Материал: Сравнительный анализ конструкций распределительного устройства высокого напряжения на проектируемой газомазутной ГРЭС-2400 МВт (8 К-300)

Выбор первичного тока срабатывания дифференциальной отсечки по условию отстройки от броска тока намагничивания трансформатора              

Чувствительность защиты: 1.при двухфазном КЗ на стороне 20 кВ трансформатора блока в режиме холостого хода 2.при двухфазном КЗ на стороне 20 кВ трансформатора блока (ток от системы)                 

где

где:

6.      Расчет резервной продольной защиты блока.

Расчет защиты сведен в таблицу 2.Таблица 2

Вывод: защита удовлетворяет требованиям чувствительности.

.        Газовая защита блочного трансформатора.

Назначение: от замыканий внутри бака трансформатора, сопровождающихся выделением газа, который образуется в результате разложения масла или разрушения изоляции под действием значительного повышения температуры.

Газовая защита бака трансформатора выполняется с двумя ступенями, действующими на сигнал и на отключение выключателей трансформатора соответственно.

Защита выполняется на реле типа РГТ-80.

Реле типа РГТ-80 имеет два поплавка верхний 6.1 и нижний 6.2, на которых установлены постоянные магниты, управляющие герконами. Поплавки реагируют на изменение уровня масла в корпусе реле. Кнопка проверки 7 служит для проверки работы поплавков 6.1 и 6.2 и напорной пластины 5.

В нормальном состоянии газового реле поплавки 6.1 и 6.2 находятся в крайних верхних положениях, а напорная пластина 5 - в исходном положении.

При снижении уровня масла в корпусе реле опускается сначала верхний поплавок 6.1. При его опускании происходит срабатывание верхней (сигнальной) контактной системы. При дальнейшем снижении уровня масла в корпусе реле опускается нижний поплавок 6.2. и происходит срабатывание нижней (отключающей) контактной системы. При восстановлении уровня масла поплавки 6.1 и 6.2 поднимаются до своего начального положения, а контакты контактных систем возвращаются в исходное состояние.

При превышении скорости потока масла из бака в расширитель значения уставки срабатывания реле напорная пластина перемещается, и срабатывают контакты нижней (отключающей) контактной системы. При прекращении потока масла напорная пластина возвращается в исходное положение.

Уставки реле по скорости потока масла: 0,65; 1,0 и 1,5 м/с.

Принимаем уставку 1,0 м/с.

Резервные защиты

1.      Защита от внешних симметричных коротких замыканий.

Большая эллиптическая ось характеристики реле

=

Малая ось эллипса Z¢_мал = К_э Z¢_{уст max} = 0,5·1,1 = 0,55 Ом

Изменение параметров осей эллиптической характеристики реле с учетом смещения в III квадрант. Величина смещения большой оси:

DZ = 0,12 Z¢_{уст max} = 0,12 · 1,1 = 0,132 Ом

Сопротивление срабатывания защиты_{уст max} = Z¢_{уст max} - DZ = 1,1 - 0,132 = 0,968 Ом

Сопротивление срабатывания реле

Проверка чувствительности защиты:

-        по замеряемому сопротивлению при КЗ на шинах высшего напряжения трансформатора блока

-        по току точной работы при КЗ на шинах 110 кВ

где I_т.р. = 2 А

2.      Защита от несимметричных КЗ и перегрузок.

Ток срабатывания пускового органа защиты в относительных единицах

_{х2 ср.по} = К_отс I_{x2 min}; К_отс = 1,05

_{x2 min} = 0,082 при А = (5-10)_{х2 ср.по} = 1,05 · 0,082 = 0,09

Допустимая длительность перегрузки током обратной последовательности

_х2ср.со = 0,05; t_cp.co = 10 c.

Ток срабатывания отсечки выбирается исходя из условия обеспечения необходимой чувствительности при двухфазном КЗ на шинах ВН блока в сверхпереходном режиме (в относительных единицах).

где К_ч = 1,3 или

Выдержка времени отсечки выбирается на ступень селективности Dt = 0,3 с превышающей выдержку времени той ступени дистанционной защиты, с которой согласована отсечка.

3.      Защита от симметричных перегрузок.

Уставка пускового органа

_хср.по = 1,1; I _ср.по = 1,1 · I_ном.G

Уставка сигнального органа

_{х ср.со} = 1,05; I_ср.со = 1,05 · I_{ном G}

Характеристика интегрального органа защиты от перегрузок

                    C_ср.ио = ------------ , где С и В - коэффициенты, зависящие от характеристики срабатывания

(I_x - B)² блок- реле;

    I_ст

I_x = ------- - относительный ток статора;

    I_{ном G}

_ст, I_{ном G} - ток одной фазы статора генератора и номинальный ток генератора соответственно в первичной цепи.

Расчет коэффициентов В и С характеристик срабатывания интегрального органа защиты для генератора ТГВ-300-2УЗ.

Из технических условий на генератор:

         I_ст

при -------- = 1,3 - время перегрузки 4 минуты или 240 секунд

       I_{ном G}

     I_ст

при -------- = 1,35 - время перегрузки 3 минуты или 180 секунд.

      I_{ном G}

          С                          С

Тогда ---------- = 240; --------------- = 180; решая эти уравнения:

          (1,3 - В)²              (1,35 - В)²

С = 240· (1,3 - В)² = 180· (1,35 - В)² В_расч = 0,65

Согласно техническим условиям на блок-реле БЭ 1103 В = (0,8 - 1,0),

принимаем В = 0,8. Тогда С = 240 · (1,3 - 0,8)² = 60

Согласно техническим условиям на блок-реле С = (3 - 50), принимаем С = 50.

В этом случае

            C                50_ср.ио = ---------- = ------------- = 200 c.

            (I_x - B)²    (1,3 - 0,8)²

При В = 0,8; С = 50; I_х = 1,3 t_ср.ио < t_доп = 240 с.

4.      Защита от внешних КЗ на землю.

I_ном.G = 10,2 кА; I_{2 сз} = 0,6 ·I_ном.G = 6120 А; К_I = 1000/5; m = 4; n = 2.

Расчет грубого комплекта. Расчетным режимом для согласования чувствительности является КЗ на ЛЭП, отключаемой с другого конца быстродействующей защитой. При этом

                 I_{0 расч} I_{2 сз}

I₂ = I⁽¹⁾₀ или ---------- = --------

                    b₀ b₂

b₀ = 1/n = Ѕ = 0,5; b₂ = 1/m = ј = 0,25, где

- число блоков станции; n - число блоков с заземленной нейтралью._{2 сз} = 768 А - из расчета защиты от токов обратной последовательности.

             b₀                                                 0,5                      20

I_{0 cз} = 3 К_отс ----- I_сз = 3 · 1,1 · -------· 6120 · ------ = 3672 А

                   b₂                                                 0,25                 220

        3I_{0 cз}                            К_сх 3672 · 1_ср = ------------- = --------------- = 18,36 А выбираем реле РТ-140/20

              К_I               1000/5

_{сз 1} = 4,5 с - на отключение выключателя ВН_{сз 2} = 5 с - на отключение блока;_{cз 3} = 4 c - на отключение выключателя при разземленной нейтрали.

Расчет чувствительного комплекта.

а) по условию обеспечения срабатывания при самопроизвольном неполнофазном отключении блока при минимальной нагрузке

      I_min         0,4 I_ном     0,4· 1051_сз < ------- = ----------- = -------------- = 350,3 А

       K_отс             1,2                 1,2

     S_ном                400000_ном = ----------- = ------------ = 1051 А

        Ö3 U_ном         Ö3 · 220

       I_сз  К_сх     350,3 · 1_ср = ---------- = ----------- = 1,75 A.

       К_I               1000/5

б) по согласованию с грубым комплектом

      I_{ср (гк)}            18,36_ср = ----------- = -------- = 17,5 А

      1,05          1,05

Принимаем I_ср = 1,75 А, выбираем реле типа РТ-140/2.

5.      Защита от асинхронного режима при потере возбуждения.

Диаметр окружности характеристики реле сопротивления

_защ = 1,1 X_d = 1,1·2,49 = 2,74 Ом

Смещение характеристики

_смещ = 0,4 · Х¢_d = 0,4 · 3,4 = 1,36 Ом

Вторичные сопротивления

6.      Защита от повышения напряжения.

        S_н.тр                 400000_н.тр = --------- = ----------- = 1051 А

       Ö3· U_н      Ö3 · 220

Напряжение срабатывания пускового органа

_сз = 1,2 · U_н.г. = 1,2 · 20 = 24 кВ

       U_сз              24000_ср = ------ = ------------- = 120 В, выбираем реле РСН 14-30

       К_U          20000/100

Ток срабатывания блокирующего реле

_сз = 0,1 · I_н.тр = 0,1 · 1051 = 105,1 А

     I_сз                     105,1_ср = --------- = --------- = 0,26 А, выбираем реле тока РТ-40/Р

          К_{I ВН}      2000/5

Выдержка времени t_сз = 3 с.

7.      Защита от перегрузки ротора турбогенератора током возбуждения.

Сигнальный орган - принимается I_{х сз со} = 1,05;_{сз со} = 1,05 · 3050 = 3202,5 А. Выдержка времени t_со = 10 с.

Пусковой орган - принимается I_{х сз по} = 1,1;_{сз по} = 1,1 · 3050 = 3355 А.

Определяется выдержка времени интегрального органа

           C_{р ио} = -----------

         (I_{x p} - B)²

          I_p

при ---------- = 1,5 время перегрузки ротора 60 с.

        I_p.ном

       I_p

При -------- = 1,2 время перегрузки ротора 240 с.

         I_р.ном

С                      С

---------- = 60; -------------- = 240.

(1,5 - В)²          (1,2 - В)²

Решая эти уравнения, получим В_расч = 0,9.

Согласно техническим условиям на блок-реле В = (0,8 - 1,0). Принимаем В = 0,9.

Тогда С_расч = 240·(1,2 - 0,9)² = 21,6

Согласно заводским данным С = (3 - 40). Принимаем С = 21,6.

                    С                 21,6

Тогда t_{ср ио} = ----------- = -------------- = 233 с

               (1,2 - В)²         (1,2 - 0,9)²

t_{ср ио} < t_доп = 240 с.

8.      Дополнительная резервная токовая защита на стороне высшего напряжения.

Ток срабатывания защиты выбирается по условию отстройки от номинального тока защищаемого трансформатора

     К_отс           1,2_сз = ------ I_н.т. = ------ ·1051 = 1483,8 А

     К_воз           0,85

9.      Автоматический пуск пожаротушения трансформатора.

Пуск автоматики пожаротушения производится от дифференциальной защиты, защиты ошиновки и газовой защиты трансформатора.

Зона повреждения при пуске пожаротушения от дифференциальных реле ограничивается баком трансформатора с помощью реле тока, включенного в провод, заземляющий бак трансформатора. Это реле реагирует на внутренние КЗ на землю на стороне ВН и разрешает пуск пожаротушения от дифференциальных защит трансформатора и его ошиновки на стороне ВН. При этом обеспечивается работа цепи пуска в случае повреждения вводов высшего напряжения высокого напряжения трансформатора, наиболее часто сопровождающихся пожаром.

При внутренних повреждениях на стороне НН пуск пожаротушения от дифференциальной защиты разрешается лишь при одновременном срабатывании газовой защиты, даже если действие ее отключающего элемента переведено на сигнал.

Первичный ток срабатывания защиты нулевой последовательности в схеме пуска устройства пожаротушения выбирается по условию обеспечения надежной работы этого реле при замыканиях на корпус трансформатора блока

I_{0 мин} - минимальный ток в месте КЗ при отключенном от системы энергоблоке.

Реле тока нулевой последовательности включается на трансформатор тока с коэффициентом трансформации K_I = (300/5 - 600/5) и ориентировочно принимается типа РТ-140/2.

4. Охрана труда при установке заземлений на ВЛ

ВЛ напряжением выше 1000 В должны быть заземлены во всех РУ и у секционирующих коммутационных аппаратов, где отключена линия. Разрешается: ВЛ напряжением 35 кВ и выше с ответвлениями не заземлять на подстанциях, подключенных к этим ответвлениям, при условии, что ВЛ заземлена с двух сторон, а на этих подстанциях заземления установлены за отключенными линейными разъединителями;

ВЛ напряжением 6 - 20 кВ заземлять только в одном РУ или у одного секционирующего аппарата либо на ближайшей к РУ или секционирующему аппарату опоре. В остальных РУ этого напряжения и у секционирующих аппаратов, где ВЛ отключена, разрешается ее не заземлять при условии, что на ВЛ будут установлены заземления между рабочим местом и этим РУ или секционирующими аппаратами.