Расчет защиты блока и защита от междуфазных коротких замыканий

4. РАСЧЕТ ЗАЩИТЫ БЛОКА

4.1  Продольная дифференциальная защита генератора.

Защита выполняется на реле ДЗТ – 11/5 с процентным торможением, обеспечивающим отстройку от максимального тока небаланса. Тормозная обмотка включается со стороны линейных выводов. Защита действует без выдержки времени на отключение генератора блока, трансформатора собственных нужд, гашение поля, на останов турбин.

4.1.1  Расчет уставок

Ток срабатывания защиты при отсутствии торможения

Iср.мин =  Fср  /  Wр где Fср -  магнитодвижущая сила срабатывания реле (равна 100 А*в);

Wр – число витков рабочей обмотки (144в).

Максимальный расчетный ток небаланса

Iнб расч =  Kа×Kо×f i×Iк⁽³⁾

где Ка – коэффициент учитывающий переходный процесс Ка = 1;

Ко – коэффициент однотипности трансформаторов тока (ТА) Ко = 0,5;

f _i – погрешность ТА f _i =0,1;

I_KG⁽³⁾  - периодическая составляющая тока трехфазного внешнего КЗ или наибольшее значение тока асинхронного хода.

Ток от генератора I_KG⁽³⁾  должен быть приведен к стороне генераторного напряжения.

Ток асинхронного хода определяется

где U_СР. – средненоминальное напряжение;

Х_G – сопротивление генератора;

Х_Т – сопротивление трансформатора;

Х_С.МАХ – результирующее сопротивление системы в максимальном режиме работы.

Расчетное число витков тормозной обмотки

W_{Т .РАСЧ} = К_Н  × I_{НБ.РАСЧ} × W_РАБ / I_Т  × tg

где К_Н – коэффициент надежности, равный 1,6;

I_Т  - тормозной ток, равный I_KG⁽³⁾ ;

tg- тангенс угла наклона к оси абсцисс касательной к тормозной характеристике, tg= 0,75

Принимается ответвление тормозной обмотки с ближайшим большим числом витков W_Т .

Чувствительность защиты всегда обеспечивается

Кч = Fраб / Fраб.ср2

где   Fраб =  × W_КЗ

Iк⁽²⁾   – ток двухфазного кз в зоне действия защиты в минимальном режиме системы;

Ксх –  коэффициент схемы ТА;

К_I  - коэффициент трансформации ТА;

Тормозная МДС

F_Т  = × W_КЗ

где I_Т – тормозной ток, равный сквозному току кз в максимальном режиме системы

Зная F_РАБ, F_Т   откладываем их на тормозной характеристике, точку пересечения их соединяем с началом координат, ордината пересечения прямой и тормозной характеристики и есть МДС срабатывания Fр.ср.

Рисунок 4.1 -  Тормозная характеристика реле ДЗТ-11/5

4.2.  Продольная дифференциальная защита трансформатора блока.

Применяется на двухобмоточных трансформаторах с реле серии РНТ-565 мощностью 6,3 -  25 мВ.А.

Расчет защиты производится в следующей последовательности.

Определяются первичные токи на сторонах трансформатора, соответствующие его номинальной мощности

I_НОМ = S_НОМ / ×U_НОМ

где S – номинальная мощность трансформатора;

U ном – номинальное междуфазное напряжение на соответствующей стороне трансформатора в зависимости от типа по каталогу.

Выбираются схемы соединений трансформаторов тока (ТА) и коэффициенты схем. Если обмотка трансформатора соединена по схеме звезда, то ТА соединяют в треугольник и К_СХ = , если обмотка трансформатора соединена в треугольник, то ТА в звезду К сх = 1.

Выбираются коэффициенты трансформации ТА с учетом коэффициента схемы

К_I   =

принимают ближайший по каталогу

Определяются вторичные токи в плечах защиты

I _НОМ.В =

где К_СХ – коэффициент схемы ТА;

I_1.НОМ– первичный номинальный ток;

К_I – коэффициент трансформации ТА;

Сторону защищаемого трансформатора с наибольшим током I_НОМ.В в дальнейшим принимают за основную.

Определяется ток срабатывания защиты а)   I_СЗ = К_Н × I_НОМ

б)   I_СЗ = К_Н × I_НБ

Кн = 1,3 – коэффициент надежности

I_НБ – ток небаланса

I_НБ = I_НБ¢+ I_НБ¢¢

I_НБ¢ = Ка × Ко ×fi×Iкз⁽³⁾  вн. макс

I_НБ” =  ×I_{КЗ. ВН. МАКС}

Ка – коэффициент учитывающий переходный режим, равный 1;

Ко – коэффициент однотипности ТА, равный 1;

f i – погрешность ТА, равная 0,1;

ΔU% - половина суммарного диапазона регулирования напряжения

Iкз⁽³⁾   вн.макс – периодическая составляющая тока трехфазного КЗ, проходящего через трансформатор в максимальном режиме, наибольший.

Больший принимают за основу производится предварительная проверка чувствительности

Кч = I кз⁽²⁾ мин / Iсз  2

где Iкз⁽²⁾мин – минимальное значение периодической составляющей суммарного тока двухфазного КЗ в зоне действия в минимальном режиме системы.

Определяется ток срабатывания реле

рассчитывают число витков обмотки НТТ реле РНТ-565

Wосн.р = Fср/Iср

где  Fср – намагничивающая сила срабатывания реле, равная 100 А×В. принимают ближайшее меньшее целое число Wосн.

Соответствующий ток срабатывания реле

Iср = F / Wосн

Число витков обмотки НТТ реле для неосновной стороны

где i в осн, i в_I  - вторичные токи в плечах защиты основной и неосновной сторон принимаем ближайшее целое число витков W_I

Определяется ток не баланса с учетом  I_НБ¢¢¢

I_НБ = I_НБ¢ + I_НБ¢¢  + I_НБ¢¢¢

где  I_НБ¢¢¢ = ×I_{КЗ.ВН.MAX}

Рассчитывается уточненный ток срабатывания защиты а) I_СЗ.УТ  = К_Н × I_НБå

б) I_СЗ.УТ = К_Н × (I_НОМ + I_НБ¢¢¢ )

Расчет по а) или б) от большего I_СЗ принятого за основу без учета Iнб¢¢.

Определяется уточненное значение тока срабатывания реле

Который должен быть в пределах 10% погрешности меньше тока срабатывания на основной строке при не выполнении условия принимают Wосн  +1 и повторяют расчет.

Рассчитывается коэффициент чувствительности

Продольная дифференциальная защита трансформатора с торможением с реле ДЗТ-21.

4.3 Расчет уставок

Определяются:

Первичные токи на сторонах трансформатора