ОПИСАНИЕ ЗАЩИТ И РАСЧЕТ ИХ УСТАВОК

РАСЧЕТ НОМИНАЛЬНЫХ ТОКОВ

ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ ОБОРУДОВАНИЯ

а) Гидрогенератор

Тип	СВФ 1285/275-42 УХЛ4
мощность номинальная	полная
активная
номинальное напряжение
коэффициент мощности cos φ
частота
частота вращения
число фаз обмотки статора (количество параллельных ветвей)
номинальный ток статора
ток ротора при номинальной нагрузке
напряжение на кольцах ротора при номинальной нагрузке
индуктивное сопротивление по продольной оси (о.е.)	синхронное Xd
переходное X'd
сверхпереходное X"d
индуктивное сопротивление обратной последовательности Х2
емкость обмотки статора
соединение фаз обмотки статора
количество выводов генератора	главных
нейтральных
режим работы нейтрали

б) Трансформатор силовой повышающий (группа однофазных силовых повышающих трансформаторов с расщепленной обмоткой низшего напряжения)

Тип
мощность номинальная
номинальное напряжение
напряжение короткого замыкания
группа соединений
режим работы нейтрали

в) Трансформатор собственных нужд ГЭС

Тип
мощность номинальная
номинальное напряжение
напряжение короткого замыкания
группа соединений
режим работы нейтрали

г) Трансформатор агрегатных собственных нужд (если есть)

Тип
мощность номинальная
номинальное напряжение
напряжение короткого замыкания
группа соединений
режим работы нейтрали

ПЕРЕЧЕНЬ ЗАЩИТ БЛОКА ГЕНЕРАТОР-ТРАНСФОРМАТОР

Выбираем по ПУЭ согласно мощности генератора.

На главном генераторе ГГ:

· Продольная дифференциальная зашита генератора от многофазных коротких замыка­ний в обмотках статора генератора и на его выводах

· Поперечная дифференциальная защита генератора

· Защита от замыканий на землю (100%) обмотки статора генератора

· Защита от замыканий на землю обмотки ротора генератора

· Защита от повышения напряжения

· Защита обратной последовательности от токов внешних несимметричных коротких замыканий и несимметричных перегрузок генератора

· Защита от симметричных перегрузок статора

· Дистанционная защита от внешних коротких замыканий

· Защита от асинхронного режима без потери возбуждения генератора

· Защита от асинхронного режима при потере возбуждения генератора

· Защита от перегрузки обмотки ротора

· Защита от длительной форсировки

· Устройство контроля исправности цепей генераторного напряжения

· Устройство резервирования отказа выключателя (УРОВ) генератора

· Защита от понижения частоты на холостом ходу генератора

· Защита оперативного резерва

На силовом трансформаторе блока:

· Дифференциальная защита от всех видов коротких замыканий

· Устройство выбора поврежденной фазы трансформатора, охватывающее обмотку ВН (Дифференциальная защита нулевой последовательности)

· Защита от частичного пробоя изоляции высоковольтных вводов (КИВ)

· Токовая защита нулевой последовательности от замыканий на землю в сети 500кВ

· Резервная максимальная токовая защита

· Защита от замыканий на землю на стороне 15,75кВ трансформатора блока

· Защита от потери охлаждения

· Контроль тока и напряжения для пуска пожаротушения трансформатора блока

· Реле тока охлаждения трансформатора блока

На трансформаторе СН ГЭС:

· Дифференциальная защита от всех видов коротких замыканий

· Максимальная токовая защита с комбинированным пуском по напряжению

· Защита от перегрузки

· Реле тока охлаждения

· Реле тока блокировки PПН

На агрегатном трансформаторе СН (если есть):

· Токовая отсечка

· Максимальная токовая защита

· Защита от коротких замыканий в сети 0,4кВ.

ОПИСАНИЕ ЗАЩИТ И РАСЧЕТ ИХ УСТАВОК

5.1 Продольная дифференциальная защита генератора (I∆G)

Продольная дифференциальная защита генератора является основной быстродействую­щей чувствительной (Iср < 0,2Iн) защитой от междуфазных коротких замыканий в обмотке ге­нератора и на его выводах.

Защита выполняется трехфазной и подключается к трансформаторам тока в линейных вы­водах статора генератора и к трансформаторам тока в нейтральных выводах.

Номинальный ток генератора: Iном. = 26100 А.

Коэффициент трансформации трансформаторов тока: ή_тт=30000/5А.

1) Начальный ток срабатывания определяет чувствительность защиты при малых тор­мозных токах. Величина Icp.oвыбирается с учетом возможности отстройки защиты от тока не­баланса номинального режима:

где Кодн =0,5 - коэффициент однотипности трансформаторов тока;

f_i=0,1- относительная погрешность трансформаторов тока.

Уставка выбирается из условия:

где Кн = 2 - коэффициент надежности.

Принимаем уставку: Icp.o= (0,15÷ 0,20) Iн.

2) Коэффициент торможения Кг определяет чувствительность защиты к повреждениям при протекании тока нагрузки. Величина Кт выбирается с учетом отстройки защиты от токов небаланса, вызванных погрешностями трансформаторов тока при сквозных коротких замыка­ниях.

Максимальный ток небаланса при внешнем трехфазном коротком замыкании равен:

где К_АП = 2 – коэффициент апериодической составляющей;

fi=0,1- относительная погрешность трансформаторов тока;

Кодн =0,5 - коэффициент однотипности трансформаторов тока (0,5-для однотипынхТТ, 1,0 для разных ТТ);

Iмакс - максимальный ток через трансформаторы тока в линейных выводах при внешнем трехфазном коротком замыкании в цепи генераторного напряжения, определяемый как:

Коэффициент торможения выбирается из условия:

где К_Н = 2 – коэффициент надежности;

Iт - ток трехфазного короткого замыкания на выводах генератора

Принимаем уставкуКт = 0,3 ÷0,5.

3) Уставка начального торможения (увеличивает зону работы защиты без торможения) равна:

 

4) Тормозной ток В определяет точку излома характеристики срабатывания. При выборе В должно выполняться условие:

 

Принимаем типовое значение уставки В = 1,5 (при этом условие выполняется).

4) Для обеспечения надежной работы при больших токах короткого замыкания в зоне действия, предусматривается токовая отсечка с током срабатывания I_ОТС = 2÷12Iном.

Принимаем уставку: I_ОТС = 6Iном.

На рисунке 1 приведена характеристика срабатывания дифференциальной защиты генератора, на рисунке 2 – трансформатора.

5.2 Защита от замыканий на землю обмотки статора генератора (U n (U o).

Защита обеспечивает 100% охват обмотки статора генератора, работающего в режиме изолированного блока и не имеющего гальванической связи с системой собственных нужд.

Защита выполнена с помощью двух органов напряжения:

1) Первый орган (U₀) реагирует на основную составляющую напряжения нулевой последова­тельности U₀ и защищает 85-95% витков обмотки статора со стороны фазных выводов; U₀ включается на напряжение нулевой последовательности3U₀ ТН линейных выводов генератора, измеряемое обмоткой «разомкнутый треугольник».

Напряжение срабатывания органа основной гармоники выбирается из условия отстройки от действующего значения напряжения нулевой последовательности основной час­тоты обусловленного электростатической индукцией силового трансформатора блока (Uoэл.ст.) при КЗ на землю на стороне ВН.

Расчет Uoэл.ст. выполнен в соответствии с методикой, рекомендованной Руководящими Указаниями (вып.5).

 

 

 

 

 

 

 

Расчетное значение Uoэл.ст. = 317 В.

Напряжение срабатывания защиты определится из выражения:

 

 

2) Второй орган (U₀₃) реагирует на соотношение напряжений третьей гармоники в нейтрали и на выводах генератора и защищает часть витков обмотки статора со стороны нейтрали (зависит от Кт). Состоит из двух контуров, рабочего и тормозного.

Рабочая цепь U₀₃ включается на напряжения нулевой последовательности на выводах генератора (U∆) и в его нейтрали (Un), а тормозная цепь включается на напряжение нулевой последовательно­сти в нейтрали генератора (Un).При этом, орган U₀₃ реагирует только на отношение абсолютных значений третьей гармоники указанных напряжений, в соответствии с условием срабатывания защиты:

где – рабочее напряжение,

– тормозное напряжение,

К_Т – коэффициент торможения.

 

 

 

 

Расстояние от нейтрали генератора до места замыкания в обмотке статора зависит от Кт:

 

Например при Кт=1,5 орган U₀₃ работает селективно и защищает 28,6% обмотки статора со стороны нейтрали.