![]() |
||
Главная Рефераты по рекламе Рефераты по физике Рефераты по философии Рефераты по финансам Рефераты по химии Рефераты по хозяйственному праву Рефераты по цифровым устройствам Рефераты по экологическому праву Рефераты по экономико-математическому моделированию Рефераты по экономической географии Рефераты по экономической теории Рефераты по этике Рефераты по юриспруденции Рефераты по языковедению Рефераты по юридическим наукам Рефераты по истории Рефераты по компьютерным наукам Рефераты по медицинским наукам Рефераты по финансовым наукам Рефераты по управленческим наукам Психология и педагогика Промышленность производство Биология и химия Языкознание филология Издательское дело и полиграфия Рефераты по краеведению и этнографии Рефераты по религии и мифологии Рефераты по медицине Рефераты по сексологии Рефераты по информатике программированию Краткое содержание произведений |
Реферат: Релейная защита блокаРеферат: Релейная защита блокаРелейная защита блока 1. Общие сведения Блочные схемы соединений: находят широкое применение на современных мощных электростанциях. Наиболее часто соединяются в один блок генератор — повышающий трансформатор (или автотрансформатор) и трансформатор собственных нужд (рис.1). Находят применение также блоки генератор — повышающий трансформатор (или автотрансформатор) — линия. Блоки большой мощности (100, 200, 300, 500, 800 МВт) объединяют в единый агрегат не только генератор и трансформатор, но также котел и турбину. Такие блоки не имеют поперечных связей, позволяющих заменять один элемент блока (например, трансформатор или котел) аналогичным элементом другого блока. В результате этого повреждение или нарушение нормальной работы одного элемента блока выводит из работы весь блок. На генераторах, трансформаторах (или автотрансформаторах) и линиях, соединенных в один блок, устанавливаются те же защиты, что и в случае их раздельной работы. Однако объединение в один рабочий агрегат нескольких элементов большой мощности вызывает некоторые, отмеченные ниже особенности в требованиях к защитам и в отдельных случаях в исполнении защиты. Рис. 1. Основные схемы блоков: а, б, в — генератор — трансформатор с ответвлением на с. н.; г — блок с двумя генераторами; д — спаренные блоки. 1. Соединение в один блок нескольких элементов позволяет объединить однотипные защиты этих элементов в одну общую защиту. Общими обычно выполняются дифференциальные защиты генератора и трансформатора, а также защиты от сверхтоков при внешних к. з. и перегрузках. 2. Отсутствие электрической связи между генератором и сетью, имеющее место в блочных схемах, облегчает решение вопросов селективности защиты генератора от замыканий на землю, но требует в то же время новых способов выполнения этой защиты. 3. Вследствие высокой стоимости мощных генераторов и трансформаторов блока к их защитам от внутренних повреждений предъявляются повышенные требования в части чувствительности, быстроты действия и надежности. 4. Малые запасы по нагреву мощных генераторов обусловливают необходимость выполнения защиты от недопустимого нагрева ротора генератора при несимметричном режиме и от перегрузки обмотки ротора. 5. На блоках без поперечных связей, все элементы которых объединены в единый агрегат, возникает необходимость действия электрических защит не только на выключатель и АГП, но и на останов блока в целом, т. е. котла и турбины. Соответственно Правилам устройств электроустановок (ПУЭ) для защиты блоков генератор – трансформатор при мощности генератора больше 10МВт должны быть предусмотрены устройства релейной защиты от следующих видов повреждений: · от замыканий на землю в цепи генераторного напряжения; · от многофазных коротких замыканий в обмотке статора генератора и его выводах; · от междувитковых коротких замыканий в обмотке статора при наличии двух параллельных ветвей; · от многофазных коротких замыканий в обмотках блочного трансформатора и на его выводах; · от междувитковых коротких замыканий в обмотках блочного трансформатора; · от внешних коротких замыканий; · от перегрузки генератора токами обратной последовательности (при мощности генератора больше 30 МВт); · от симметрической перегрузки генератора и трансформатора; · от перегрузки ротора генератора током возбуждения; · от повышения напряжения (для генераторов мощностью 100 МВт и выше); · от замыкания на землю в одной точке обмотки возбуждения; · от замыкания на землю во второй точке обмотки возбуждения (при мощности генератора меньше 160 МВт); · от перехода в асинхронный режим при потере возбуждения; · от снижения уровня масла в баке трансформатора; · от повреждения изоляции вводов высокого напряжения блочного трансформатора (при напряжении 500 кВ и выше). Ниже рассмотрим и рассчитаем основные защиты для блока мощностью 300 МВт: · продольная дифференциальная защита генератора от многофазных коротких замыканий в обмотке статора и его выводах; · поперечная дифференциальная защита генератора от междувитковых коротких замыканий в обмотке статора при наличии двух параллельных ветвей; · от перехода в асинхронный режим при потере возбуждения; · дифференциальная защита блочного трансформатора от всех видов коротких замыканий. 2. Продольная дифференциальная защита генератора2.1 Теоретические сведения В качестве защиты от междуфазных коротких замыканий в генераторе применяется быстродействующая продольная дифференциальная защита, её схема для одной фазы генератора показана на рис. 1, а. Рис.2 Схема и принцип действия продольной дифференциальной защиты генератора Принцип действия защиты
основан сравнении величин и фаз токов ( При к.з. вне зоны (точка При нагрузке распределение
первичных и вторичных токов соответствует условиям внешнего короткого
замыкания, ток При коротком замыкании в
зоне (точка Поскольку дифференциальная защита генераторов предназначена для действия при междуфазных к.з., она может выполняться по двухфазной схеме. Однако двухфазная защита не может обеспечить отключение генератора при двойных замыканиях на землю. Для быстрого отключения такого повреждения дифференциальная защита генератора должна выполнятся трёхфазной. В целях экономии трансформаторов тока дифференциальные защиты генераторов можно выполнять двухфазными, предусматривая при этом соответствующее исполнение защиты от замыканий на землю, позволяющее ей отключить двойное замыкание на землю. Зона действия защиты
ограничена участком между трансформаторами тока Обрыв соединительного провода в схеме дифференциальной защиты нарушает баланс токов в реле и вызывает неправильную работу защиты при сквозных к.з. или даже в нормальном режиме. Поэтому токовые цепи защиты должны выполнятся с особой надёжностью. Число контактных соединений в токовых цепях должно быть минимальным, а качество соединений – надёжным. Вторичные обмотки
трансформаторов тока дифференциальной защиты заземляется только у одной группы
трансформаторов При внешних к.з. в
дифференциальном реле Ток небаланса может вызывать неправильную работу дифференциальной защиты, поэтому принимаются меры к ограничению его величины. Для этой цели необходимо соблюдать следующие требования : 1. трансформаторы тока не должны
насыщаться при токах сквозного к.з., что позволяет уменьшить токи
намагничивания, а следовательно, а ток небаланса при внешних к.з. 2. для уменьшения разности
намагничивающих потоков характеристики намагничивания трансформаторов тока Выполнение указанных требований весьма существенно ограничивает установившееся значение тока небаланса, обусловленный апериодической составляющей тока при внешнем к.з. или самосинхронизации генератора, может достигать значительной величины. Для исключения работы дифференциальной защиты от тока небаланса в неустановившемся и установившемся режимах кроме отмеченных выше мер по уменьшению намагничивающих токов могут использоваться три способа: 1. уменьшение величины и продолжительности
броска 2. применение реле, отстроенных от
бросков 3. применение реле с торможением от тока сквозного к.з. Уменьшение броска тока
небаланса достигается с помощью активного сопротивления порядка 5 Ом,
включаемого последовательно с обмотками дифференциальных реле. Активное
сопротивление ограничивает величину В качестве второго, более совершенного способа применяется отстройка от неустановившихся токов небаланса включением дифференциального реле через быстронасыщающийся трансформатор. Третий способ предусматривает использование в качестве дифференциального реле – реле с торможением, автоматически заглубляющихся при внешнем к.з. одновременно с ростом тока небаланса. Защита выполняется на реле с торможением и быстронасыщающемся трансформатором типа ДЗТ-11/5. Реле имеет рабочую обмотку с ответвлением посредине и тормозящую обмотку. Тормозящую обмотку целесообразно присоединять к трансформаторам тока со стороны линейных выводов. Торможение позволяет увеличить чувствительность защиты за счёт отстройки от внешних и к.з. и асинхронного режима. 2.2 Выбор уставок Номинальный ток генератора:
Выбираем ТТ с коэффициентами трансформации: 12000/5 – для линейных выводов генератора; 6000/5 - для нулевых выводов генератора. Номинальный вторичный ток: – для линейных выводов генератора - для нулевых выводов генератора
Принимаем число витков рабочей обмотки реле:
Вторичный минимальный ток срабатывания реле:
Расчётный ток небаланса: где:
Намагничивающая сила рабочей обмотки реле:
По тормозной характеристике реле ДЗТ 11/5 определяем
намагничивающую силу тормозной обмотки Расчётное число витков тормозной обмотки:
Коэффициент чувствительности: блок генератор релейный дифференциальный защита 3. Поперечная дифференциальная защита 3.1 Теоретические сведения Защита от витковых замыканий имеет ограниченное применение вследствие отсутствия простых способов её осуществления. Только для мощных генераторов, каждая из фаз которых выполнена в виде двух или более параллельных ветвей, выведенных наружу, разработаны относительно простые и надёжные схемы защиты. В нормальных условиях и
при внешних к.з. в параллельных ветвях Рис.3 Схема и принцип действия поперечной дифференциальной защиты генератора В случае замыкания части
витков Электродвижущая сила и
сопротивление повреждённой ветви (на рис.2 ветвь 2) уменьшается за счёт повредившихся
витков
где Чем меньше число
замкнувшихся витков Нарушение равенства токов
в параллельных ветвях статора генератора, происходящее при витковых замыканиях,
и появление уравнительного тока Для защиты от витковых замыканий применяется поперечная дифференциальная защита, основанная на сравнении токов двух параллельных ветвей фаз генератора. Такое сравнение можно осуществить с помощью трёхсистемной или односистемной схемы защиты. Трёхсистемная схема
предусматривает сравнение токов ветвей отдельно для каждой фазы. Каждое реле
включается на разность токов параллельных ветвей фазы Односистемная выполняется
с помощью одного дифференциального реле, сравнивающего сумму токов параллельных
ветвей Односистемная схема получила преимущественное распространение в Украине. При такой схеме три
параллельных ветви Из схемы видно, что ток
где В нормальном режиме геометрическая сума токов фаз каждой звезды равна нулю, т.е.
При трехфазных и двухфазных внешних к.з. сума токов к.з в каждой звезде также равна нулю. Токи нагрузки, проходящие при этих повреждениях в ветвях статора, балансируются, так как нейтраль нагрузки не связана нейтралью генераторов и токи нулевой последовательности в нагрузке и генераторе отсутствуют. Таким образом, в обоих
случаях ток в нулевом проводе равен нулю и реле не работает. В действительности
ток
Вследствие неточного
равенства э.д.с. параллельных ветвей
Токи третьих гармоник
запираются фильтром
Для исключения ложного действия защиты необходимо выполнить условие
При замыкании витков в
ветви одной из фаз равенство токов в ветвях повреждённой фазы нарушается,
возникает уравнительный ток Этот ток замыкается по
нулевому проводу
Защита приходит в
действие при Поскольку величина тока Трансформатор Этим требованиям отвечает
трансформатор тока с первичным номинальным током порядка
при этом вторичный ток В связи с образованием
двух нейтралей ( Ток срабатывания защиты
должен быть больше чем ток небаланса, появляющегося в реле при внешних к.з.: Для выполнения защиты
применяются реле РТ-40/Ф, схема которого показана на рис.2, б. Сопротивление
обмоток реле и конденсатора В процессе эксплуатации выяснилось, что поперечная дифференциальная может неправильно работать при двойных замыканиях на землю в обмотке ротора. Это объясняется тем, что витки параллельных ветвей статора располагаются в разных пазах; при двойном замыкании в роторе магнитное поле ротора становится неравномерным; ветви одной фазы попадают в поле с разной магнитной индукцией, в результате чего равенство э.д.с. ветвей нарушается и в реле дифференциальной защиты появляется ток. Двойное замыкание на землю иногда бывают неустойчивыми (носят кратковременный характер). Чтобы исключить в этом случае работу поперечной дифференциальной защиты, можно замедлить её действие. Однако при этом защита теряет своё быстродействие, что приводит к увеличению повреждения при витковых замыканиях. Поэтому от замедления отказались, допуская срабатывание защиты при двойных замыканиях на землю в обмотке ротора. Достоинством рассмотренной защиты от витковых замыканий является её простота и быстродействие, а недостатком – наличие мёртвой зоны и непригодность для защиты генераторов, не имеющих параллельных ветвей. 3.2 Выбор уставок Первичный ток срабатывания защиты из условия отстройки от тока небаланса:
Вторичный ток срабатывания защиты:
Принимаем реле типа РТ-40/Ф. 4. Дифференциальная защита трансформатора
Рис.4. Схема и принцип действия дифференциальной защиты трансформатора Защита выполняется на реле ДЗТ-21-У3. Произведём расчёт уставок защиты: Номинальный первичный ток:
Коэффициенты трансформации трансформаторов тока и коэффициенты схемы:
Минимальный ток срабатывания защиты:
Номинальный вторичный ток:
Номинальные токи автотрансформаторов тока АТ-II АТ-II Коэффициент трансформации автотрансформаторов и промежуточных трансформаторов тока Номинальный вторичный ток в плече защиты:
Расчёт рабочей цепи. Номинальный ток ответвления Т в цепи НН Номинальный расчетный ток ответвления в цепи ВН:
номинальный принятый ток ответвления в цепи ВН:
Относительный минимальный ток срабатывания реле:
Выбираем уставку относительного тока срабатывания: Проверим отстройки защиты от к.з. за трансформатором собственных нужд: Относительный рабочий вторичный ток:
Коэффициент надёжности: Расчёт цепи торможения. Номинальный ток ответвлений трансформаторов тока тормозной цепи
- для стороны ВН 3,75 А - для стороны НН 5 А Уставка начала торможения:
Определим составляющие небаланса: 1. за счёт погрешности ТТ
2.
за неточности уставки
Расчётный максимальный ток небаланса:
Относительный ток рабочей цепи:
Относительный ток тормозных цепей:
Коэффициент торможения: 5. Защита от асинхронного режима при потере возбуждения Защита выполняется на одном из 3-х реле сопротивления комплекта КРС-2. Положение характеристики реле на комплектной плоскости сопротивлений определяется положением комплексного сопротивления на выводах генератора в режиме нормальной работы и асинхронном режиме. В нормальном режиме вектор комплексного сопротивления находится в I квадранте, а при потере возбуждения и переходе в асинхронный режим смещается в IV квадрант. По этой причине характеристика срабатывания реле сопротивления защиты выбирается в III и IV квадрантах при угле максимальной чувствительности близкий к 2700. Первичное сопротивление срабатывания, что определяет диаметр круга реле, принимается равным
что целесообразно для обеспечения надёжной работы реле при потере возбуждения не нагруженным генератором. Для предотвращения срабатывания реле при нарушении синхронизма в энергосистеме его характеристика смещается по оси jx комплексной плоскости в сторону III и IV квадрантов на величину Угол максимальной чувствительности желательно иметь
равным 2700. На используемых реле удается получить Сопротивлению диаметра характеристики и её сдвиг в III и IV квадранты соответствуют вторичные значения этих сопротивлений:
где Время срабатывания защиты 1…2с. Задержка времени необходима для предотвращения срабатывания защиты при нарушении динамической устойчивости и асинхронно ходе в системе. Дифференциальная защита ошиновки Защита выполняется с использованием дифференциальных реле с быстронасыщающимися трансформаторами типа РНТ-566. Подключается защита к ТТ с коэффициентами трансформации 2000/1. Рассчитаем ток небаланса:
Минимальный ток срабатывания защиты:
Расчётное число витков рабочей обмотки реле: принимаем Рассчитаем уточненный ток срабатывания защиты: Проверим коэффициент чувствительности: Резервная дифференциальная защита блока Для энергоблоков мощностью 160 МВт и больше подключённых к системе шин напряжением 330 кВ и выше защита выполняется на дифференциальном реле с торможением типа ДЗТ-21. Произведём расчёт уставок для данной защиты. Рабочая цепь: Номинальный первичный ток: - для цепи выключателей блока
- для цепи выключателей блока
Минимальный ток срабатывания защиты:
Расчётный относительный ток срабатывания защиты: Коэффициент трансформации трансформаторов тока и коэффициент схемы: - для цепи выключателей блока
- для цепи выключателей блока
Номинальный вторичный ток: - для цепи выключателей блока
- для цепи выключателей блока
Номинальный ток ответвления автотрансформатора тока и номер ответвления автотрансформатора тока, к которому подводится номинальный ток защиты плеча: - для цепи выключателей блока
- для цепи выключателей блока
Номинальный ток ответвления автотрансформатора тока и номер ответвления автотрансформатора тока, к которому подключается реле: - для цепи выключателей блока
- для цепи выключателей блока
Коэффициент трансформации автотрансформатора тока: - для цепи выключателей блока
- для цепи выключателей блока
Номинальный ток плеча защиты: - для цепи выключателей блока
- для цепи выключателей блока
Номинальный ток ответвления трансформатора в цепи НН:
Номинальный ток и номер ответвления трансформатора в цепи ВН:
принимаем
Относительный минимальный ток срабатывания: - для цепи выключателей блока
- для цепи выключателей блока
Принимаем Цепь торможения Номинальный ток ответвления тормозной цепи: - для цепи выключателей блока
- для цепи выключателей блока
Уставку начала торможения начала торможения принимаем равной 1. Расчёт тока небаланса: - за счёт погрешности трансформаторов тока:
- за счёт неточности уставки
Расчётный ток небаланса: Относительный ток рабочей цепи:
Относительные токи тормозных цепей: - для цепи выключателей блока - для цепи выключателей блока
Расчётный коэффициент торможения: Принимаем коэффициент торможения равный 0,3. Защита от внешних симметрических коротких замыканий Защита выполняется с помощью одного из 3-х реле сопротивления комплекта КРС-2. Реле имеет круговую или эллиптическую характеристику срабатывания, расположенную в I квадранте комплексной плоскости. Произведём расчёт уставок для данной защиты. Определим сопротивление срабатывания защиты по условию отстройки от вектора сопротивления наибольшей нагрузки:
где
Определение большой эллиптической характеристики в режиме максимально доступной реактивной нагрузки:
Определение максимальной уставки защиты: Расчётный коэффициент эллиптичности:
Уточнённая уставка по малой оси эллипса:
Определим сопротивление срабатывания реле:
Защита от несимметрических коротких замыканий и перегрузок с интегрально-зависимой характеристикой выдержки времени Защита выполняется с помощью фильт-реле РТФ-6М. Номинальный вторичный ток генератора: Номинальный ток реле равен 5А, уставка по величине «А»
- Уставка пускового органа Уставка срабатывания сигнального органа Уставка срабатывания отсечки тока Уставка срабатывания интегрального органа потоку и времени определяется при наладке с учетом реальной тепловой характеристики генератора. Защита от повышения напряжения Напряжение срабатывания защиты:
Вторичное напряжение срабатывания защиты
Выбираем реле типа РН-58/200. Первичный ток срабатывания защиты
Первичный ток срабатывания защиты
Выбираем реле типа РТ-40/Р5. Защита от внешних однофазных коротких замыканий в сети 330 кВ Защита является резервной от сверхтоков однофазных коротких замыканий в сети с большим током замыкания на землю. На трансформаторах энергоблоков с заземлённой нейтралью защита выполняется с помощью токовых реле, что подключаются в нейтральный провод трансформаторов тока. Защита имеет 2-а измерительных органа: чувствительный и грубый. Ток срабатывания реле с более грубой уставкой, предназначенной для отключения блока от сети при дальнем резервировании:
Ток срабатывания с более чувствительного реле: Вторичный ток срабатывания реле:
Принимаем реле типа РТ-40/0,6. Защита от симметричных перегрузок Защита выполняется на токовом реле типа РТВК-2 с
высоким коэффициентом возвращения Первичный ток срабатывания защиты:
Вторичный ток срабатывания защиты:
Защита действует на сигнал с выдержкой времени 6…9с. Защита ротора генератора от перегрузок током возбуждения Защита выполняется на реле РЗР-1М и включает 4-е основных органа: · входное преобразовательное устройство; · пусковой орган; · сигнальный орган; · интегральный орган. Ток срабатывания пускового органа: Ток срабатывания сигнального органа: |
|
|