3 Выбор и расчет защит для данного турбогенератора

Применяем следующие виды защит:

1. Продольная дифференциальная защита, которая применяется для защиты от многофазных коротких замыканий.

2. Токовая защита нулевой последовательности, которая применяется для защиты от замыканий на землю.

3. Максимальная токовая защита, которая применяется для защиты от перегрузки.

4. Защита минимального напряжения.

Расчет токов короткого замыкания

При расчётах релейной защиты промышленных электроустановок, связанных с выбором уставок срабатывания и проверки чувствительности в качестве исходных данных используем результаты расчётов начального действующего значения периодической составляющей токов короткого замыкания.

При выборе уставок срабатывания токовых отсечек и дифференциальных токовых защит необходимо знать максимальное значение тока в месте установки защиты при трёхфазном коротком замыкании в конце защищаемого участка.

Для проверки чувствительности защиты требуется рассчитать наименьшее значение тока в реле защиты при коротком замыкании в конце её основной зоны действия и в зоне резервирования.

Схема замещения для расчёта токов короткого замыкания представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 – Схема замещения для расчета токов короткого замыкания

По справочным данным определяем значения U_к для крайних и среднего положений РПН:

Сопротивления трансформаторов определяем по формуле:

(1)

С опротивления системы:

(2)

Ом;

Ом.

Сопротивления линий:

(3)

где Ом/км – удельное сопротивление линий;

Ом;

Ом;

Ом;

Ом;

Ом.

Суммарное сопротивление:

(4)

Ом;

Ом;

Ом.

Токи короткого замыкания (от системы):

(5)

А;

А;

А.

П риводим ток короткого замыкания к низшей стороне 6 кВ:

(6)

где К_Т = U_ВН/U_НН = 115/6,3 =18,3;

кА;

кА.

Далее определяем ток подпитки от генератора. Сопротивление генератора рассчитываем по формуле:

Ом, (7)

где – сверхпереходное сопротивление генератора;

(8)

Ток подпитки находим по формуле:

кА; (9)

Суммарный ток короткого замыкания от системы и от соседнего генератора рассчитываем по формуле:

; (10)

Уравнительный ток асинхронного режима определяем по формуле:

кА; (11)

кА;

3.1 Продольная дифференциальная защита синхронного генератора

Продольную дифференциальную защиту выполняем в виде двухфазной двухрелейной (рис. 3). Для выполнения защиты используем трансформаторы тока ТПОЛ – 6-1500/5 с коэффициентом трансформации КI=300, установленные со стороны шинных выводов. Трансформаторы тока располагаются у генераторного выключателя так, что в зону защиты входят не только обмотка статора, но и соединения генератора с выключателем. Трансформаторы выбираются с равным коэффициентом трансформации в связи с равенством сравниваемых токов первичной токов в нормальном режиме работы генератора. Защитное заземление вторичных цепей трансформаторов тока выполняется общим в одном месте у реле. В качестве реле используем РНТ-566 - это реле с насыщающимся трансформатором тока.

Расчет продольной дифференциальной защиты в общем случае сводится к определению тока срабатывания и коэффициента чувствительности. Ток срабатывания продольной дифференциальной защиты должен удовлетворять условию:

; (12)

где К_отс = 1,3; К_ап = 1 1,2; К_одн = 0,5; = 10 %;

Для определения рассматривают два режима:

1). Трехфазное короткое замыкание на шинах генераторного напряжения (при t=0), при этом:

; (13)

;

где принимаем ;

О пределяем номинальный ток двигателя:

А. (14)

2). Асинхронный режим генератора, при котором:

; (15)

А.

При выборе тока срабатывания принимается большее из двух найденных значений тока небаланса.

А; (16)

Определяем коэффициент чувствительности. Коэффициент должен удовлетворять следующему условию: .

; (17)

6,4  2 условие выполняется.

где кА. (18)

Определяем ток срабатывания реле:

А. (19)

Уставка реле – 20 А.

Также необходимо определить число витков рабочей обмотки:

витков (20)

где - МДС срабатывания реле РНТ

Рисунок 3 – Продольная дифференциальная защита генератора