5 Релейная защита и автоматика

Силовое электрооборудование электростанций, подстанций и электрических сетей должно быть защищено от коротких замыканий и нарушений нормальных режимов устройствами релейной защиты, автоматическими выключателями или предохранителями и оснащено устройствами электроавтоматики, в том числе устройствами противоаварийной автоматики и устройствами регулирования.

Рассмотрим защиты основных элементов ГЭС: генераторов, трансформаторов, КРУЭ и ЛЭП.

5.1 Технические данные защищаемого оборудования

Параметры гидрогенератора представлены в таблице 5.1, а параметры силового трансформатора в таблице 5.2.

Таблица 5.1- Параметры гидрогенератора

Тип			СВ-1260/235-60Т
мощность номинальная	полная	206
	активная	175
номинальное напряжение			15,75
коэффициент мощности cos φ			0,85
частота			50
частота вращения			100
число фаз обмотки статора (количество параллельных ветвей)			2
номинальный ток статора			7,54
ток ротора при номинальной нагрузке			1,9
индуктивное сопротивление по продольной оси (о.е.)	синхронное Xd	1,02
	переходное X'd	0,33
	сверхпереходное X"d	0,26
индуктивное сопротивление обратной последовательности Х2			0,147
емкость обмотки статора			1,02

Таблица 5.2- Параметры силового трансформатора

Тип	ТДЦ-400000/220
мощность номинальная	400
номинальное напряжение	220
напряжение короткого замыкания	11
группа соединений	Yн/Δ

5.2 Расчёт номинальных токов

Для дальнейшего расчёта необходимо знать номинальные токи на генераторном и на высшем напряжении.

На генераторном напряжении:

(5.1)

Номинальный ток генераторного напряжения приведённый к низшей стороне трансформатора тока:

; (5.2)

На высшем напряжении распределительного устройства:

Номинальный ток высшего напряжения приведённый к низшей стороне трансформатора тока:

;

5.3 Перечень защит основного оборудования

В соответствии с ПУЭ [8, глава 3] принимаем к установке следующие виды защит на основном оборудовании.

Защиты генератора СВ – 1260/235-60Т – 206 МВА:

• Продольная дифференциальная защита генератора (от междуфазных КЗ в обмотках статора генератора и на его выводах);

• Поперечная дифференциальная защита генератора;

• Защита от замыканий на землю обмотки статора генератора;

• Защита от повышения напряжения (для предотвращения недопустимого повышения напряжения при сбросах нагрузки);

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

• Токовая защита от внешних симметричных КЗ;

• Защита от асинхронного хода с потерей возбуждения;

• Защита от симметричной перегрузки обмотки статора;

• защита от перегрузки обмотки ротора, контроль длительности форсировки;

• Дистанционная защита от внешних коротких замыканий

• Защита от длительной форсировки

• защита ротора от замыканий на землю в одной точке;

• устройство резервирования отказа выключателя (УРОВ) генератора.

Защиты силового трансформатора ТДЦ-400000/220:

• Продольная дифференциальная защита (от внутренних междуфазных повреждений и повреждений на выводах обмоток трансформатора));

• Газовая защита (от внутренних повреждений);

• Защита от повышения температуры масла в баке трансформатора;

• Защита от потери охлаждения (потеря питания или поломка маслонасоса и вентилятора системы охлаждения трансформатора);

• Токовая защита обратной последовательности (от внешних несимметричных КЗ и перегрузок);

• МТЗ с пуском минимального напряжения (для защиты от внешних симметричных КЗ);

• Контроль уровня масла в расширительном баке;

• Защита от однофазных замыканий на землю в сети 220кВ;

• Контроль изоляции сети 15,75 кВ;

• Защита от перегрузки (резервная защита).

Защиты КРУЭ 220кВ – ELK 14:

• Продольная дифференциальная защита шин от всех видов КЗ;

• АПВ (с контролем отсутствия напряжения).

Противоаварийная автоматика:

• Автоматическое предотвращение нарушения устойчивости(АПНУ);

• Автоматическая ликвидация асинхронных режимов (АЛАР);

• Автоматическое ограничение повышения частоты (АОПЧ);

• Автоматика ограничения повышения напряжения (АОПН).

Защиты воздушных линий 220кВ:

Основные защиты:

• Дифференциально–фазная высокочастотная защита(от всех видов КЗ);

Резервные защиты:

• Трехступенчатая дистанционная защита (от междуфазных замыканий);

• Ступенчатая токовая направленная защита нулевой последовательности (от замыканий на землю);

• Токовая отсечка (от близких междуфазных замыканий);

• УРОВ 220кВ (для обеспечения отключения КЗ при отказах выключателей 220кВ).

Защиты трансформаторов собственных нужд ГЭС:

• Дифференциальная защита;

• Газовая защита;

• МТЗ на стороне 15,75 кВ;

• МТЗ на стороне 6 кВ;

• Защита от перегрузки;

• Защита устройств РПН;