, К_Ч:

К_Ч = (I²_минВН× К_сх^ТА-5× W_ОСН)/( К_ТТ^ТА-5× F_СР) ≥ 2 (22)

К_{Ч =} = 6,2

Расчет коэффициента чувствительности от ТА-1, К_Ч:

К_Ч

---

= (I²_минВН× К_сх^ТА-1× W_ОСН)/( К_ТТ^ТА-1× F_СР) ≥ 2 (23)

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

К_{Ч =} = 93,3

Минимальный двухфазный ток короткого замыкания на стороне ВН, I²_минВН:

I²_минВН = 1,15× I³_махВН, А (24)

I²_минВН = 1,15×1002 = 1152,3 А

Вывод: так как один из коэффициентов чувствительности К_ч проходит по условию, защита чувствительна и может быть установлена в качестве основной.

---

3.3 Дифференциальная защита генератора (продольная)

Дифференциальная защита генератора (продольная):

- выполняет функции защиты генератора от междуфазных коротких замыканий в обмотке статора генератора и на его выводах.

Зона действия защиты:

от выводов нейтрали (трансформаторы тока 6ТТ) до трансформаторов тока 5ТТ на главных выводах обмотки статора генератора.

Защита действует на:

- отключение выключателя Q2;

- гашение поля генератора (отключение одного АГП);

- останов турбины.

- включение системы пожаротушения генератора

Определим первичный ток генератора, I_1ВН^Г:

I_{1ВН Г} = S_НОМ^Г/(√3×U_НОМ^Г), А (25)

где S_НОМ^Г – номинальная мощность генератора, МВА;

U_НОМ^Г – номинальное напряжение генератора, кВ.

I_{1ВН Г} =

Определим вторичный ток трансформаторов тока от ТА-5, I₂:

I₂ = ( I_1ВН^Г× К_сх^ТА-5)/ К_ТТ^ТА-5 (26)

I₂ = А

Определим вторичный ток трансформаторов тока от ТА-6, I₂:

I₂ = ( I_1ВН^Г× К_сх^ТА-6)/ К_ТТ^ТА-6 (27)

I₂ = А

Выбираем больший ток I₂ и принимает для дальнейших расчетов

Определим первичный ток срабатывания защиты от тока небаланса, I_СЗ:

I_СЗ = К_Н× I_НБ , А (28)

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

I_НБ – ток небаланса, А.

I_СЗ = 1,3×1200= 1560 А

Полный ток небаланса, I_НБ:

I_НБ = I'_НБ + I''_НБ , А (29)

где I'_НБ – ток небаланса вызванный погрешностью трансформаторов тока

I''_НБ - ток небаланса вызванный наличием коэффициентов трансформации силовых трансформаторов

I_НБ = 770 + 430 = 1200 А

Первая составляющая тока небаланса, I'_НБ:

I'_НБ = К_а×К₀×f_i× I³_махВН ×К^тр _тт , А (30)

где К_а – коэффициент апериодической составляющей тока

---