Разработка системы релейной защиты блока генератор-трансформатор электрической станции и анализ ее технического обслуживания

align="BOTTOM" border="0" /> - номинальный ток со стороны высокого напряжения, соответствующий номинальной мощности трансформатора.

Ток ответвления со стороны собственных нужд подаётся в защиту в том случае, если при коротком замыкании за трансформатором собственных нужд при .

В соответствии с проведёнными расчётами ток ответвлений подаётся в защиту на всех схемах энергоблоков за исключением энергоблоков мощностью 1000 Мвт.

Коэффициент трансформации промежуточного трансформатора тока выбирают таким, чтобы вторичный ток трансформатора тока собственных нужд при вторичном токе, равном номинальному току трансформатора блока, понижался до 2,5...5,0 А.

Помимо условия (7.1) должна обеспечиваться отстройка защиты от токов небаланса при коротком внешнем замыкании или тока нагрузки, соответствующих концу горизонтального участка тормозной характеристики, поскольку в этом случае на реле отсутствует эффект торможения.

Однако на блоках генератор-трансформатор, не имеющих устройства регулирования напряжения под нагрузкой, условие отстройки минимального тока срабатывания защиты от тока небаланса в указанных режимах не проверяется, так как автоматически выполняется при выборе тока срабатывания защиты по выражению (7.1) для случая включения ненагруженного трансформатора под напряжение.

Выбор ответвлений трансформатора рабочей цепи, а также варианта включения автотрансформатора тока.

Определяются первичные номинальные токи для обеих сторон защищаемого трансформатора () и в цепи трансформатора собственных нужд .

Определяются вторичные токи в плечах защиты:

(7.2)

(7.3)

(7.4)

где: - коэффициент схемы ( при соединении вторичных обмоток трансформаторов тока в звезду и при соединении в треугольник);

- коэффициенты трансформации трансформаторов тока на сторонах, соответственно, высокого, низкого напряжений блочного трансформатора и в цепи трансформатора собственных нужд.

Выбираются ответвления трансреактора рабочей цепи для стороны низшего напряжения. Номинальный ток ответвления трансреактора выбирается ближайшим меньшим по отношению к вторичному номинальному току :

А (ответвление 1) (7.5)

Для стороны высокого напряжения, если ток находится в пределах диапазона 2,5...5,0 А (или отличается не более, чем на 0,5 А), номинальный ток ответвлений трансреактора определяется по выражению:

(7.6)

Принимается =2,5 (ответвление 6)

Определение уставки резистора R13

Уставка реле защиты выставляется переменным резистором R13. Выбор уставки сводится к определению для каждого плеча защиты минимального тока срабатывания реле , выраженного в долях номинального тока выбранного ответвления трансреактора. При этом следует учитывать наличие автотрансформаторов тока в цепях защиты.

Относительный ток срабатывания реле:

со стороны низкого напряжения трансформатора:

(7.7)

со стороны высокого напряжения автотрансформатора при отсутствии автотрансформатора тока:

(7.8)

В соответствии с паспортными данными защиты ДЗТ-21 резистор R13, подключаемый к регулировочному органу защиты, осуществляет плавную регулировку тока срабатывания реле в пределах от 0,3 до 0,7 номинального тока ответвления.

Проверка отстройки защиты от короткого замыкания за трансформатором собственных нужд

Определяется приведённое к стороне низкого напряжения трансформатора блока максимальное значение тока короткого трехфазного замыкания на стороне низкого напряжения трансформатора собственных нужд (на одной из расщеплённых обмоток) при максимальном режиме работы системы.

Выбор ответвлений трансформаторов тока тормозной цепи реле

В рассматриваемых схемах тормозные цепи реле присоединяются к трансформаторам тока со стороны обмоток высокого и низкого напряжений блочного трансформатора. Для этого используются два трансформатора тока цепи процентного торможения защиты ДЗТ-21, имеющие по четыре ответвления.

Номинальные токи ответвлений трансформаторов тока цепи процентного торможения выбираются ближайшими большими подводимых к реле токов плеч или и :

для ТLА2: (ответвление 6) (7.9)

для ТLА1: (ответвление 6) (7.10)

Расчёт защиты в условиях торможения

Использование тормозных цепей даёт возможность не отстраивать минимальный ток срабатывания защиты от внешних повреждений, когда имеется торможение.

Предотвращение срабатывания защиты в условиях торможения обеспечивается исходя из тормозной характеристики реле, которая должна выбираться таким образом, чтобы при всех возможных вариантах внешних повреждений обеспечивался необходимый коэффициент торможения.

Несрабатывание защиты обеспечивается, если все точки, соответствующие возможным при внешних коротких замыканиях отношениям приращения рабочего тока к приращению полусуммы тормозных токов , лежат ниже тормозной характеристики реле.

При определении коэффициента торможения следует рассмотреть короткие замыкания в точках, в которых отстройка производится с помощью торможения.

На блоках с двухобмоточными трансформаторами при внешнем повреждении на стороне высокого (низкого) напряжения блока за расчётную следует принимать точку, в которой ток короткого замыкания имеет наибольшее значение и в которой защита не должна действовать. При внешнем повреждении на ответвлении к собственным нуждам торможение не требуется и не учитывается в расчёте.

С учётом вышеизложенного определение коэффициента торможения должно производиться при внешнем трёхфазном коротком замыкании на стороне высокого напряжения трансформатора блока для энергоблоков, не имеющих выключателя или с выключателем нагрузки в цепи генераторного напряжения, и на стороне низкого напряжения - для блоков с выключателем в цепи генераторного напряжения. Последнее необходимо для сохранения электроснабжения собственных нужд при повреждениях генератора. При отсутствии выключателя в цепи генератора отстройки защиты от коротких замыканий в генераторе не требуется, так как при этом энергоблок отключается полностью.

Значения рабочего тока , необходимые для подсчёта коэффициента торможения, могут быть определены следующим образом.

Ток в рабочей обмотке при внешнем трёхфазном коротком замыкании на стороне высокого и низкого напряжения трансформатора блока для каждого случая подключения дифференциальной защиты равен току небаланса:

(7.11)

Ток небаланса определяется как сумма двух составляющих вторичного тока небаланса и . Составляющая , обусловленная регулированием напряжения трансформатора, в токе небаланса отсутствует, так как трансформаторы блоков указанного регулирования не имеют

=0,995+0,099=1,09 (7.12)

где: - составляющая, обусловленная погрешностью трансформаторов тока;

- составляющая, обусловленная неточностью установки расчётного тока срабатывания на ответвлениях трансформаторов рабочей цепи реле.

В выражении (7.12) учитываются абсолютные значения составляющих тока небаланса и . Составляющие тока небаланса определяются по выражениям:

(7.13)

= (7.14)

где: - коэффициент, учитывающий переходный режим (апериодическую составляющую тока), принимается равным 1,0;

- коэффициент однотипности трансформаторов тока, принимается равным 1,0;

- относительное значение полной погрешности трансформаторов тока, принимается равным 0,1;

- периодическая составляющая вторичного тока() в плече защиты со стороны высокого и низкого напряжения трансформатора блока при внешнем коротком замыкании в расчётной точке (определяется исходя из значения первичного тока в рассматриваемом расчётном режиме с учётом коэффициента трансформации трансформаторов тока или со стороны, соответственно, высокого или низкого напряжения трансформатора блока и коэффициента :

(7.15)

- коэффициент трансформации автотрансформаторов тока (в соответствии с выражением), при отсутствии автотрансформаторов тока ;

- расчётное значение номинального тока ответвления трансреактора в плечах защиты со стороны высокого напряжения () или низкого напряжения () трансформатора блока определяется соответственно по (7.6) или (7.3);

- номинальный ток выбранного ответвления трансреактора или .

Относительные значения токов в рабочей цепи определяются при внешнем коротком замыкании на стороне высокого или низкого напряжения трансформатора блока в плече защиты (в соответствии с п.2.7.7, 2.7.1.):

(7.16)

Минимальное значение тормозного тока следует определять в тех же расчётных точках, что и при расчёте рабочих токов реле.

Тормозной ток для каждой тормозной цепи:

(7.17)

где: - первичный ток короткого замыкания при внешнем повреждении;

- коэффициент схемы.

Относительные значения токов в тормозных цепях:

(7.18)

(7.19)

Для расчёта защиты в условиях торможения реле необходимо выбрать ток начала торможения , то есть длину горизонтального участка тормозной характеристики реле. С целью повышения чувствительности защиты к межвитковым коротким замыканиям в трансформаторе рекомендуется принимать длину горизонтального участка тормозной характеристики .

Коэффициент торможения реле , характеризующий тормозное действие реле, определяется как отношение приращения тока в рабочей (дифференциальной) цепи реле к полусумме приращения тока в тормозной цепи реле :

(7.20)

Из тормозной характеристики реле видно, что:

(7.21)

(7.22)

Коэффициент торможения защиты определяется исходя из выражений (7.20) - (7.22):

(7.23)

где: