Выбор и расчет защит устанавливаемых в блоке генератор-трансформатор с напряжением на высшей стороне трансформатора 220 кВ

7 Расчет релейной защиты и автоматики

7.1 Выбор защит для блока генератор – трансформатор Т8-G6

Согласно /5/ для блока генератор трансформатор мощностью 300 МВт и высшим напряжением 220 кВ устанавливаются следующие виды защит:

1) продольная дифференциальная защита генератора;

2) поперечная дифференциальная защита генератора;

3) дифференциальная защита трансформатора блока;

4) токовая защита обратной последовательности;

5) защита от замыканий на землю в обмотке статора генератора;

6)  защита от замыканий на землю в обмотке ротора;

7) защита от повышения напряжения;

8)  защита от внешних симметричных КЗ;

9)  защита от симметричной перегрузки статора;

10)  защита от внешних коротких замыканий на землю;

11)  защита от асинхронного режима при потере возбуждения;

12) защита ротора генератора от перегрузки током возбуждения;

13) газовая защита трансформатора блока;

14) дифференциальная защита блока.

7.2 Продольная дифференциальная защита генератора G6

Продольная дифференциальная защита применяется для защиты генератора блока от междуфазных повреждений. Действие основано на сравнении токов с обеих сторон защищаемого объекта.

При мощности генератора блока 300 МВт продольная защита выполняется с использованием реле с торможением ДЗТ-11/5.

Рабочая обмотка реле ДЗТ-11/5  имеет 144 витка и выполняется с одной отпайкой от средней точки.

Минимальный ток срабатывания реле , А,

 ,                                            (7.1)

где - ампер-витки срабатывания pеле, для реле ДЗТ-11/5 =100; 

.

Минимальный ток срабатывания защиты при отсутствии торможения , А,

 ,                                          (7.2)

где - коэффициент тpансфоpмации тpансфоpматоpов тока со стороны линейных выводов генератора;

,

Оценивается величина тока срабатывания защиты , о.е., в долях от номинального тока генератора , о.е.,

,                                                (7.3)

 = 0,163.

Минимальный ток срабатывания защиты лежит в пределах (0,1 - 0,2) .

Наибольшее значение тока небаланса при внешнем КЗ , кА,

                     ,                                      (7.4)

где K_a- коэффициент, учитывающий переходный режим (наличие апериодической составляющей), для реле типа  ДЗТ K_a =1;

- коэффициент однотипности трансформаторов тока, принимается для однотипных трансформаторов тока равным 0,5;

Е- допустимая погрешность трансформаторов тока, принимается равной 0,1 ;

I_кз⁽³⁾- периодическая составляющая тока трехфазного короткого замыкания, протекающего через генератор при повреждениях на выводах ,

,                                                 (7.5)

где

I_б(20) =                                                   (7.6)

I_б(20) =

==52,491 кА.

Если максимальный ток асинхронного хода I_{a max} , кА, при угле расхождения э.д.с. системы и генератора, близком к 180 эл. град, получается больше I_кз⁽³⁾, то вместо I_кз⁽³⁾ следует подставить I_{a max} , кA, значение которого находится по формуле

            ,                                          (7.7)

где  - сопротивление цепи блока; при этом принимается  - сверхпереходный реактанс генератора;

- сопротивление трансформатора;

- сопротивление системы в максимальном режиме;

U- линейное напряжение сети высшего напряжения блока;

,

 ,                                                       (7.8)

где

,                                 (7.9)

,

,                                     (7.10)

,

  кА.

Для расчета максимального тока небаланса принимается значение тока, полученное по формуле (7.4)

кА.

Намагничивающая сила рабочей обмотки реле , А·вит,

 ,                              (7.11)

где  - коэффициент отстройки, принимается=1,6;

1,6∙2810∙144/2400=269,76 А∙Вит.

Тормозная намагничивающая сила , А·вит,  при минимальном торможении

                                        ,                                             (7.12)

 А·вит.

Число витков тормозной обмотки реле , шт,

 ,                                            (7.13)

.

Принимается  =15.

Чувствительность защиты проверять не требуется, так как она всегда выше необходимой согласно ПУЭ (_ч2).

7.3  Поперечная дифференциальная защита генератора

Поперечная дифференциальная защита защищает от коротких замыканий между витками одной фазы в обмотке статора генератора. Принцип действия защиты основан на сравнении геометрической суммы токов в параллельных ветвях.

Ток срабатывания защиты , А, отстраивается от тока небаланса при внешних коротких замыканиях

,                                        (7.14)

где - номинальный ток генератора, А;

 А.

Ток срабатывания реле I_ср, А,

 ,                                                   (7.15)

где - коэффициент трансформации трансформатора тока ТА, для ТГВ–300-2У3 принимается =300;

I_ср = 3060/300 =10,2А.

7.4 Защита от замыканий на землю в обмотке статора генератора

Hа генеpатоpе 300 МВт, не имеющего гальванической связи с сетью