Задание
Рассчитать уставки устройств релейной защиты и автоматики (РЗ и А) системы электроснабжения принципиальная схема, которой представлена на рис. 1.
Рис. 1. Принципиальная схема системы электроснабжения
Разработать защиту от всех видов повреждения для трансформаторов Т1 и Т2 и защиту линий W1 и W2. Работу выполнить в следующем объеме:
1. Рассчитать токи короткого замыкания (ТКЗ) в объеме, необходимом для выбора установок и проверки чувствительности.
2. Выбрать места установки и типы релейной зашиты (РЗ).
3. Выбрать трансформаторы тока и трансформаторы напряжения.
4. Рассчитать уставки защит, выбрать типы реле, проверить чувствительность защит.
5. Выбрать плавкие вставки для предохранителей и уставки автоматов.
6. Определить выдержки времени защит от двигателя до шин главной
понизительной подстанции (ГПП).
7. Составить принципиальные схемы выбранных защит.
8. Определить селективность действия защит.
9. Защиту линии и трансформаторов выполнить на переменном оперативном токе.
Разработать РЗ двигателей, данные которых приведены в табл. 1.
1. Рассчитать токи КЗ.
2. Выбрать трансформаторы тока.
3. Выбрать тип защиты и тип реле, определить уставки и чувствительность защиты.
4. Составить и вычертить принципиальную схему РЗ.
Разработать схему автоматического включения резерва (АВР) секционных выключателей.
Таблица 1. Параметры двигателей
Параметр | 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 синхронных генераторов
Номинальное напряжение, кВ | 6,3 |
Номинальная мощность, кВт | 2000 |
Емкость обмотки статора для трех фаз, мкФ | 0,077 |
Коэффициент
мощности, cos |
0,8 |
Сверхпереходное
сопротивление,
|
0,1 |
Таблица 3. Параметры трансформаторов
Трансформатор |
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 и линий
Элемент |
Номинальное напряжение, кВ |
Мощность КЗ, МВА |
Длина линий, км |
Система | 110 | 2000 | |
W1, W2 | 110 | 30 | |
W3, W4 | 35 | 3 |
Таблица 5. Параметры дуговых сталеплавильных печей и конденсаторных установок
Элемент |
Номинальное напряжение, кВ | Мощность |
Вид регулирования |
СА1, СА2 | 10 | 1480 кВт | по току и напряжению |
ВС1, ВС2 | 6 | 400 квар |
В функции
cos |
Введение
Целью данного курсового проекта является расчет устройств РЗ и А системы электроснабжения. При работе элементов систем электроснабжения возможно возникновение ненормальных и аварийных режимов. К ним относятся короткие замыкания, перегрузки, понижение уровня напряжения, частоты и другие.
Повреждения и ненормальные режимы должны быть устранены, и это является основным назначением устройств релейной защиты и системной автоматики.
К устройствам релейной защиты предъявляются следующие требования: селективность, необходимое быстродействие, чувствительность и надежность. Перечисленные требования удовлетворяются правильным выбором устройств релейной защиты, схем соединения устройств РЗ, расчётом установок срабатывания.
1. Расчет токов короткого замыкания
Расчет токов
короткого
замыкания
проводим в
относительных
единицах. Все
полученные
величины приведены
к базовым условиям.
Базовую мощность
принимаем
равной:
= 1000 МВА.
Схема замещения приведена на рисунке 1.1:
Рис. 1.1. Схема замещения
Определим сопротивления схемы замещения:
Сопротивление системы согласно [l.стр. 131]:
,
(1.1)
где SK3 - мощность короткого замыкания системы.
.
Определим параметры линий 110 кВ (нагрузкой являются трансформаторы Т1 и Т2) с учетом допустимой перегрузки трансформатора согласно [1,стр.213):
,
(1.2)
где
- номинальная
мощность
трансформатора,
кВА,
- номинальное
напряжение
трансформатора
кВ.
А
Выбор сечения проводов проводим по экономической плотности тока [1, стр.232].
(1.3)
где
- экономическая
плотность тока,
при
ч для сталеалюминиевых
проводов,
=
1
[3,
стр.266]; I, A
–ток на участке
сети.
Принимаем
провод АС-70/11
сечением 70
;
с удельными
сопротивлениями:
Ом/км и реактивным
сопротивлением
Ом/км. [3, стр.577].
Сопротивление ЛЭП согласно [1, стр.131]:
(1.4)
где
- среднее значение
напряжения
на шинах в месте
короткого
замыкания,
l – длина ЛЭП.
Определяем параметры линий 35 кВ. Нагрузкой линии 35 кВ, при простое второй будут трансформаторы Т7, Т8, Т9 и Т10. Так как параметры трансформаторов Т7 и Т8 не даны, принимаем для расчета нагрузку этих трансформаторов – четыре синхронных двигателя:
(1.5)
где
,
,
- параметры
синхронного
двигателя (
табл. 1 )
А
Выбор сечения питающего кабеля проводим по экономической плотности тока.
При
ч для кабелей
с бумажной
пропитанной
изоляцией с
алюминиевыми
жилами
=
1,4
[3, стр.266].
Принимаем
2 кабеля ААБ-35-(3Ч185)
общим сечением
370
;
с удельными
сопротивлениями
Ом/км и
Ом/км. [2, стр.421].
Сопротивление трансформаторов согласно [1, стр.131]:
(1.6)
где
- номинальная
мощность
трансформатора;
- напряжение
короткого
замыкания;
Для трансформатора мощностью 10МВА соотношение x/r составляет порядка 10.
Исходя из этого, принимаем:
для трансформатора
блока 2 МВт принимаем
[1, стр.613]
Для трансформатора мощностью 2,5 МВА соотношение x/r составляет порядка 6.
Исходя из этого, принимаем:
Для трансформатора мощностью 2,5 МВА соотношение x/r составляет порядка 6.
Исходя из этого, принимаем:
Сопротивление генераторов согласно [1, стр.131]:
(1.7)
для генератора мощностью 2 МВА соотношение x/r составляет порядка 15. Исходя из этого, принимаем:
Расчет токов КЗ для точки К1
Упростив схему замещения относительно точки 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
в месте короткого
замыкания (115
кВ).
кА .
Начальное значение периодической составляющей тока короткого замыкания согласно [1, стр.137]:
(1.9)
где
- ЭДС источника
в относительных
единицах [1,
стр.130].
Значение периодической составляющей тока короткого замыкания по ветвям:
Ветвь энергосистемы ( сопротивление ветви составляет 1,76 отн. ед.):
кА
Ветвь генератора G2 ( сопротивление ветви составляет 41,89 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
и напряжения
в момент короткого
замыкания;
(1.12)
-
постоянная
времени затухания
апериодической
составляющей
тока короткого
замыкания;
(1.13)
- угловая
частота;
(1.14)
Ветвь энергосистемы:
кА
Ветвь генератора G2:
кА.
Суммарный ударный ток короткого замыкания в точке К1:
кА .
Определим величину апериодической составляющей тока короткого замыкания.
Согласно [1, стр.151]:
(1.15)
(1.16)
- время действия
релейной защиты
( принимаем
= 0,01 с );
- собственное
время отключения
выключателя.
При установке
выключателя
ВВБК-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 составляющая тока короткого замыкания в точке К1 в момент времени t = 0,055 с:
кА
.
Определим величину периодической составляющей тока короткого замыкания для момента времени t = 0,055 с .
Периодическая составляющая тока короткого замыкания от энергосистемы в любой момент времени неизменна:
кА .
Ветвь генератора G2:
Так как генератор значительно удален от точки короткого замыкания ( за двумя ступенями трансформации), принимаем:
кА .
Общая величина периодической составляющей тока короткого замыкания в точке К1 в момент времени t = 0,055 с составит:
кА .
Расчет несимметричных токов короткого замыкания
Для упрощения расчетов принимаем величины сопротивления обратной последовательности всех элементов схемы, (включая синхронные генераторы) равными величинам сопротивлений прямой последовательности:
(1.17)
Схема замещения нулевой последовательности представлена на рисунке 2.1:
Рис. 2.1. Схема замещения нулевой последовательности.
Согласно
[1, стр.160]: справедливо
соотношение
для одноцепных
ЛЭП со стальным
тросом, заземлённым
с одной стороны.
Тогда:
(1.18)
Величины сопротивлений нулевой последовательности остальных элементов схемы, равны величинам соответствующих сопротивлений прямой последовательности [1, стр.160].
Двухфазное короткое замыкание.
(1.19)
Значение периодической составляющей тока 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 короткого замыкания в точке К1:
кА .
Определим величину апериодической составляющей тока короткого замыкания:
Ветвь энергосистемы:
Ветвь генератора G2:
кА
Суммарная апериодическая составляющая тока короткого замыкания в точке К1 в момент времени t = 0,055 c :
кА .
Величину периодической составляющей тока короткого замыкания в точке К1 в момент времени t = 0,055 с считаем неизменной:
кА .
Двухфазное короткое замыкание на землю.
Преобразуем схему замещения нулевой последовательности относительно точки К1.
отн. ед.
Результирующее сопротивление согласно [1, стр.168]:
(1.20)
отн. ед.
отн. ед.
Начальное значение периодической составляющей тока короткого замыкания согласно [1, стр.168]:
(1.21)
кА
Определим величину ударного тока:
кА
Величина апериодической составляющей тока короткого замыкания для момента времени: t = 0,055 с.
Величина периодической составляющей тока короткого замыкания для момента времени: t =0,055 с.
кА .
Однофазное короткое замыкание на землю.
Результирующее сопротивление согласно [1, стр.168]:
(1.22)
отн. ед.
Начальное значение периодической составляющей тока короткого замыкания согласно [1, стр.168]:
(1.23)
кА
Определим величину ударного тока:
кА
Расчеты токов КЗ для других точек аналогичны расчётам для точки К1. Результаты расчётов приведены в табл. 1.1.
Таблица 1.1 Сводная таблица результатов расчёта токов короткого замыкания
Точка КЗ | Вид повреждения | Источник |
|
|
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 вставки предохранителей для защиты асинхронного электродвигателя
При выборе предохранителей для защиты асинхронных двигателей руководствуемся рекомендациями, изложенными в [4, стр.98-стр.116].
Условия выбора предохранителя:
(2.2)
где
- номинальный
ток плавкой
вставки, А;
- номинальный
ток двигателя,
А;
- коэффициент,
учитывающий
условия пуска
двигателя;
= 1,6 ч 2,0 при
тяжелом пуске;
= 2,5 при легком
пуске;
- пусковой ток
двигателя, А.
(2.3)
(2.4)
где
- кратность
пускового
двигателя ( 5ч7
);
- номинальные
величины мощности,
напряжения,
коэффициента
мощности и КПД
двигателя.
Для двигателя М1:
А
А
А
Принимаем
к установке
предохранитель
типа: НПН2;
= 63 А;
= 25 А; [2, стр.371].
Для остальных двигателей расчеты аналогичны. Результаты расчетов приведены в табл. 2.1.
Таблица 2.1 Результаты выбора предохранителей
Двигатель |
|
|
|
|
Предохранитель | ||
Тип |
|
|
|||||
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 группа электродвигателей, выбирается согласно следующих условий:
,
(2.5)
,
(2.6)
где
и
-пусковой и
номинальный
ток максимального
по мощности
двигателя,
питающегося
от выбираемого
предохранителя,
А;
- коэффициент
спроса для
этого двигателя
(так как не дано
иное, принимаем
=1);
- расчетный ток
двигателей,
питающихся
от выбираемого
предохранителя,
А.
(2.7)
А
А .
Принимаем
к установке
предохранитель
типа ПН2;
=
400 А;
= 355 А; [2, стр.371].
Для обеспечения
селективности
действия 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 защиты асинхронных двигателей руководствуемся рекомендациями, изложенными в [4, стр.98-стр.116].
Условия выбора:
(3.1)
(3.2)
где
-
номинальный
ток уставки
теплового
расцепителя
автомата, А;
- номинальный
ток уставки
электромагнитного
расцепителя
автомата, А;
Автомат для двигателя М1:
А
А
Выбираем
автомат типа
АЕ 2023М,
=12,5
А,
=
87,5 А, без выдержки
времени (t
= 0 с.).
Для остальных двигателей выбор производится аналогично. Результаты приведены в таблице 3.1.
Таблица 3.1 Результаты выбора автоматического выключателей
Двигатель |
|
|
|
Предохранитель | ||
Тип |
|
|
||||
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 группа двигателей выбирается по следующим условиям:
(3.3)
(3.4)
где
- возможный
кратковременный
ток через автомат,
А.
(3.5)
А
А
А
Принимаем
автомат типа
АВМ-4Н,
=
200 А,
= 1000 А [2 стр.371].
Принимаем такой же автомат и для QF2. Автоматы типа АВМ – 4Н имеют регулируемую (0-10 с ) выдержку времени, что позволяет получить требуемую ступень селективности.
Выбор автомата QF1.
Ток уставки автомата определяем из условия:
(3.6)
где
- номинальный
ток трансформатора
Т9.
А
А
Принимаем
автомат серии
Э «Электрон»
типа ЭО40С,
=
6300 А [2 стр.379].
4. Проверка чувствительности предохранителя
Чувствительность предохранителя обеспечивается, если выполняется условие:
(4.1)
где
=
44680 А – ток однофазного
замыкания 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 КЗ значительно превышает полученные величины, следовательно предохранители обладают достаточной чувствительностью.
5. Проверка чувствительности автоматов
Чувствительность автоматов обеспечивается, если выполняется условие:
(5.1)
где
=
44680 А – ток однофазного
замыкания 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 достаточной чувствительностью.
Чувствительность вводного автомата проверяем по условию:
(5.2)
где
=35420
А – ток
фазного КЗ на
стороне НН
трансформатора
(табл. 1.1);
Вводной автомат обладает достаточной чувствительностью.
6. Время срабатывания предохранителя и автомата
Время срабатывания плавкой вставки предохранителя определяем по типовым характеристикам зависимости времени сгорания плавкой вставки предохранителя от величины тока, протекающего по предохранителю [8, стр.384].
При токе КЗ
=40900
А время сгорания
плавкой вставки
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 с мгновенным расцепителем равно нулю, т.е. автоматы, защищающие двигатели, срабатывают мгновенно.
Время срабатывания автомата QF3, защищающего группу двигателей, принимаем на ступень селективности больше, чем у автоматов двигателей.
(6.1)
- ступень
селективности,
принимаем
равной 0,2 с.
с
с
с
7. Проверка селективности между элементами релейной защиты
Селективность между последовательно установленными предохранителями соблюдается, если выполняется условие [8,стр.384]:
(7.1)
где
- время сгорания
плавкой вставки
предохранителя,
расположенного
ближе к источнику
питания;
-
время сгорания
плавкой вставки
предохранителя,
расположенного
ближе к нагрузке;
коэффициент
1,7-3 учитывает
конструктивные
особенности
плавких вставок.
Наибольшее время сгорания имеет предохранитель, защищающий двигатель М2
с.
с,
чем меньше
времени, определенного
для FU3
по типовым
характеристикам:
с.
с,
чем меньше
времени, определенного
для предохранителя
FU2
по типовым
характеристикам:
с.
Селективность действия автоматических выключателей обусловлена выдержками времени рассчитанными в Пункте 6.
8. Расчет защиты двигателей напряжением 6 кВ
Синхронные электродвигатели защищают от следующих повреждений и ненормальных режимов работы:
- от междуфазных КЗ обмотки статора;
- от замыканий на землю обмотки статора;
- от перегрузки;
- от понижения напряжения.
Защита от междуфазных КЗ в обмотке статора
Для защиты двигателя от междуфазных КЗ в обмотке статора применяем токовую отсечку с использованием токовых реле типа РТ-40. Схема соединения трансформаторов тока неполная звезда. Ток срабатывания отсечки отстраивается от пускового тока двигателя, согласно [6,стр.379]:
(8.1)
где
- коэффициент
надежности,
=1,4
для реле серии
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 схемы
соединения
трансформаторов
тока неполная
звезда;
- коэффициент
трансформации
трансформаторов
тока.
Принимаем
трансформатор
тока типа ТВЛМ6-УЗ;
=150
А,
=
5 А [2,стр.294].
А
Для выполнения
защиты применяем
токовое реле
РТ-40/50 с током
срабатывания
=32
А, соединение
катушек параллельное,
указательное
реле РУ-21/0,05 и
промежуточное
реле РП-23,
=220
В.
Коэффициент чувствительности защиты согласно [6,стр.379]:
(8.4)
где
=2250
А – ток двухфазного
КЗ в сети 6 кВ
(табл. 1.1).
что удовлетворяет условию проверки.
Защита от замыканий на землю обмотки статора
Защита от замыканий на землю выполняется на токовом реле, подключаемом к трансформатору тока нулевой последовательности с подмагничиванием. Ток срабатывания защиты согласно [7,стр.401]:
(8.5)
где
= 1,25 – коэффициент
надежности;
- коэффициент,
учитывающий
бросок собственного
емкостного
тока двигателя
при внешних
перемежающихся
замыканиях
на землю (для
защиты без
выдержки времени
принимают
=3,5
);
- собственный
ток замыкания
на землю.
(8.6)
где
=314
- угловая частота;
- номинальное
напряжение
двигателя, 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 не превышает 10 А (для двигателей до 2000 кВт), защиту от замыканий на землю не устанавливаем.
Защита от перегрузок
Для защиты двигателей от перегрузки используем однорелейную токовую защиту. Ток срабатывания защиты согласно [7,стр.379]:
(8.8)
где
=1,2;
- коэффициент
возврата (для
реле РТ-40:
=0,8);
А
Ток срабатывания реле:
А
Для выполнения
защиты выбираем
токовое реле
РТ-40/10 с током
срабатывания
= 5,75 А. Соединение
катушек параллельное.
Для создания
выдержки времени
применяем реле
времени ЭВ-143
с временем
срабатывания
15 с.
Защита от понижения напряжения
Напряжение срабатывания защиты согласно [7,стр.394]:
(8.9)
кВ
Напряжение срабатывания реле:
(8.10)
где
=1,25;
=1,2
для реле минимального
напряжения
РН-54;
- коэффициент
трансформации
трансформатора
напряжения.
Принимаем
трансформатор
напряжения
НТМИ-6-66:
=6
кВ,
=100
В, [1,стр.634].
В
Для выполнения
защиты применяем
реле напряжения
РН-54/160 с
=47
В (первый диапазон).
Для создания
требуемой
выдержки времени
применяем реле
времени ЭВ-123.
Время срабатывания
защиты принимаем
1 с, считая защищаемый
двигатель
неответственным.
Проверка трансформаторов тока на 10% погрешность
При проверке руководствуемся рекомендациями, изложенными [8,стр.330].
Определим сопротивление нагрузки на трансформатора тока.
(8.11)
где
-
сопротивление
соединительных
проводов, Ом;
-
сопротивление
обмоток реле,
включенных
в фазный провод,
Ом;
-
сопротивление
обмоток реле,
включенных
в нулевой провод,
Ом;
=0,1
Ом – переходное
сопротивление
контактов.
Сопротивление проводов:
(8.12)
где
- удельное
сопротивление
материала
провода (
=0,0283
,
для алюминия);
- расчетная
длина соединительных
проводов от
трансформатора
тока до реле
(
=5
м);
- сечение провода
(
=4
мм
).
Сопротивление
реле:
(8.13)
где
- потребляемая
мощность реле,
( для РТ-40/50:
=0,8
ВА; для РТ-40/10:
=0,5
ВА);
-
ток срабатывания
реле, А.
Ом
Ом
Ом
Ом
Кратность расчетного тока срабатывания к номинальному току трансформатора тока составит:
(8.14)
где
=1,2
– коэффициент,
учитывающий
наличие апериодической
составляющей
тока КЗ;
=0,8
– коэффициент.
учитывающий
возможное
ухудшение
характеристик
намагничивания
трансформаторов
тока.
По кривой
10% погрешности
трансформатора
тока, с учетом
кратности
первичного
тока срабатывания,
определяем
Ом, что больше
расчетного
0,1764 Ом [6,стр.340].
Трансформаторы тока будут работать в заданном классе точности.
Схема защиты приведена в приложении.
9. Расчет защиты цехового трансформатора
Защита предусматривается от следующих повреждений и ненормальных режимов:
- от междуфазных КЗ в обмотках трансформатора и на их выводах;
- от витковых замыканий;
- защита от внешних КЗ;
- перегрузки;
- снижение уровня масла в баке трансформатора.
Защита трансформатора от междуфазных КЗ
Для защиты трансформатора от междуфазных КЗ применяем токовую отсечку без выдержки времени. Схема соединений трансформатора тока и обмоток реле неполная звезда.
Ток срабатывания защиты отстраивается от тока трехфазного КЗ за трансформатором, согласно [7,стр.297]:
(9.1)
=1,4
– коэффициент
надежности;
=40900
А – ток трехфазного
КЗ за трансформатором
(табл. 1.1).
А
Ток срабатывания защиты, приведенный к стороне ВН:
А,
где
- коэффициент
трансформации
трансформатора
Т9 (Т10).
Номинальный ток трансформатора:
А
Принимаем
трансформатор
тока типа ТФЗМ35А-У3;
=50
А,
=5
А [2,стр.302]. Ток
срабатывания
реле:
А,
Для выполнения
защиты применяем
токовое реле
РТ-4040/100 с током
срабатывания
=65,4
А, соединение
катушек параллельное,
указательное
реле РУ-21/0,5 и
промежуточное
реле РП-23,
=220
В.
Коэффициент чувствительности защиты согласно [7,стр.297]:
(9.2)
где
=1520
А – ток двухфазного
КЗ на стороне
ВН трансформатора
(табл. 1.1).
;
что удовлетворяет условию проверки.
Защита от внешних КЗ
Для защиты от внешних КЗ и резервирования действия основных защит (токовой отсечки и газовой защиты) устанавливается МТЗ с выдержкой времени.
Ток срабатывания МТЗ отстраивается от номинального тока трансформатора с учетом самозапуска двигателей, согласно [6,стр.296]:
(9.3)
где
=1,2
и
=0,8
– коэффициенты
надежности
и возврата реле
РТ-40;
- коэффициент,
учитывающий
самозапуск
заторможенных
электродвигателей
=(3-3,5).
А.
Ток срабатывания реле:
А,
Для выполнения
защиты применяем
токовое реле
РТ-40/20 с током
срабатывания
=
18,55 А, соединение
катушек параллельное.
Выдержка времени МТЗ выбирается с учетом 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 времени применяем реле времени ЭВ-114.
Коэффициент чувствительности защиты согласно [6,стр.297]:
(9.5)
где
= 35420 А – ток двухфазного
КЗ на стороне
НН трансформатора
(табл. 1.1).
Приводим величину тока двухфазного КЗ на стороне НН трансформатора к стороне ВН, и вычисляем коэффициент чувствительности:
;
что удовлетворяет условию проверки.
Защита трансформатора от перегрузки.
Для защиты от перегрузки используем однорелейную токовую защиту. Ток срабатывания защиты согласно [7,стр.332]:
(9.6)
где
=1,05;
-
коэффициент
возврата (для
реле РТ-40:
=0,8);
А
Ток срабатывания реле:
А
Для выполнения
защиты выбираем
токовое реле
РТ-40/10 с током
срабатывания
=54,1
А. Соединение
катушек параллельное.
Выдержка
времени защиты
от перегрузки
выбирается
на ступень
селективности
больше выдержки
времени МТЗ:
(9.7)
с
Для создания выдержки времени применяем реле времени ЭВ-124.
Защита от внутренних повреждений и понижения уровня масла в баке
Любые ( даже незначительные ) повреждения, а также повышенные нагревы внутри бака трансформатора вызывают расположение масла и органической изоляции, что сопровождается выделением газа. Интенсивность газообразования и химической состав газа зависят от характера и размеров повреждения. Защита выполняется так, чтобы при медленном газообразовании подавался сигнал, а при бурном газообразовании, что присутствует при коротких замыканиях, происходило отключение поврежденного трансформатора. Кроме того, защита реагирует на опасные понижения уровня масла в баке трансформатора.
Газовая защита является универсальной и наиболее чувствительной защитой трансформаторов от внутренних повреждений ( реагирует на все виды повреждений, включая витковые замыкания).
Газовая защита выполняется с использованием реле типа РЗТ-80.
10. Расчёт защиты линии 35 кВ
Защита предусматривается от следующих повреждений и ненормальных режимов:
- от междуфазных КЗ;
- от перегрузки;
- от замыкания на землю;
Для защиты 35 кВ устанавливаем токовую отсечку, максимальную токовую защиту (МТЗ) с выдержкой времени и защиту от замыкания на землю.
Расчет токовой отсечки
Схема соединений трансформатора тока и обмоток реле звезда. Схему защиты выполняем на переменном оперативном токе.
Ток срабатывания защиты отстраивается от тока трехфазного КЗ за трансформатором, согласно [7,стр.297]:
(10.1)
где
=1,2
– коэффициент
отстройки;
=40900
А – ток трехфазного
КЗ за трансформатором
( табл. 1.1.).
Ток трехфазного КЗ, приведенный к стороне ВН трансформатора:
А,
где
- коэффициент
трансформации
трансформатора
Т9 (Т10).
А
Ток в линии:
=115,5
А (Пункт 1).
Принимаем
трансформатор
тока типа ТЛК35-У3;
=200
А,
=5
А [2,стр.302]. Ток
срабатывания
реле:
А,
Для выполнения
защиты применяем
токовое реле
РТ-40/20 с током
срабатывания
=14
А, соединение
катушек параллельное.
Коэффициент чувствительности защиты согласно [7,стр.297]:
(10.2)
где
=1520
А – ток двухфазного
КЗ на стороне
ВН трансформатора
(таб. 1.1).
что удовлетворяет условию проверки.
Расчёт МТЗ линии 35 кВ
Ток срабатывания МТЗ отстраивается от номинального 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,
учитывающий
самозапуск
заторможенных
электродвигателей
(
= 2,5 );
=115,5
А.
А
Ток срабатывания реле:
А,
Для выполнения
защиты применяем
токовое реле
РТ-40/20 с током
срабатывания
=10,8
А, соединение
катушек параллельное.
Коэффициент чувствительности защиты согласно [7,стр.297]:
(10.4)
где
=1520
А – ток двухфазного
КЗ в конце,
защищаемой
линии (табл.
1.1).
что удовлетворяет условию проверки.
Время срабатывания защиты отстраиванием от времени срабатывания МТЗ трансформатора Т9 (Т10):
(10.5)
=0,5
с – ступень
селективности
для МТЗ.
с
Защита от замыкания на землю линии 35 кВ
Для защиты от замыканий на землю линии 35 кВ, принимаем защиту нулевой последовательности, подключенную к фильтру токов нулевой последовательности.
Емкостной ток замыкания на землю кабельной сети согласно [6,стр.224]:
(10.6)
где U =35 кВ – междуфазное напряжение сети; L = 3 км – длина линии.
А
Ток срабатывания защиты определяется из условия обеспечения величины коэффициента чувствительности не менее двух:
(10.7)
А
Принимаем
ток срабатывания
защиты, равный:
=4,7
А
Ток срабатывания реле:
А,
Для выполнения
защиты применяем
токовое реле
РТ-40/0,2 с током
срабатывания
=0,12
А, соединение
катушек параллельное.
Схема защиты линии 35 кВ приведена в приложении.
11. Расчет защиты линии 110 кВ
Для защиты линии 110 кВ устанавливаем:
- токовую отсечку;
- максимальную токовую защиту, с выдержкой времени;
- защиту от замыкания на землю.
Расчет токовой отсечки
Ток срабатывания токовой отсечки отстраивается от тока КЗ, в конце защищаемого участка [7,стр.297]:
(11.1)
где
=1,2
коэффициент
отстройки;
=1840
А – ток трехфазного
КЗ на трансформатором
(табл. 1.1).
Ток трехфазного КЗ, приведенный к стороне ВН трансформатора:
А,
где
- коэффициент
трансформации
трансформатора
Т1 (Т2).
А
Ток в линии:
=73,48
А (Пункт 1).
Принимаем
трансформатор
тока типа
ТФЗМ110Б-1-У3;
=100
А,
=5
А [2,стр.304].
Ток срабатывания реле:
А,
Для выполнения
защиты применяем
токовое реле
РТ-40/50 с током
срабатывания
=35,1
А, соединение
катушек параллельное.
Коэффициент чувствительности защиты согласно [7,стр.297]:
(11.2)
где
=2580
А- ток двухфазного
КЗ на стороне
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 применяем
токовое реле
РТ-40/20 с током
срабатывания
=13,75
А, соединение
катушек параллельное.
Коэффициент чувствительности защиты согласно [6,стр.297]:
(11.4)
где
=2580
А – ток двухфазного
КЗ в конце,
защищаемой
линии (табл.
1.1).
что удовлетворяет условию проверки.
Время срабатывания защиты отстраиванием от времени срабатывания МТЗ КЛ 35 кВ.
(11.5)
=0,5
с – ступень
селективности
для МТЗ.
с
Защита от замыкания на землю линии 110 кВ
При расчете руководствуемся рекомендациями, изложенными в [6,стр.208].
В качестве защиты от замыкания на землю линии 110 кВ принимаем токовую отсечку нулевой последовательности без выдержки времени.
Ток срабатывания
защиты отстраивается
от возможного
тока нулевой
последовательности,
протекающего
в сторону защищаемой
линии:
=890
А (табл. 1.1):
(11.6)
где
=1,2
– коэффициент
надежности.
А
Ток срабатывания реле:
А,
Для выполнения
защиты применяем
токовое реле
РТ-40/100 с током
срабатывания
=53,4
А, соединение
катушек параллельное.
Схема защиты линии 110 кВ приведена в приложении.
12. Расчет защиты трансформатора на ГПП
Защиты предусматриваются от следующих повреждений и ненормальных режимов:
- от междуфазных КЗ в обмотках трансформатора и на их выводах;
- от витковых замыканий;
- защита от внешних КЗ;
- перегрузки;
- снижение уровня масла в баке трансформатора.
Защита от междуфазных КЗ
Для защиты трансформатора от междуфазных КЗ применяем дифференциальную защиту м реле типа РНТ-565. При расчетах руководствуемся рекомендациями, изложенными в [7,стр.310-стр.318]. Расчёт проводим в табличной форме.
Таблица 12.1 Расчёт уставок дифференциальной защиты
Искомая величина |
Расчетная формула |
Расчетные величины | ||
110 кВ | 35 кВ | |||
Первичный ток, А |
|
|
|
|
Схема соединения | - | Y |
|
|
Схема соединения ТА | - |
|
Y | |
Устанавливаемый ТА |
- |
ТФЗМ110Б-1-У3;
|
ТЛК35-У3;
|
|
Коэффициент трансформации ТА |
|
|
|
|
Коэффициент схемы ТА | - |
|
1 | |
Ток в плечах защиты |
|
|
|
|
Ток КЗ, приведенный к ВН |
|
|
||
Ток небаланса от ТА и РПНа |
|
|
||
Ток срабатывания защиты |
|
|
||
Принимаем
большую величину
тока срабатывания
защиты:
|
||||
Ток срабатывания реле |
|
|
|
|
Сторона
с большим
вторичным
током, принимается
как основная:
|
Искомая величина |
Расчетная формула |
Расчетные величины |
Число витков для основной стороны |
|
|
Устанавливаемое число витков для основной стороны |
|
|
Число витков для неосновной стороны |
|
|
Устанавливаемое число витков для неосновной стороны |
|
|
Ток небаланса от неточного выравнивания токов в плечах защиты |
|
|
Общий ток небаланса |
|
|
Ток срабатывания реле, приведенный к стороне ВН |
|
|
Коэффициент отстройки |
|
|
Окончательные
принятые витки:
|
||
Коэффициент чувствительности |
|
|
Примечания:
- данные на трансформаторы тока приведены согласно [2,стр.302,304];
-
= 1840 А, табл. 1.1;
-
,
коэффициент,
учитывающий
апериодическую
составляющую
тока КЗ (принимаем
1, так как используем
реле с быстронасыщаемыми
трансформаторами
тока );
-
,
коэффициент,
учитывающий
однотипность
трансформаторов
тока;
-
- погрешность
трансформатора
тока;
-
,
коэффициент,
учитывающий
наличие РПН;
-
,
коэффициент
надежности;
-
намагничивающая
сила срабатывания
реле.
Защита от внешних коротких замыканий
Для защиты от внешних коротких замыканий принимаем МТЗ в трехфазном
исполнении. Схема соединения трансформаторов тока и реле – звезда.
Ток срабатывания МТЗ отстраивается от номинального тока трансформатора с учетом самозапуска двигателей, согласно [6,стр.296]:
(12.1)
где
=1,2
и
=
0,8 – коэффициенты
надежности
и возврата для
реле РТ-40;
- коэффициент,
учитывающий
самозапуск
заторможенных
электродвигателей
(
=
3-3,5 ).
А.
Согласно «Сборника директивных материалов Минэнерго СССР» от 1971 г. для обеспечения надежного действия защиты требуется:
(12.2)
=
А
Принимаем
ток срабатывании
защиты, равный:
=210
А
Ток срабатывания реле:
А,
Для выполнения
защиты применяем
токовое реле
РТ-40/20 с током
срабатывания
=10,5
А, соединение
катушек параллельное.
Выдержка времени МТЗ выбирается с учетом селективности:
(12.3)
где
=1,6
с – выдержка
времени МТЗ
кабельной линии
35 кВ;
=
0,5 с – ступень
селективности
для МТЗ.
=1,6
+ 0,5 = 2,1 с
Для создания выдержки времени применяем реле времени ЭВ-124.
Коэффициент чувствительности защиты согласно [6,стр.297]:
(12.4)
где
=
1600 А – ток двухфазного
КЗ на стороне
НН трансформатора
( табл. 1.1).
Приводим величину тока двухфазного КЗ на стороне НН трансформатора к стороне ВН, и вычисляем коэффициент чувствительности:
что удовлетворяет условию проверки.
Защита от перегрузки
Для защиты от перегрузки используем однорелейную токовую защиту. Ток срабатывания защиты согласно [7,стр.332]:
(12.5)
где
=1,05;
- коэффициент
возврата (для
реле РТ-40:
=
0,8);
А
Ток срабатывания реле:
А
Для выполнения
защиты выбираем
токовое реле
РТ-40/6 с током
срабатывания
=3,44
А. Соединение
катушек параллельное.
Выдержка времени защиты от перегрузки выбирается на ступень селективности больше выдержки времени МТЗ:
(12.6)
с
Для создания выдержки времени применяем реле времени ЭВ-124.
Защита от внутренних повреждений и понижения уровня масла в баке
В качестве защиты от внутренних повреждений и понижения уровня масла в баке трансформатора применяем газовую защиту.
Газовая защита выполняется с использованием реле типа РТЗ-80
Схема защиты трансформатора приведена в приложении.
13. Расчет АВР секционного выключателя
Выдержка времени автоматического включения секционного выключателя отстраивается от времени действия МТЗ отходящих 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 – время готовности
привода;
=0,1
с – время отключения
выключателя;
=0,3-0,5
– отстройка
по времени.
с
с
с
Принимаем
с
Схема устройства АВР на секционном выключателе Q5 ГПП приведена в приложении
14. Расчет защиты генератора
Согласно ПУЭ, для генераторов мощностью более 1 МВт предусматриваются устройства релейной защиты от следующих повреждений и нарушений нормального режима работы:
- многофазные замыкания в обмотке статора и его выводах;
- однофазные замыкания на землю;
- замыкание между витками обмотки статора;
- внешних КЗ;
- симметричной перегрузки обмотки статора;
- замыкания на землю в двух точках обмотки возбуждения.
Защита от многофазных КЗ обмотки статора
Применяем трехфазную, трехсистемную продольную дифференциальную защиту с реле типа РНТ-565. При расчетах руководствуемся рекомендациями, приведенными в [6,стр.279-стр.294].
Первичный ток срабатывания принимается больший, из вычисленных по двум условиям:
(14.1)
(14.2)
где
=1,3ч1,4
– коэффициент
надежности;
=1
– коэффициент,
учитывающий
переходной
процесс, при
применении
реле типа РНТ-565;
=0,5
– для однотипных
трансформаторов
тока;
=0,1
– допускаемая
наибольшая
относительная
погрешность
трансформаторов
тока;
-
максимальное
значение начального
сверхпереходного
тока при внешнем
трехфазном
КЗ (на выводах
генератора)
и номинальной
нагрузке генератора.
В относительных
единицах:
(14.3)
Номинальный ток генератора:
(14.4)
А
Принимаем
трансформатор
тока типа ТВЛМ6-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 витков дифференциальной обмотки:
(14.6)
где
=100
А
- магнитодвижущая
сила срабатывания
реле.
витка
Принимаем
в дифференциальной
обмотке
;
и в уравнительной
обмотке
;
что в общей
сложности
составляет
35 витков.
Уточненный ток срабатывания защиты:
(14.7)
Коэффициент чувствительности дифференциальной защиты:
(14.8)
где
,
согласно [6,стр.280]:
(14.9)
А
=0,111
[8,стр.8].
что удовлетворяет условию проверки.
Защита от однофазных повреждений в обмотке статора
Для защиты от замыканий на землю в обмотке статора применяют токовую защиту нулевой последовательности. Защита подключается к трансформатору тока нулевой последовательности типа ТНПШ-3-1000, установленному со стороны шинных выводов генератора. В целях обеспечения требуемой чувствительности защиты осуществляется подмагничивание трансформатора тока нулевой последовательности переменным током от цепей трансформатора напряжения.
При внешних многофазных КЗ, в реле, подключенному к ТНП, возможно появление значительных токов небаланса. Для предотвращения излишних срабатываний, защиту выводят из действия защитой генератора от внешних КЗ.
Схема защиты содержит два реле тока, предназначенных для устранения замыканий на землю в обмотке статора и двойных замыканий на землю, одно из, которых в обмотке статора. Схема защиты приведена в приложении.
Чувствительность реле 1КА действует на отключение с выдержкой времени 1-2 с, создаваемую для отстройки от переходных процессов при внешних КЗ на землю.
Промежуточное реле 2KL блокирует грубое реле 2КА при внешних 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 реле
тока;
-
ток небаланса,
приведенный
к первичной
стороне трансформатора
тока нулевой
последовательности;
упрощенно для
ТНПШ можно
принять:
1,5
а.
-
установившийся
емкостной ток
замыкания на
землю защищаемого
генератора:
(14.11)
где
=314
угловая частота;
- емкость одной
фазы обмотки
статора;
=6,3
кВ – линейное
напряжение
генератора.
А
А
Ток срабатывания защиты не превышает 5 А, что обеспечит надежное отключение генератора при замыканиях на землю. В качестве исполнительного органа чувствительной защиты применяем реле типа ЭТД-551/60 с последовательным соединением обмоток. В качестве исполнительного органа грубой защиты применяем реле типа ЭТ-521/2.
Защита от замыкания между витками одной фазы статора
Схема исполнения защиты приведена на рис. 14.1.
Рис. 14.2. поперечная дифференциальная защита от витковых замыканий в обмотке статора
При наличии в обмотке статора двух параллельных ветвей, для защиты от витковых замыканий в обмотке статора применяют односистемную поперечную дифференциальную защиту, действие которой, основано на сравнении геометрической суммы токов трех фаз одной ветви с геометрической суммой токов трех фаз другой ветви (генераторы мощностью 60 МВт и более).
Трансформатор ТА подключается в месте соединения нейтралей обмоток статора. К трансформатору подключается реле тока типа РТ-40/Ф, имеющие встроенный фильтр третьей гармоники. При витковом замыкании в одной из фаз, возникает уравнительный ток, который приводит к срабатыванию защиты. Защита действует на отключение генератора.
Ток срабатывания защиты отстраивается от токов небаланса, протекающих в реле в режимах холостого хода и короткого замыкания генератора.
Защита от внешних КЗ
Для защиты от внешних КЗ применяем максимальную токовую защиту с пусковым органом минимального напряжения. Трансформаторы тока включены в нейтрали, схеме соединения – полная звезда.
Пусковой орган минимального напряжения состоит из трех реле минимального напряжения, включенных на междуфазное напряжение.
Ток срабатывания МТЗ отстраивается от номинального тока генератора, согласно [7,стр.356]:
(14.12)
где
=1,1-1,2
и
=0,8
– коэффициенты
надежности
и возврата для
реле РТ-40.
А.
Ток срабатывания реле:
А,
Для выполнения
защиты применяем
токовое реле
РТ-40/10 с током
срабатывания
=5,72
А, соединение
катушек параллельное.
Напряжение срабатывания защиты, согласно [7,стр.356]:
(14.13)
В
Напряжение срабатывания реле, согласно [7,стр.356]:
(14.14)
где
=
1,1ч1,2 – коэффициент
надежности;
=1,2
– коэффициент
возврата для
реле минимального
напряжения
типа РН-54;
-
коэффициент
трансформации
трансформатора
напряжения.
В
Для выполнения
защиты применяем
реле напряжения
РН-54/160 с напряжением
срабатывания
=
42 В.
Выдержка времени МТЗ выбирается с учетом селективности:
(14.15)
где
= 1,6 с – выдержка
времени МТЗ
кабельной линии
35 кВ;
=0,5
с - ступень
селективности
для МТЗ.
с
Для создания выдержки времени применяем реле времени ЭВ-124.
Коэффициент чувствительности защиты по току, согласно [7,стр.356]:
(14.16)
где
=1600
А – ток даухфазного
КЗ на выводах
генератора.
;
что удовлетворяет условию проверки.
Коэффициент чувствительности защиты по напряжению согласно [7,стр.356]:
(14.17)
где
=
- максимальное
остаточное
напряжение
при КЗ в конце
зоны действия
защиты.
что удовлетворяет условию проверки.
Защита от симметричных перегрузок
Для защиты генератора от симметричных перегрузок используем однорелейную токовую защиту. Ток срабатывания защиты согласно [7,стр.379]:
(14.18)
где
=1,05;
- коэффициент
возврата ( для
реле РТ-40:
=0,8);
А
Ток срабатывания реле:
А
Для выполнения
защиты выбираем
токовое реле
РТ-40/6 с током
срабатывания
=5,0
А. Соединение
катушек параллельное.
Выдержка времени принимаем на ступень больше, чем выдержка времени защиты от внешних КЗ.
(14.19)
с
Для создания выдержки времени применяем реле времени ЭВ-123.
Защита от замыкания на землю во второй точке цепи возбуждения
Защита выполняется по мостовой схеме. В диагональ моста включается токовое реле КА. Схема исполнения защиты приведена на рис. 14.2.
Рис. 14.3 Защита от замыканий на землю обмотки возбуждения
Мост образуется
сопротивлениями
и
левой и правой
части обмотки
возбуждения
(относительно
первой точки
замыкания К1)
и сопротивлениями
и
переменного
резистора,
подключенного
к кольцам ротора
генератора.
До появления
второго замыкания
мост балансирует,
на переменном
резисторе
устанавливают
такое сопротивление,
при котором
ток в диагонали
отсутствуют.
Этому соответствует
условие:
При возникновении
второй точки
замыкание на
землю (точка
К2), баланс моста
нарушается
и защита срабатывает.
Даже при
сбалансированном
мосте через
его диагональ
может проходить
ток, обусловленный
неравномерностью
воздушного
зазора между
статором и
ротором генератора.
Чтобы под действием
указанного
тока защита
не сработала,
последовательно
с основной
обмоткой
токового реле
КА, включает
реактор LR,
имеющий для
переменного
тока большое
сопротивление.
Кроме этого,
в диагональ
моста включают
трансформатор
тока ТА, вторичный
тока которого
подводят к
дополнительной
обмотке
токового реле
КА. Магнитодвижущая
сила обмотки
направлена
встречно
магнитодвижущей
силе обмотки
,
поэтому воздействие
переменного
тока на реле
КА уменьшается.
Защита от замыканий на землю в двух точках цепи возбуждения отстраивается от тока небаланса обусловлено неточный балансировкой 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 и подстанций» 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» 1975 г.
5 «Справочник по релейной защите». Под общей редакцией М.А. Берковича Государственное энергетическое издательство. 1963 г.
6. А. М. Авербух. «Релейная защита в задачах с решениями и примерами» Ленинград, Энергия 1975 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.