Проектирование релейной защиты электроустановок

Проектирование релейной защиты электроустановок

Содержание

Введение

1. Выбор необходимого состава системы релейной защиты блока генератор-трансформатор электрической станции, обеспечивающий полноту его защищенности

. Расчет уставок срабатывания и разработка схемы подключения выбранных устройств релейной защиты блока генератор-трансформатор

2.1 Исходные данные для расчета

2.2 Расчет параметров схемы замещения и токов короткого замыкания

2.3 Продольная дифференциальная токовая защита генератора

.4   Поперечная дифференциальная защита генератора от межвитковых коротких замыканий в обмотке статора

.5   Защита от замыканий на землю в обмотке статора генератора

2.6 Защита от асинхронного режима при потере возбуждения

.7   Дифференциальная защита трансформатора блока от внутренних повреждений

2.8 Дифференциальная защита ошиновки 330-750 кВ

.9   Резервная дифференциальная защита энергоблока

.10 Защита от внешних симметричных коротких замыканий

.11 Защита от несимметричных коротких замыканий и перегрузок током обратной последовательности с интегральной зависимой характеристикой выдержки времени срабатывания

.12 Защита от повышения напряжения

.13 Защита от внешних однофазных коротких замыканий в сети с большим током замыкания на землю

.14 Контроль изоляции на стороне низкого напряжения

2.15 Защита от перегрузки обмотки статора

2.16 Защита ротора генератора от перегрузки током возбуждения с интегральной зависимой характеристикой выдержки времени

. Разработка методики проведения технического обслуживания дифференциального устройства защиты типа ДЗТ-21 в течение всего срока службы

3.1 Виды технического обслуживания устройств релейной защиты

3.2 Основные технические данные

.3 Проверка защиты

3.4 Объём работ при техническом обслуживании устройства релейной защиты ДЗТ-21

Список литературы

Приложения

Введение

Устройства релейной защиты должны обладать необходимыми для них свойствами, соответствующими известным основным требованиям: быстродействию, чувствительности, селективности и надёжности.

Для достижения требуемой эффективности функционирования защиты энергоблоков необходимо выполнение следующих условий:

·  основные защиты от внутренних КЗ должны обеспечивать быстрое отключение повреждений любого элемента блока. При этом не должно оставаться ни одного незащищённого (не входящего в зону действия защит) участка первичной схемы. Однако в ряде случаев приходится вынужденно допускать применение защит, неполностью охватывающих защищаемое оборудование (например, при витковых замыканиях);

·        резервные защиты энергоблока также должны охватывать все его элементы и должны обеспечивать ближнее и дальнее резервирование соответственно основных защит блока и защит прилежащей сети (на АЭС ближнее резервирование должно быть быстродействующим);

·        повреждения, не сопровождающиеся КЗ и не отражающиеся на работе энергоблока, также должны по возможности быстро отключаться, если их развитие может привести к значительным разрушениям оборудования;

·        анормальные режимы (например, перегрузки, потеря возбуждения и др.) должны автоматически ликвидироваться защитой, если они недопустимы для оборудования или для энергосистемы. В случаях, когда не требуется немедленная ликвидация анормального режима, допускается только сигнализация о его возникновении;

·        действие устройств релейной защиты должно быть увязано с технологическим;

·        действие устройств релейной защиты должно быть увязано с технологическими защитами и автоматикой энергоблока.

Основные требования к выполнению релейной защиты, обязательные при проектировании и в эксплуатации, устанавливают Правила устройства электроустановок, Правила технической эксплуатации и другие директивные материалы на основе многолетнего опыта научно-исследовательских разработок, производства, проектирования и эксплуатации устройств релейной защиты.

. Выбор необходимого состава системы релейной защиты блока генератор-трансформатор электрической станции, обеспечивающий полноту его защищенности

В соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) для защиты блоков генератор-трансформатор при мощности генератора более 10 Мвт должны быть предусмотрены устройства релейной защиты от следующих видов повреждений и анормальных режимов:

·  от замыканий на землю в цепи генераторного напряжения;

·        от многофазных коротких замыканий в обмотке статора генератора и на его выводах;

·        от межвитковых коротких замыканий в обмотке статора генератора при наличии двух параллельных ветвей;

·        от многофазных коротких замыканий в обмотках блочного трансформатора и на его выводах;

·        от межвитковых коротких замыканий в обмотках блочного трансформатора;

·        от внешних коротких замыканий;

·        от перегрузки генератора токами обратной последовательности (при мощности генератора более 30 Мвт);

·        от симметричной перегрузки генератора и трансформатора;

·        от перегрузки ротора генератора током возбуждения;

·        от повышения напряжения (для генераторов мощностью 100 Мвт и более);

·        от замыканий на землю в одной точке обмотки возбуждения;

·        от замыканий на землю во второй точке обмотки возбуждения (при мощности генераторов менее 160 Мвт);

·        от перехода в асинхронный режим при потере возбуждения;

·        от понижения уровня масла в баке трансформатора;

·        от повреждения изоляции вводов высокого напряжения блочного трансформатора (при напряжении 500 кВ и выше).

Для защиты от различных видов повреждений и анормальных режимов блоков генератор-трансформатор при мощности генератора 160 - 1000 Мвт должны быть предусмотрены следующие устройства релейной защиты:

·  продольная дифференциальная защита генератора от многофазных коротких замыканий в обмотке статора и на его выводах;

·        поперечная дифференциальная защита генератора от межвитковых коротких замыканий в обмотке статора при наличии двух параллельных ветвей;

·        от перехода в асинхронный режим при потере возбуждения;

·        дифференциальная защита блочного трансформатора от всех видов коротких замыканий;

·        дифференциальная защита ошиновки напряжением 330 - 750 кВ;

·        защита от внешних симметричных коротких замыканий;

·        защита от несимметричных коротких замыканий с интегральной зависимой характеристикой выдержки времени срабатывания;

·        защита от повышения напряжения;

·        защита от внешних однофазных коротких замыканий с большим током замыкания;

·        защита от перегрузки обмотки статора;

·        защита от перегрузки ротора генератора током возбуждения с интегральной зависимой характеристикой выдержки времени срабатывания;

·        газовая защита блочного трансформатора;

·        защита от замыканий на землю в одной точке обмотки возбуждения;

·        защита от замыканий на землю в цепи генераторного напряжения;

·        защита от повреждения изоляции вводов высокого напряжения блочного трансформатора (при напряжении 500 кВ и выше).

2. Расчет уставок срабатывания и разработка схемы подключения выбранных устройств релейной защиты блока генератор-трансформатор

2.1 Исходные данные для расчёта

Блочный трансформатор ОРЦ-533000/500.Генератор энергоблока ТВВ-1000-2У3

,

,о.е.

о.е.

Трансформатор СН ТРДНС 63000/35 Напряжение энергосистемы 500 кВ

2.2 Расчёт параметров схемы замещения и токов короткого замыкания

Расчёт параметров схемы замещения и токов короткого замыкания для рассматриваемого примера. Индуктивная составляющая сопротивления сети в максимальном режиме, приведённая к стороне высшего напряжения:

Индуктивная составляющая сопротивления сети в минимальном режиме, приведённая к стороне высшего напряжения:

Значение индуктивной составляющей сопротивления трансформатора энергоблока, приведённое к стороне высшего напряжения:

Значение индуктивной составляющей сопротивления трансформатора собственных нужд энергоблока, приведённое к стороне высшего напряжения:

Значение индуктивной составляющей сопротивления генератора энергоблока, приведённое к стороне высшего напряжения:

Номинальное значение первичного тока на стороне высокого напряжения энергоблока 500 кВ:

Номинальное значение первичного тока на стороне низкого напряжения блочного трансформатора энергоблока 24 кВ:

Номинальное значение первичного тока в ответвлении на трансформатор собственных нужд 24 кВ:

Для компенсации фазового сдвига за счёт схемы соединения трансформатора  схема соединения трансформаторов тока на стороне ВН выбирается - “треугольник”, а на стороне НН и в ответвлении на ТСН - “звезда”.

В соответствии с величинами номинальных значений токов блочного трансформатора со сторон ВН, НН и ТСН на стороне ВН используется встроенный трансформатор тока с коэффициентом трансформации К_{I ВН} = 2000/1А, на стороне НН - трансформатор тока с коэффициентом трансформации К_{I НН} = 30000/5А, а на стороне ответвления на ТСН - трансформатор тока с коэффициентом трансформации К_{I ТСН} = 1500/5 А.

Вторичный ток в плече защиты на стороне высшего напряжения блочного трансформатора, соответствующий номинальной мощности защищаемого трансформатора, составляет:

Вторичный ток в плече защиты на стороне низшего напряжения блочного трансформатора, соответствующий номинальной мощности защищаемого трансформатора, составляет:

Вторичный ток в плече защиты в ответвлении на трансформатор собственных нужд, соответствующий номинальной мощности ТСН, составляет:

Максимальное значение первичного тока, приведённое к стороне ВН энергоблока, проходящего через защищаемый трансформатор при трёхфазном металлическом коротком замыкании на выводах одной из расщеплённых обмоток трансформатора собственных нужд составляет:

Так как в цепи генераторного напряжения установлен выключатель нагрузки, то в качестве расчётного принимается трёхфазное металлическое короткое замыкание на выводах ВН трансформатора блока. Максимальный первичный ток, проходящий через защищаемый трансформатор в этом режиме и приведённый к стороне ВН блока составляет:

Максимальный первичный ток, проходящий через защищаемый трансформатор в этом режиме и приведённый к стороне НН блока составляет:

Минимальное значение тока двухфазного короткого замыкания на выводах ВН трансформатора при работе энергоблока на холостом ходу составляет:

Приведем минимальное значение тока двухфазного короткого замыкания на выводах ВН трансформатора при работе энергоблока на холостом ходу к стороне НН (24кВ):

Минимальное значение тока двухфазного короткого замыкания на выводах НН трансформатора в минимальном режиме работы энергосистемы и при отключённом генераторе составляет:

Приведем минимальное значение тока двухфазного короткого замыкания на выводах НН трансформатора в минимальном режиме работы энергосистемы и при отключённом генераторе к стороне НН (24кВ):

.3 Продольная дифференциальная токовая защита генератора

Защита выполняется на реле с тормозным действием и быстронасыщающимся трансформатором типа ДЗТ-11/5. Реле имеет рабочую обмотку с ответвлением посередине и тормозную обмотку.

Тормозную обмотку наиболее целесообразно присоединить к трансформаторам тока со стороны линейных выводов. Наличие торможения позволяет повысить чувствительность защиты за счёт отстройки от внешних коротких замыканий и асинхронного режима.

Выбор уставок защиты сводится к определению числа витков тормозной обмотки при принятом числе витков рабочей обмотки.

МДС срабатывания реле при отсутствии торможения F_ср=100 А. При этом минимальный ток срабатывания реле составляет:

 А (1.1)

При этом для всех типов генераторов первичный ток срабатывания защиты составляет.

Число витков рабочей обмотки принимается в зависимости от соотношения токов в плечах защиты в условиях номинального режима. При соотношении токов 1:1 (обмотка статора имеет одну параллельную ветвь) используются 144 витка рабочей обмотки. При соотношении токов 1:2 (обмотка статора имеет две параллельных ветви) используется ответвление в средней части рабочей обмотки, к которому подключается плечо с большим током.

В нашем случае обмотка статора имеет две параллельных ветви тогда используются 72 витка рабочей обмотки

Необходимое торможение определяется по условию отстройки защиты от наибольшего тока небаланса при внешнем коротком замыкании или асинхронном ходе генератора:

А (1.2)

где:  - относительная погрешность трансформаторов тока, принимается равной 0,1;

 - коэффициент однотипности, для однотипных трансформаторов принимается равным 0,5, а для разнотипных - 1,0;

 - коэффициент, учитывающий апериодическую составляющую тока, для реле серии ДЗТ с насыщающимся трансформатором принимается равным 1,0;

 - периодическая составляющая тока короткого замыкания или наибольшее значение тока асинхронного хода, А.

На блоках с выключателем в цепи генератора ток  определяется при коротком замыкании на выводах генератора, а при его отсутствии -при коротком замыкании за трансформатором блока.

Наибольшее значение тока асинхронного хода приведенное к стороне ВН определяется по выражению:

 А(1.3)

где:  - фазное напряжение сети высшего напряжения блока;

 - переходный реактанс генератора;

 - сопротивление трансформатора;

 - сопротивление сети в максимальном режиме.

Где  приведенное к стороне ВН:

Приведем значение тока асинхронного хода к стороне НН:

Намагничивающая сила рабочей обмотки реле вычисляется по значению тока в рабочей обмотке, равного току небаланса, и числу витков рабочей обмотки насыщающегося трансформатора реле:

 (1.4)

где:  - число витков рабочей обмотки, 144 или72 витка;

 - коэффициент отстройки, принимаемый равным 1,6;

 - суммарный коэффициент трансформации двух трансформаторов тока (с  15000/5);

 - определяется по выражению (1.2) и принимается большим из двух условий (короткое замыкание и асинхронный ход).

Для выбора числа витков тормозной обмотки определяется МДС по тормозной характеристике реле серии ДЗТ-11 (приложение №2) из условия минимального торможения Fт=530.

Расчётное число витков тормозной обмотки определяется по выражению:

 (1.5)

где:  - то же, что и в п.1.2.

 - суммарный коэффициент трансформации двух трансформаторов тока (с  15000/5);

Принимается ближайшее большее число витков по справочным данным Wт расч = 16

Чувствительность защиты при отсутствии торможения определяется при двухфазном коротком замыкании на выводах генератора и его работе на холостом ходу:

 (1.6)

где:  - полный ток в месте короткого замыкания;

 - определяется по формуле (1.1);

 - суммарный коэффициент трансформации двух трансформаторов тока (с  15000/5);

Значение тока двухфазного короткого замыкания  на выводах генератора и его работе на холостом ходу

Значение индуктивной составляющей сопротивления генератора энергоблока, приведённое к стороне 24кВ:

При наличии торможения коэффициент чувствительности определяется соотношением:

 (1.7)

Для нахождения  предварительно для случая двухфазного короткого замыкания на выводах генератора определяется рабочая и тормозная МДС:

 (1.8)

где:  - число витков рабочей обмотки (72 витка);

 (1.9)

где:  - ток короткого замыкания со стороны системы;

 - принятое число витков тормозной обмотки;

 - суммарный коэффициент трансформации двух трансформаторов тока (с  15000/5).

Далее по тормозной характеристике (Приложение №2) при максимальном торможении определяется точка с координатами  и , которая соединяется с точкой начала координат. Находится  по пересечению прямой с тормозной характеристикой при максимальном торможении (верхняя характеристика) и определяется по (1.7) коэффициент чувствительности.

.4 Поперечная дифференциальная защита генератора от межвитковых коротких замыканий в обмотке статора

Защита выполняется на токовом реле типа РТ-40/Ф с фильтром высших гармоник и включается на трансформатор тока, установленный в перемычке между двумя нейтралями параллельных ветвей обмотки статора. Реле имеет четыре диапазона уставок от 1,75 до 17,5 А.

При проектировании можно принять А. Как правило,  и значение тока срабатывания защиты определяется при наладке по условию отстройки от токов небаланса при внешнем коротком замыкании. С этой целью измеряется ток небаланса в катушке исполнительного органа в режиме холостого хода генератора при максимальном напряжении и в режиме короткого замыкания при номинальном токе. Измерения выполняют на минимальном диапазоне уставки реле (1,75... 3,5 А). Первичный ток срабатывания защиты:

 А (2.1)

где:  - коэффициент трансформации трансформации трансформатора тока поперечной дифференциальной защиты.

2.5 Защита от замыканий на землю в обмотке статора генератора

Общие положения.

Защита от замыканий на землю в обмотке статора генератора выполняется действующей по напряжению и содержит два органа: максимальное реле напряжения первой гармоники, защищающее до 90% обмотки статора со стороны линейных выводов, и реле напряжения третьей гармоники с торможением, защищающее до 35% обмотки статора генератора со стороны нулевых выводов.

Расчёт уставок защиты сводится к определению параметров срабатывания указанных органов.

Определение уставки органа максимального напряжения

Уставку органа напряжения  выбирают по условию отстройки от напряжения нулевой последовательности основной частоты при однофазном коротком замыкании на стороне высокого напряжения за трансформатором блока:

 (3.1)

где:  - утроенное напряжение нулевой последовательности со стороны линейных выводов генератора;

 - коэффициент отстройки, принимаемый равным 1,3;

 - коэффициент трансформации трансформатора напряжения обмотки, соединённой в разомкнутый треугольник:

Напряжение нулевой последовательности на выводах генератора:

(3.2)

где:  - коэффициент, учитывающий режим нейтрали генератора (при заземлённой нейтрали ; при изолированной - );

 - максимальное значение напряжения нулевой последовательности на стороне высокого напряжения трансформатора блока при однофазном коротком замыкании (определяется расчётом);

 - ёмкость между обмотками высокого и низкого напряжения одной фазы трансформатора блока;

 - ёмкость одной фазы обмотки статора генератора на землю;

 - ёмкость одной фазы обмотки низкого напряжения трансформатора блока на землю.

В связи со сложностью определения ёмкостей  и  целесообразно при наладке измерять напряжения на фазных выводах генератора при подаче напряжения от постороннего источника  на разземлённую нейтраль трансформатора блока относительно земли.

Напряжение  на генераторе в реальных условиях будет больше измеренного в  раз (коэффициент  тот же, что и в выражении (3.2)).

В целях предотвращения излишних отключений энергоблоков из-за чрезмерной чувствительности рекомендуется принимать уставку реле напряжения 10 В. В любом случае уставка не должна превышать 15 В.

В защите ЗЗГ-1 с целью отстройки от внешних однофазных коротких замыканий применяется выдержка времени на срабатывание . В защитах более поздней разработки (ЗЗГ-11 и ЗЗГ-12) предусмотрена блокировка защиты по напряжению обратной последовательности и поэтому задержка на срабатывание не требуется.

Определение уставки третьей гармоники

На рабочую цепь подаётся сумма напряжений третьей гармоники со стороны нейтрали  и линейных выводов , а на тормозную цепь - напряжение третьей гармоники со стороны нейтрали .

Отношение  при снижении которого до заданного уровня срабатывания органа третьей гармоники, представляет собой сопротивление обмотки статора со стороны нейтрали на землю, отнесённое к удвоенному ёмкостному сопротивлению генератора:

(3.3)

Срабатывание органа третьей гармоники определяется уставкой коэффициента торможения, равного отношению напряжения рабочей цепи к напряжению тормозной цепи:

 (3.4)

где:  - коэффициент отстройки;

 - относительное сопротивление срабатывания.

Уставку  выбирают по условию надёжного действия () органа торможения третьей гармоники в конце зоны, охватываемой органом первой гармоники.

При оптимальной уставке реле  напряжение в конце зоны его надёжного действия с  составит . При этом орган напряжения нулевой последовательности охватывает 0,7 числа витков со стороны линейных выводов. Следовательно зона надёжного действия органа третьей гармоники со стороны нейтрали должна быть .

В случае металлического замыкания в конце этой зоны:

где:  - ЭДС третьей гармоники генератора.

Принимая  и подставляя его вместо  в выражение (3.4), получаем:

 или:

Такую подстановку следует принимать для всех турбогенераторов независимо от уставки органа напряжения первой гармоники.

Зону действия органа третьей гармоники при металлическом замыкании со стороны нейтрали определяют по выражению (3.4), принимая . Если принять , то  и , то . Отсюда . При  зона действия органа торможения третьей гармоники со стороны нейтрали () составит:

При замыкании со стороны линейных выводов ():

 и  (3.5)

При этом зона со стороны линейных выводов будет . При  зона действия органа торможения третьей гармоники со стороны линейных выводов составит:

Наличие зоны действия органа третьей гармоники со стороны линейных выводов генератора резервирует реле напряжения нулевой последовательности.

В защите ЗЗГ-1 отстройка от напряжения основной частоты органа третьей гармоники выполнена в недостаточной степени, поэтому при наладке требуется выполнить проверку отстройки органа третьей гармоники от частоты 50 Гц. При необходимости вводится блокировка по напряжению обратной последовательности. Для защиты ЗЗГ-11 такая проверка не требуется. На блокирующем реле напряжения обратной последовательности рекомендуется уставка .

Реле по производной в защите ЗЗГ-12 не имеет регулируемых уставок и расчётная проверка надёжности его действия не требуется. На однофазные короткие замыкания на стороне высокого напряжения реле по производной не реагирует.

Для обеспечения правильной работы органа третьей гармоники следует устанавливать измерительные трансформаторы напряжения в нейтрали и на выводах генератора с одинаковыми номинальными первичными напряжениями. При этом номинальные вторичные напряжения трансформатора напряжения, соединённого в разомкнутый треугольник, равны 100/3 В, а номинальное напряжение трансформатора напряжения, установленного в нейтрали должно быть 100 В.

2.6 Защита от асинхронного режима при потере возбуждения

Защита выполняется на одном из трёх реле сопротивления комплекта КРС-2.Положение характеристики реле на комплексной плоскости сопротивлений определяется положением комплексного сопротивления на выводах генератора в режиме нормальной работы и асинхронном режиме.

В нормальном режиме вектор комплексного сопротивления находится в I квадранте, а при потере возбуждения и переходе в асинхронный режим перемещается в IV квадрант. По этой причине характеристика срабатывания реле сопротивления защиты выбирается в III и IV квадрантах при угле максимальной чувствительности близком к .

Первичное сопротивление срабатывание, определяющее диаметр окружности реле, принимается равным , что целесообразно для обеспечения надёжной работы реле при потере возбуждения ненагруженным генератором.

 (4.1)

Для предотвращения срабатывания реле при нарушениях синхронизма в энергосистеме его характеристика смещается по оси  комплексной плоскости в сторону III и IV квадрантов на . Угол максимальной чувствительности желательно иметь равным . На применяемых реле удаётся получить .

Сопротивлению диаметра характеристики и её смещению в III и IV квадранты соответствуют вторичные значения этих сопротивлений:

 (4.2)

где:  - первичное сопротивление срабатывания или смещения характеристики;

 и  - коэффициент трансформации соответственно трансформаторов тока и напряжения.

Время срабатывания защиты принимается равным 1...2 с. Указанная выдержка времени необходима для предотвращения излишних срабатываний защиты при нарушениях динамической устойчивости и асинхронном ходе в системе.

.7 Дифференциальная защита трансформатора блока от внутренних повреждений

Общие положения

Дифференциальная защита трансформаторов блоков мощностью 160...1000 Мвт выполняется с использованием дифференциального токового реле с торможением типа ДЗТ-21-У3.

В защите для отстройки от токов включения при постановке трансформатора под напряжение используется время-импульсный принцип с торможением от второй гармоники дифференциального тока. Благодаря этому реле обладает высокой чувствительностью, поскольку ток срабатывания защиты по условию отстройки от броска намагничивающего тока принимается равным .

Для отстройки защиты от токов небаланса при внешних коротких замыканиях используется торможение от токов плеч защиты, что также обусловливает повышение чувствительности защиты. В схемах защиты цепи процентного торможения подключаются со стороны высшего и нижнего тока.

Тормозная характеристика в начальной части имеет горизонтальный участок со ступенчатым регулированием на два положения полусуммы тормозных токов.

Для выравнивания токов плеч защиты и для возможности подключения защиты к трансформаторам тока с номинальным вторичным током 1,0 А (со стороны высокого напряжения) используются согласующие повышающие автотрансформаторы тока типа АТ-31-У3.

При применении для дифференциальной защиты на всех напряжениях трансформаторов тока с номинальным вторичным током 5,0 А согласующие автотрансформаторы тока могут не устанавливаться, однако их применение может оказаться необходимым в тех случаях, когда значение вторичного тока плеча в номинальном режиме трансформатора выходит за пределы номинальных токов ответвлений трансформатора рабочей цепи более, чем 0,5 А (если со стороны высокого напряжения трансформатора не может быть принят другой коэффициент трансформации трансформатора тока).

Для повышения быстродействия защиты при больших токах короткого замыкания внутри защищаемой зоны предусмотрена дифференциальная отсечка, позволяющая фиксировано менять уставку срабатывания ( или ).

В дифференциальной токовой защите типа ДЗТ-21 конструктивно предусмотрено регулирование минимального тока срабатывания, коэффициента торможения, длины горизонтального участка тормозной характеристики, уставки срабатывания дифференциальной отсечки, а также имеется возможность выравнивания тока в плечах защиты.

Минимальный ток срабатывания защиты при отсутствии торможения определяется по условию отстройки от тока включения блочного трансформатора под напряжение:

или (5.1)

где:  - номинальный ток со стороны высокого напряжения, соответствующий номинальной щности трансформатора

Ток ответвления со стороны собственных нужд подаётся в защиту в том случае, если при коротком замыкании за трансформатором собственных нужд  при . В соответствии с проведёнными расчётами ток ответвлений подаётся в защиту на всех схемах энергоблоков за исключением энергоблоков мощностью 1000 Мвт.

В нашем случае ток ответвления со стороны собственных нужд в защиту не подаётся.

Помимо условия (5.1) должна обеспечиваться отстройка защиты от токов небаланса при внешнем коротком замыкании или тока нагрузки, соответствующих концу горизонтального участка тормозной характеристики, поскольку в этом случае на реле отсутствует эффект торможения.

Однако на блоках генератор-трансформатор, не имеющих устройства регулирования напряжения под нагрузкой, условие отстройки минимального тока срабатывания защиты от тока небаланса в указанных режимах не проверяется, так как автоматически выполняется при выборе тока срабатывания защиты по выражению (5.1) для случая включения ненагруженного трансформатора под напряжение.

Выбор ответвлений трансформатора рабочей цепи, а также варианта включения автотрансформатора тока. Определяются первичные номинальные токи для обеих сторон защищаемого трансформатора ().

Определяются вторичные токи в плечах защиты:

 (5.2)

 (5.3)

где:  - коэффициент схемы ( при соединении вторичных обмоток трансформаторов тока в звезду и  при соединении в треугольник);

 - коэффициенты трансформации трансформаторов тока на сторонах, соответственно, высокого, низкого напряжений блочного трансформатора

Выбираются ответвления трансреактора рабочей цепи для стороны низшего напряжения. Номинальный ток ответвления трансреактора  (приложение №3) выбирается ближайшим меньшим по отношению к вторичному номинальному току :

При необходимости установки во вторичной цепи дополнительных трансформаторов тока со стороны низкого напряжения (понижающих автотрансформаторов тока типа АТ-32-У3) коэффициент трансформации последних выбирается таким образом, чтобы значение тока , подающегося на защиту от автотрансформатора, находилось в диапазоне номинальных токов трансформатора:

 (5.7)

где:  -номинальный ток ответвления, присоединяемого к трансреактору, равный 5,0 А;

 - ток ответвления, присоединяемого к трансформаторам тока, ближайший меньший тока .

Определяется рабочий вторичный ток , подающийся на защиту со стороны высокого напряжения трансформатора блока с учётом автотрансформаторов тока, установленных в этих цепях, и номинальный ток ответвления трансформатора:

А; (5.8)

где:  - определяется по выражению (5.7).

Принимается А (ответвление 1 )

При необходимости установки во вторичной цепи дополнительных трансформаторов тока со стороны высокого напряжения (повышающих автотрансформаторов тока типа АТ-31-У3) коэффициент трансформации последних выбирается таким образом, чтобы значение тока , подающегося на защиту от автотрансформатора, находилось в диапазоне номинальных токов трансформатора:

где:  -номинальный ток ответвления, присоединяемого к трансреактору, равный 2,5 А;

 - ток ответвления, присоединяемого к трансформаторам тока, ближайший меньший тока .

Определяется рабочий вторичный ток , подающийся на защиту со стороны высокого напряжения трансформатора блока с учётом автотрансформаторов тока, установленных в этих цепях, и номинальный ток ответвления трансформатора:

где:  - определяется по выражению (5.7).

Расчётный ток ответвления трансреактора  определяется по выражению, в которое вместо  подставляется .

Принимается =2,5 (ответвление 6 )

Определение уставки резистора R13.

Уставка реле защиты  выставляется переменным резистором R13. Выбор уставки сводится к определению для каждого плеча защиты минимального тока срабатывания реле , выраженного в долях номинального тока выбранного ответвления трансреактора. При этом следует учитывать наличие автотрансформаторов тока в цепях защиты.

Относительный ток срабатывания реле:

со стороны низкого напряжения трансформатора при наличии автотрансформатора тока:

А;

со стороны высокого напряжения автотрансформатора при наличии автотрансформатора тока:

А;

Уставка защиты  выбирается равной наибольшему полученному значению, соответствующему0,315.

В соответствии с паспортными данными защиты ДЗТ-21 резистор R13, подключаемый к регулировочному органу защиты, осуществляет плавную регулировку тока срабатывания реле в пределах от 0,3 до 0,7 номинального тока ответвления.

Выбор ответвлений трансформаторов тока тормозной цепи реле

В рассматриваемых схемах тормозные цепи реле присоединяются к трансформаторам тока со стороны обмоток высокого и низкого напряжений блочного трансформатора. Для этого используются два трансформатора тока цепи процентного торможения защиты ДЗТ-21, имеющие по четыре ответвления.

Номинальные токи ответвлений трансформаторов тока цепи процентного торможения выбираются равными или ближайшими большими подводимых к реле токов плеч  или  и :

для ТLА2: ≥(ответвление 4 )

для ТLА1: ≥  (ответвление 1 )

Расчёт защиты в условиях торможения

Использование тормозных цепей даёт возможность не отстраивать минимальный ток срабатывания защиты от внешних повреждений, когда имеется торможение.

Предотвращение срабатывания защиты в условиях торможения обеспечивается исходя из тормозной характеристики реле, которая должна выбираться таким образом, чтобы при всех возможных вариантах внешних повреждений обеспечивался необходимый коэффициент торможения.

Несрабатывание защиты обеспечивается, если все точки, соответствующие возможным при внешних коротких замыканиях отношениям приращения рабочего тока  к приращению полусуммы тормозных токов , лежат ниже тормозной характеристики реле.

При определении коэффициента торможения следует рассмотреть короткие замыкания в точках, в которых отстройка производится с помощью торможения.

На блоках с двухобмоточными трансформаторами при внешнем повреждении на стороне высокого (низкого) напряжения блока за расчётную следует принимать точку, в которой ток короткого замыкания имеет наибольшее значение и в которой защита не должна действовать. При внешнем повреждении на ответвлении к собственным нуждам торможение не требуется и не учитывается в расчёте.

С учётом вышеизложенного определение коэффициента торможения должно производиться при внешнем трёхфазном коротком замыкании на стороне высокого напряжения трансформатора блока для энергоблоков, не имеющих выключателя или с выключателем нагрузки в цепи генераторного напряжения, и на стороне низкого напряжения - для блоков с выключателем в цепи генераторного напряжения. Последнее необходимо для сохранения электроснабжения собственных нужд при повреждениях генератора. При отсутствии выключателя в цепи генератора отстройки защиты от коротких замыканий в генераторе не требуется, так как при этом энергоблок отключается полностью.

Значения рабочего тока , необходимые для подсчёта коэффициента торможения, могут быть определены следующим образом.

Ток в рабочей обмотке при внешнем трёхфазном коротком замыкании на стороне высокого и низкого напряжения трансформатора блока для каждого случая подключения дифференциальной защиты равен току небаланса:

 (5.10)

Ток небаланса определяется как сумма двух составляющих вторичного тока небаланса  и . Составляющая , обусловленная регулированием напряжения трансформатора, в токе небаланса отсутствует, так как трансформаторы блоков указанного регулирования не имеют.

=0,47+1,037 =1,507А; (5.11)

где:  - составляющая, обусловленная погрешностью трансформаторов тока;

 - составляющая, обусловленная неточностью установки расчётного тока срабатывания на ответвлениях трансформаторов рабочей цепи реле.

В выражении (5.11) учитываются абсолютные значения составляющих тока небаланса  и . Составляющие тока небаланса определяются по выражениям:

А; (5.12)

=А; (5.13)

где:  - коэффициент, учитывающий переходный режим (апериодическую составляющую тока), принимается равным 1,0;

 - коэффициент однотипности трансформаторов тока, принимается равным 1,0;

 - относительное значение полной погрешности трансформаторов тока, принимается равным 0,1;

 - периодическая составляющая вторичного тока() в плече защиты со стороны высокого и низкого напряжения трансформатора блока при внешнем коротком замыкании в расчётной точке (определяется исходя из значения первичного тока  в рассматриваемом расчётном режиме с учётом коэффициента трансформации трансформаторов тока  или  со стороны, соответственно, высокого или низкого напряжения трансформатора блока и коэффициента ,

А;

 - коэффициент трансформации автотрансформаторов тока (в соответствии с выражением), при отсутствии автотрансформаторов тока ;

 - расчётное значение номинального тока ответвления трансреактора в плечах защиты со стороны высокого напряжения () или низкого напряжения () трансформатора блока определяется соответственно по (5.6) или (5.10) и (5.3);

 - номинальный ток выбранного ответвления трансреактора  или .

Относительные значения токов в рабочей цепи определяются при внешнем коротком замыкании на стороне высокого или низкого напряжения трансформатора блока

в плече защиты:

 (5.14)

Минимальное значение тормозного тока следует определять в тех же расчётных точках, что и при расчёте рабочих токов реле.

Тормозной ток для каждой тормозной цепи:

Сторона НН:

А;

Сторона ВН

А;

где:  - первичный ток короткого замыкания при внешнем повреждении;

 - коэффициент схемы.

Относительные значения токов в тормозных цепях:

Сторона НН:

А; (5.16)

Сторона ВН:

Для расчёта защиты в условиях торможения реле необходимо выбрать ток начала торможения , то есть длину горизонтального участка тормозной характеристики реле. С целью повышения чувствительности защиты к межвитковым коротким замыканиям в трансформаторе рекомендуется принимать длину горизонтального участка тормозной характеристики .

Коэффициент торможения реле , характеризующий тормозное действие реле, определяется как отношение приращения тока в рабочей (дифференциальной) цепи реле  к полусумме приращения тока в тормозной цепи реле :

 (5.17)

Из тормозной характеристики реле видно, что:

 (5.18)

 (5.19)

Коэффициент торможения защиты определяется исходя из выражений (5.17) - (5.19):

 (5.20)

где:  - коэффициент отстройки, принимается равным 1,5;

 - относительное значение тока рабочей цепи реле при внешнем повреждении в расчётной точке;

 - определяется согласно п.5.4.3;

 - относительное значение суммы тормозных токов при внешнем коротком замыкании, определяется с использованием (5.23);

 - ток начала торможения, принимается равным 1,0.

Выбор уставки дифференциальной отсечки.

Дифференциальная отсечка используется для повышения быстродействия защиты при больших кратностях тока короткого замыкания в защищаемой зоне.

Уставку отсечки во всех случаях можно принимать минимальной, поскольку при этом обеспечивается её отстройка от токов включения и от токов небаланса при внешних коротких замыканиях:  (5.21)

Определение чувствительности защиты.

Чувствительность защиты на рассматриваемых энергоблоках при повреждении в защищаемой зоне следует определять при отсутствии торможения.

При коротком замыкании в зоне защиты полусумма тормозных токов всегда оказывается меньше тока в дифференциальной цепи. Поэтому расчётная точка, соответствующая минимальному короткому замыканию в зоне защиты, в плоскости координат (, ) всегда лежит выше тормозной характеристики реле, а прямая, соединяющая эту точку с началом координат, является геометрическим местом точек, соответствующих изменяющемуся переходному сопротивлению в месте короткого замыкания. Эта прямая всегда пересекает горизонтальную часть тормозной характеристики. На этом пересечении защита работает на пределе чувствительности с током .

Коэффициент чувствительности защиты определяется по выражению:

=2715/527,4= 5,15 (5.22)

 - определяется по (5.1).первичный минимальный расчётный ток короткого замыкания;

 - первичный минимальный расчётный ток короткого замыкания.

Чувствительность защиты определяется при металлическом повреждении на выводах трансформатора блока.

Расчётными для станции и системы являются реально возможные режимы, обусловливающие минимальный ток повреждения. В соответствии с ПУЭ коэффициент чувствительности должен быть .

2.8 Дифференциальная защита ошиновки 330 - 750 кВ

Общие положения

Для подключения защиты используются трансформаторы тока с одинаковыми или различными коэффициентами трансформации с номинальным значением вторичного тока, как правило, 1А. Защита выполняется с использованием дифференциальных реле с быстронасыщающимися трансформаторами типа РНТ-566 в связи с тем, что общая резервная дифференциальная защита энергоблока, охватывающая и ошиновку в том числе, выполнена на реле с торможением.

Определение минимального тока срабатывания и расчёт числа витков рабочей обмотки.

Первичный минимальный ток срабатывания дифференциальной защиты  выбирается из условия отстройки от максимального рабочего тока небаланса  при переходном режиме внешнего короткого замыкания:

; (6.1)

где:  - коэффициент отстройки, принимается равным 1,3.

Расчётный ток небаланса:

; (6.2)

где: -коэффициент, учитывающий апериодическую составляющую тока, может быть принят равным 1,0;

 - коэффициент однотипности трансформаторов тока, принимается равным1,0;

 - относительная полная погрешность трансформаторов тока, принимается равной 0,1;

 - периодическая составляющая тока внешнего трёхфазного короткого замыкания (при ); при этом за расчётную точку принимается место установки одного из выключателей, где ток короткого замыкания имеет большее значение.

Найдем :

;

Расчётное число витков рабочей обмотки насыщающегося трансформатора:

 (6.3)

где:  - минимальная МДС срабатывания реле (для реле РНТ-566 ).

Определяется уточнённое значение тока срабатывания защиты исходя из фактически установленного числа витков рабочей обмотки реле =38 витков по выражению:

А; (6.4)

Определение чувствительности защиты.

Чувствительность защиты при повреждении в защищаемой зоне оценивается коэффициентом чувствительности , который определяется отношением минимального тока короткого замыкания к току срабатывания защиты:

 (6.5)

где:  - периодическая составляющая () минимального тока металлического короткого замыкания в защищаемой зоне.

2.9 Резервная дифференциальная защита энергоблока

Основные положения по расчёту резервной дифференциальной защиты блока, выполненной на реле типа ДЗТ-21.

Пример расчёта выполнен для случая защиты энергоблока мощностью 160 МВт и более, подключённого к ОРУ-330... 750 кВ через два выключателя.

Расчёт защиты принципиально не отличается от расчёта защиты трансформатора блока, однако есть ряд особенностей, обусловленных схемой её включения.

Расчёт рабочей цепи защиты включает в себя определение минимального тока срабатывания защиты и выбор ответвлений трансреактора, а также ответвлений выравнивающих автотрансформаторов при их наличии.

Минимальный ток срабатывания защиты выбирается по большему из двух условий:

отстройки от броска намагничивающего тока при включении ненагруженного трансформатора блока под напряжение по выражению (5.1);

отстройки от максимального тока короткого замыкания за трансформатором собственных нужд:

  (7.1)

где:  - коэффициент отстройки, принимается равным 1,5;

 - периодическая составляющая тока трёхфазного металлического короткого замыкания на выводах одной из обмоток трансформатора собственных нужд в максимальном режиме работы станции и системы.

Для резервной дифференциальной защиты допускается загрубление по сравнению с основной, поскольку она предназначена для быстрой ликвидации коротких замыканий на ошиновке высокого и низкого напряжения блока и не предназначена для защиты от межвитковых коротких замыканий.

Определяются вторичные номинальные токи в плечах защиты по выражениям (5.2) и (5.3).

 А;

 А ;

Для присоединения защиты к трансформаторам тока в цепи нулевых выводов генератора могут оказаться необходимыми понижающие автотрансформаторы тока, если в защиту подаётся суммарный вторичный ток от двух трансформаторов тока, соединённых параллельно, с номинальным током 5 А. Для второго ответвления в соответствии с параметрами понижающих автотрансформаторов типа АТ-32 выбирается номинальный ток, ближайший больший расчётного, и определяется действительный коэффициент трансформации:

 (7.12)

Ток, поступающий в реле защиты от понижающего автотрансформатора тока со стороны нулевых выводов генератора:

 (7.13)

А;

Выбираются ответвления трансреактора рабочей цепи для стороны нулевых выводов генератора Номинальный ток ответвления трансреактора  (приложение №3) выбирается ближайшим большим по отношению к вторичному номинальному току :

≥А (ответвление 1)

При присоединении защиты к трансформаторам тока со стороны высокого напряжения с номинальным током 1 А применяются повышающие автотрансформаторы тока типа АТ-31. При необходимости установки во вторичной цепи дополнительных трансформаторов тока со стороны высокого напряжения (повышающих автотрансформаторов тока типа АТ-31-У3) коэффициент трансформации последних выбирается таким образом, чтобы значение тока , подающегося на защиту от автотрансформатора, находилось в диапазоне номинальных токов трансформатора:

где:  -номинальный ток ответвления, присоединяемого к трансреактору, равный 2,5 А;

 - ток ответвления, присоединяемого к трансформаторам тока, ближайший меньший тока .

Определяется рабочий вторичный ток , подающийся на защиту со стороны высокого напряжения трансформатора блока с учётом автотрансформаторов тока, установленных в этих цепях, и номинальный ток ответвления трансформатора:

А;

где:  - определяется по выражению (5.7).

Расчётный ток ответвления трансреактора  определяется по выражению, в которое вместо  подставляется .

 А;

Принимается =2,5 (ответвление 6 )

Далее для каждого плеча защиты определяется относительное значение минимального тока срабатывания защиты:

со стороны нулевых выводов:

А;

со стороны высокого напряжения:

А;

Уставка защиты  выбирается равной наибольшему полученному значению, соответствующему0,315

Расчёт цепи торможения включает в себя определение ответвлений на выходных трансформаторах тока тормозной цепи и расчёт коэффициента торможения.

Номинальные токи ответвлений трансформаторов тока цепи торможения выбираются (в соответствии с их параметрами, указанными в приложении) ближайшими большими подведённых к защите токов  или  и .

для ТLА2: ≥(ответвление 3)  (7.4)

для ТLА1: ≥  (ответвление 1 ) (7.5)

Коэффициент торможения определяется при внешнем трёхфазном коротком замыкании на стороне высокого напряжения блока по условию отстройки защиты от максимального значения тока небаланса. При этом расчётным является короткое замыкание за одним из выключателей высокого напряжения, через который протекает максимальный суммарный ток системы и защищаемого блока. В этом случае погрешности трансформаторов тока в цепи указанного выключателя создают максимальные токи небаланса.

Ток в рабочей цепи защиты принимается равным току небаланса согласно (5.18),

=6,38+2,453=8,833 А;

где:  - составляющая, обусловленная погрешностью трансформаторов тока;

 - составляющая, обусловленная неточностью установки расчётного тока срабатывания на ответвлениях трансформаторов рабочей цепи реле.

В выражении (5.11) учитываются абсолютные значения составляющих тока небаланса  и . Составляющие тока небаланса определяются по выражениям:

А; (5.12)

=А; (5.13)

где:  - коэффициент, учитывающий переходный режим (апериодическую составляющую тока), принимается равным 1,0;

 - коэффициент однотипности трансформаторов тока, принимается равным 1,0;

 - относительное значение полной погрешности трансформаторов тока, принимается равным 0,1;

 - периодическая составляющая вторичного тока() в плече защиты со стороны высокого напряжения блока при внешнем коротком замыкании в расчётной точке (определяется исходя из значения первичного тока  в рассматриваемом расчётном режиме с учётом коэффициента трансформации трансформаторов тока  или  и коэффициента ,

;

Где равен суме токов короткого замыкания от системы и защищаемого блока за одним из выключателей высокого напряжения

 - коэффициент трансформации автотрансформаторов тока (в соответствии с выражением), при отсутствии автотрансформаторов тока ;

 - расчётное значение номинального тока ответвления трансреактора в плечах защиты со стороны высокого напряжения () или низкого напряжения () трансформатора блока определяется соответственно по (5.6) или (5.10) и (5.3);

 - номинальный ток выбранного ответвления трансреактора  или .

Относительные значения токов в рабочей цепи определяются при внешнем коротком замыкании на стороне высокого или низкого напряжения трансформатора блока в плече защиты (в соответствии с п.5.7.5.1.):

Минимальные значения тормозных токов для каждой тормозной цепи определяются в тех же расчётных точках, что и при расчёте рабочих токов реле по выражению (5.22), а их относительное значение - по формуле (5.23).

Тормозной ток для каждой тормозной цепи:

Сторона нулевых выводов:

 (5.15)

Сторона ВН

где:  - первичный ток короткого замыкания при внешнем повреждении;

 - коэффициент схемы.

Относительные значения токов в тормозных цепях:

Сторона НН:

А; (5.16)

Сторона ВН:

А; (5.16а)

Для расчёта защиты в условиях торможения реле необходимо выбрать ток начала торможения , то есть длину горизонтального участка тормозной характеристики реле. С целью повышения чувствительности защиты к межвитковым коротким замыканиям в трансформаторе рекомендуется принимать длину горизонтального участка тормозной характеристики .

Коэффициент торможения реле , характеризующий тормозное действие реле, определяется как отношение приращения тока в рабочей (дифференциальной) цепи реле  к полусумме приращения тока в тормозной цепи реле :

 (5.17)

Из тормозной характеристики реле видно, что:

 (5.18)

 (5.19)

Коэффициент торможения защиты определяется исходя из выражений (5.17)-(5.19):

 (5.20)

где:  - коэффициент отстройки, принимается равным 1,5;

 - относительное значение тока рабочей цепи реле при внешнем повреждении в расчётной точке;

 - определяется согласно п.5.4.3;

 - относительное значение суммы тормозных токов при внешнем коротком замыкании, определяется с использованием (5.23);

 - ток начала торможения, принимается равным 1,0.

Уставку дифференциальной отсечки во всех случаях можно принимать минимальной (), поскольку при этом обеспечивается её отстройка от токов включения и от токов небаланса при внешних коротких замыканиях.

Чувствительность защиты при внутренних коротких замыканиях всегда высокая в связи с малым значением минимального тока срабатывания и наличием горизонтального участка тормозной характеристики.

Коэффициент чувствительности защиты определяется по выражению:

=2715/787,452= 3,45 (5.22)

 - первичный минимальный расчётный ток короткого замыкания;

 - первичный минимальный расчётный ток короткого замыкания.

Расчётными для станции и системы являются реально возможные режимы, обусловливающие минимальный ток повреждения. В соответствии с ПУЭ коэффициент чувствительности должен быть .

В соответствии с требованиями ПУЭ коэффициент чувствительности резервной дифференциальной защиты должен быть не менее двух ().

Резервная дифференциальная защита, устанавливаемая на блоках с выключателем в цепи генератора, должна иметь выдержку времени .

релейный защита генератор трансформатор

2.10 Защита от внешних симметричных коротких замыканий

Защита выполняется с помощью одного из трёх реле сопротивления комплекта КРС-2.

Реле имеет круговую или эллиптическую характеристику срабатывания, расположенную в I квадранте комплексной плоскости.

Сопротивление срабатывания защиты выбирается по условию отстройки от режима наибольшей нагрузки. Сопротивление нагрузки определяется по выражению:

 Ом; (8.1)

где:  - минимальное напряжение на выводах генератора, принимается равным ;

 - максимальное значение рабочего тока генератора в условиях кратковременной перегрузки, принимается равным .

Сопротивление срабатывания защиты при круговой характеристике срабатывания реле:

Ом; (8.2)

где:  - коэффициент отстройки, принимается равным 1,2;

 - коэффициент возврата реле, равен 1,05;

 - угол максимальной чувствительности реле, равный 80^О для реле сопротивления КРС-2;

 - угол нагрузки (определяется при дальнейшем расчёте).

Принимается, что активная мощность не изменилась:

(8.3)

При пониженном напряжении до  и максимальном токе нагрузки :

 (8.4)

Из равенства выражений (8.3) и (8.4) следует:

 (8.5)

 (8.6)

При использовании эллиптической характеристики сопротивление срабатывания может быть увеличено (сопротивление, подсчитанное по выражению (8.2), может быть принято равным малой оси эллипса), что в общем случае улучшает дальнее резервирование. Однако следует иметь в виду, что наибольшее значение  ограничивается режимами перевозбуждения генератора при малых значениях , то есть максимально возможной реактивной нагрузкой генератора. Такие режимы возможны в условиях дефицита реактивной мощности, а также при использовании генератора в качестве синхронного компенсатора. Для оценки относительной величины большой оси эллипса характеристики срабатывания реле сопротивления максимальную допустимую для генератора реактивную нагрузку можно принять равной . Этому соответствует угол нагрузки  и . При напряжении :

При этом в соответствии с (8.1):

 (8.2)

Принимая в (8.2) , получаем:

Ом;(8.7)

Соотношение осей эллипса характеризуется коэффициентом эллиптичности, причём отстройка защиты от токов нагрузки обеспечивается при:

Для блок-реле сопротивления типа КРС-2 коэффициент эллиптичности может быть принят: 0,5; 0,65; 0,8.

При выбранном  уточняется уставка по малой оси эллипса ():

Ом;(8.8)

Уставка по большой оси эллипса принимается равной .

Уставка срабатывания на реле сопротивления подсчитывается по выражению:

Ом;(8.9)

где:  - коэффициент трансформации трансформаторов тока;

 - коэффициент трансформации трансформаторов напряжения;

 - коэффициент трансформации промежуточных трансформаторов тока, равный 10/5 А, а при его отсутствии .

Ток десятипроцентной погрешности реле зависит от вида характеристики: при номинальном токе 5 А и круговой характеристике без смещения со схемой подпитки, а также со смещением 12% в III квадрант он равен 1,45 А, при смещении 6% 1,6 А, при смещении 20% - 1,8 А, при эллиптической характеристике без смещения и со смещением - 2,2 А.

Защита имеет две выдержки времени для действия на деление шин и отключение блока от сети, отстроенные по времени действия от междуфазных коротких замыканий присоединений, отходящих от шин станции. Так как эти выдержки времени заведомо больше 1,5 с, отстройка от качаний не требуется.

Чувствительность защиты проверяется следующим образом:

чувствительность реле по току точной работы определяется при трёхфазном коротком замыкании в конце зоны, охватываемой защитой, при этом минимальное значение коэффициента чувствительности должно быть не менее 1,3;

чувствительность реле по измеряемому сопротивлению при резервировании смежных с блоком участков линии определяется в условиях эксплуатации с учётом подпитки от смежных элементов. Требуемый минимальный коэффициент чувствительности 1,2.

2.11 Защита от несимметричных коротких замыканий и перегрузок током обратной последовательности с интегральной зависимой характеристикой выдержки времени срабатывания

Защита выполняется с помощью фильтр-реле тока обратной последовательности типа РТФ-6М.

К основным органам устройства относятся:

фильтр токов обратной последовательности;

входное преобразовательное устройство;

сигнальный орган;

пусковой орган;

интегральный орган;

отсечка I;

отсечка II;

При проектировании должны быть определены:

уставка пускового органа;

уставка интегрального органа;

уставка сигнального органа;

уставка отсечки I (отсечка II в защите не используется).

Входное преобразовательное устройство позволяет устанавливать на входе в основные органы защиты одно и то же напряжение, соответствующее номинальному току генератора при его значениях во вторичных цепях . Расчёт входного преобразовательного устройства сводится к определению указанного соотношения.

Допустимое время существования несимметричного режима для генератора определяется по выражению(9.1)

 (9.1)

где:  - постоянная генератора, устанавливаемая заводом-изготовителем [1];

 - относительное значение тока обратной последовательности ().

Для защиты турбогенераторов применяют реле типа РТФ-6М с исполнением на 5 и 10 А с диапазоном уставок, равным 5... 10 и 10... 20 А соответственно.

Пуск интегрального органа следует производить при величине тока, превышающей минимальное значение , для обеспечения соответствия зависимой характеристики выдержки времени срабатывания выражению (9.1) во всём диапазоне токов перегрузки и короткого замыкания. Поэтому уставка пускового органа принимается:

 (9.2)

где:  - коэффициент отстройки, принимается равным 1,05;

 при  и  при .

Пусковой орган имеет диапазон по току срабатывания  и коэффициент возврата не ниже .

Для турбогенераторов мощностью 160 Мвт и более целесообразно принимать

Поскольку интегральный орган выполняет функцию защиты от перегрузки и не предназначен для защиты от несимметричных коротких замыканий, он имеет одноступенчатое действие (отключение блока от сети высокого напряжения). При этом уставка  должна соответствовать значению постоянной величины , задаваемой заводом-изготовителем генератора.

Ток срабатывания сигнального органа может устанавливаться в диапазоне . Как правило принимается . При этом допустимая длительность перегрузки может определена по тепловому действию тока, равного току срабатывания:

 (9.3)

Для турбогенераторов мощностью 160 Мвт и более:

мин при ;

мин при ;

мин при .

Выдержка времени сигнального органа должна быть больше времени действия резервных защит энергоблока.

Ток срабатывания отсечки  выбирается по условию согласования с резервными защитами от междуфазных коротких замыканий присоединений, отходящих от шин высокого напряжения блока.

При использовании отсечки для деления шин должна быть обеспечена необходимая при этом чувствительность. По условию деления ток срабатывания может быть принят . Диапазон уставок отсечки составляет .

Отсечка I имеет двухступенчатое временное действие. Выдержка времени первой ступени отсечки, действующей на деление шин, должна быть на ступень селективности больше максимальной выдержки времени резервных защит присоединений. Выдержка времени второй ступени отсечки (действие на отключение энергоблока от сети высокого напряжения) должна быть на ступень селективности больше первой ступени.

Если отсечка используется только для дальнего резервирования, то её выдержка времени принимается такой же, как и для первой ступени при наличии деления шин.

.12 Защита от повышения напряжения

Указания по расчёту справедливы для энергоблоков во всём диапазоне рассматриваемых мощностей генераторов.

Расчёт защиты сводится к выбору уставок на пусковом органе напряжения защиты, на блокирующем токовом реле и реле времени.

Напряжение срабатывания на максимальном реле напряжения РН-58/200, имеющем коэффициент возврата ,

В; (10.1)

Уставка по току на блокирующем токовом реле РТ--40/Р:

А; (10.2)

При переходе генератора энергоблока в режим холостого хода защита автоматически вводится в действие с выдержкой времени , что исключает возможность потери питания собственных нужд блока при отключении генератора от сети, когда возможно кратковременное повышение напряжения на генераторе.

2.13 Защита от внешних однофазных коротких замыканий в сети с большим током замыкания на землю

Защита является резервной от сверхтоков однофазных коротких замыканий в сети с большим током замыкания на землю. На трансформаторах энергоблоков с заземлённой нейтралью защита выполняется с помощью токовых реле, подключаемых в нейтральный провод трансформаторов тока. Защита имеет два измерительных органа: чувствительный и грубый.

На блоках, допускающих работу трансформаторов как с заземлённой, так и с разземлённой нейтралью, дополнительно к указанной защите устанавливается ещё специальная защита, предназначенная для отключения при внешнем однофазном коротком замыкании блока, работающего с разземлённой нейтралью. Эта защита выполняется на реле напряжения нулевой последовательности или на реле тока обратной последовательности.

Выбор уставок защиты на блоках с заземлённой нейтралью.

Для защиты более чувствительного органа, предназначенного для деления шин на стороне высокого напряжения блока и ускорения токовой защиты нулевой последовательности при однофазных коротких замыканиях в сети.

Ток срабатывания выбирается меньшим из двух условий:

обеспечения срабатывания при самопроизвольном неполнофазном отключении блока и минимальной нагрузке:

А(11.1)

где:  - коэффициент чувствительности, принимается равным 1,2.

согласования с резервной защитой от однофазных коротких замыканий с более грубой уставкой срабатывания :

 (11.2)

где:  - коэффициент отстройки, принимается равным 1,05.

выдержка времени защиты при её действии по цепи ускорения:  (11.3)

что необходимо для предотвращения отключения блока по цепи ускорения при действии реле контроля непереключения фаз (в случае отказа во включении фазы выключателя, при действии ОАПВ).

Выдержка времени защиты при её действии на деление шин на стороне высокого напряжения блока выбирается по большему значению из двух условий:

согласования с наибольшим временем действия чувствительных ступеней резервных защит от однофазных коротких замыканий, установленных на элементах, отходящих от шин станции :

с (11.4)

согласования с временем действия защиты от однофазных коротких замыканий блока при её действии по цепи ускорения:

 (11.5)

в выражениях (11.4) и (11.5)  ступень выдержки времени, равная 0,5 с.

Для защиты, выполненной с грубой уставкой, предназначенной для отключения блока от сети при дальнем резервировании:

ток срабатывания защиты выбирается по условию согласования по чувствительности с током срабатывания защит от коротких замыканий на землю смежных элементов сети высокого напряжения.

Согласование производится с наиболее чувствительными ступенями защит:

  (11.6)

где:  - коэффициент отстройки, принимается равным 1,1... 1,2;

 - коэффициент токораспределения токов нулевой последовательности (отношение тока в нейтрали трансформатора блока к утроенному значению тока нулевой последовательности в смежной линии, с защитой которой производится согласование);

 - ток срабатывания чувствительной ступени защиты, с которой производится согласование (ток срабатывания III ступени защиты, отходящей от шин высокого напряжения).

Выдержка времени защиты  выбирается по условию согласования с временем действия чувствительной защиты блока:

с (11.7)

Выбор уставок защиты блока, нейтрали которых могут разземляться.

Выбор уставок тока срабатывания и выдержек времени защиты от внешних однофазных коротких замыканий трансформаторов блоков, работающих с заземлённой нейтралью, производится по п. 11.2, при этом производится согласование со специальной защитой блока, нейтраль которого разземлена. Выбор уставок срабатывания специальной защиты от внешних однофазных коротких замыканий при работе блока с разземлённой нейтралью производится в зависимости от её выполнения.

При выполнении специальной защиты в виде защиты напряжения нулевой последовательности (реле РНН57) вторичное напряжение принимается равным 5 В. При этом обеспечивается отстройка от максимального напряжения небаланса трансформатора напряжения, обмотки которого соединены в треугольник.

При выполнении специальной защиты в виде токовой защиты обратной последовательности ток срабатывания защиты для реле РТФ-6М составляет:

А (11.8)

где:  - номинальный ток генератора.

При работе защиты напряжения нулевой последовательности на пределе чувствительности ток нулевой последовательности в трансформаторе любого параллельного блока:

 (11.9)

где:  - напряжение срабатывания нулевой последовательности;

 - сопротивление короткого замыкания трансформатора блока.

Минимальный ток срабатывания токовой защиты нулевой последовательности реле с более грубой уставкой каждого блока, работающего с заземлённой нейтралью:

 (11.10)

где:  - коэффициент отстройки, принимается равным 1,1.

В связи с тем, что вторичное напряжение срабатывания защиты (реле РНН-57) , а номинальное вторичное напряжение трансформатора напряжения равно 100В, относительное напряжение срабатывания

Выражая ток срабатывания защиты нулевой последовательности по (11.10) в относительных единицах, получается:

(11.11)

где:  - относительное значение напряжения короткого замыкания трансформатора (например, при ).

Токовая защита обратной последовательности должна иметь более высокую чувствительность, чем токовая защита нулевой последовательности блоков, нейтрали которых заземлены. Расчётным режимом для согласования по чувствительности этих защит является короткое замыкание на линии, отключившейся с другого конца быстродействующей защитой. При этом в повреждённой линии токи нулевой и обратной последовательностей равны

(). С учётом коэффициента токораспределения этому соответствует соотношение:

 (11.12)

где:  - ток нулевой последовательности в защите блока;

,  - коэффициенты токораспределения соответственно нулевой и обратной последовательностей блоков;

 - ток срабатывания обратной последовательности (для реле РТФ-6М  и  при применении ступенчатой токовой защиты обратной последовательности).

Минимальный ток срабатывания защиты нулевой последовательности (реле с более грубой уставкой) для блоков, работающих с заземлённой нейтралью, можно выразить:

 (11.13)

где:  коэффициент отстройки, принимается равным 1,1.

При равной мощности блоков, работающих на шины 110... 220 кВ, ток срабатывания  выбирается одинаковым для всех блоков по значению  на наиболее мощном блоке.

Если на шины 110... 220 кВ работает  блоков одинаковой мощности и из них у  блоков заземлены нейтрали трансформаторов, то , а , следовательно, подставив эти выражения в (11.13), получим:

 (11.14)

При шести одинаковых блоках, из которых у трёх блоков нейтрали заземлены:

Если нейтраль заземлена только у одного из шести трансформаторов блоков, то:

Отсюда следует, что чем больше разземлённых нейтралей у трансформаторов блоков, тем ниже чувствительность защиты нулевой последовательности на блоках с заземлёнными нейтралями. Поэтому на энергоблоках, работающих на напряжение 110... 220 кВ, для ограничения токов однофазных коротких замыканий на землю применяется разземление нейтралей не более, чем у половины блоков.

Таким образом, токовая защита нулевой последовательности на блоках с заземлённой нейтралью при применении на блоках с заземлённой нейтралью защиты напряжения нулевой последовательности, как правило, менее чувствительна, чем при применении токовой защиты обратной последовательности. В то же время преимуществом применения защиты напряжения нулевой последовательности является независимость чувствительности защиты от количества заземлённых нейтралей.

Согласование по чувствительности токовой защиты нулевой последовательности со специальной защитой, выполняемой с использованием  или , должно производиться соответственно по выражению (11.11) или (11.13).

Выдержка времени специальной защиты, предназначенной для отключения блока при его работе с разземлённой нейтралью трансформатора, применяется на ступень меньше выдержки времени токовой защиты нулевой последовательности с грубой уставкой тока срабатывания, предназначенной для отключения блока при работе трансформатора с заземлённой нейтралью:

 (11.15)

При таком выборе выдержки времени и коротком замыкании на землю в сети высокого напряжения обеспечивается отключение блоков с незаземлённой нейтралью трансформатора раньше, чем отключаются блоки с заземлённой нейтралью.

Чувствительность защиты, рассмотренной в п.11.2 и 11.3 проверяется при коротких замыканиях на землю в расчётной точке в конце резервируемого участка по выражению:

 (11.16)

где:  - ток нулевой последовательности в месте установки защиты для режима работы системы и месте металлического короткого замыкания, обусловливающих наименьшее значение тока в месте установки защиты.

Значение коэффициента чувствительности  должно быть:

для токовой чувствительной защиты  при коротком замыкании в конце зоны резервирования более грубой защиты;

для токовой более грубой защиты, выполняющей функции дальнего резервирования,  при коротком замыкании в конце зоны резервирования.

2.14 Контроль изоляции на стороне низкого напряжения

Рассматриваемая защита предусматривается на энергоблоках с выключателем в цепи генератора.

При использовании для контроля реле типа РН-53/60 минимальное напряжение срабатывания составляет:

При такой уставке обеспечивается отстройка от напряжения небаланса, обусловленная напряжениями первой и третьей гармоник.

Выдержка времени принимается порядка 9 с.

2.15 Защита от перегрузки обмотки статора

Защита от симметричной перегрузки выполняется на токовом реле типа РТВК с высоким коэффициентом возврата .

Ток срабатывания защиты:

 (13.1)

где:  - коэффициент отстройки, принимается равным 1,05;

 - коэффициент возврата, принимаемый равным 0,99.

Защита действует на сигнал с выдержкой времени 6... 9 с.

2.16 Защита ротора генератора от перегрузки током возбуждения с интегральной зависимой характеристикой выдержки времени

Защита ротора генератора от перегрузки током возбуждения с интегральной зависимой характеристикой выдержки времени типа РЗР-1М содержит четыре основных органа:

входное преобразовательное устройство;

пусковой орган;

сигнальный орган;

интегральный орган.

Расчёт уставок защиты сводится к определению уставок срабатывания указанных органов.

Входное преобразовательное устройство обеспечивает согласование относительных значений тока в измерительных органах РЗР-1М и в роторе генератора.

Пусковой орган

Диапазон уставок пускового органа в относительных единицах к току ротора может регулироваться в пределах от 1,05 до 1,25. Пусковой орган имеет коэффициент возврата не менее 0,95. Целесообразно устанавливать .

Сигнальный орган

Диапазон уставок сигнального органа по  составляет от 1,0 до 1,2 и коэффициент возврата не менее 0,95. Рекомендуется принимать . Выдержка времени действия сигнального органа защиты принимается .

Интегральный орган

Интегральный орган, имеющий две ступени срабатывания, учитывает накопление тепла в роторе при перегрузке и охлаждении ротора после устранения перегрузки.

Защита РЗР-1М выпускается в двух исполнениях, отличающихся характеристиками выдержки времени. На блоках с генераторами мощностью 100 Мвт и более принимается к установке первое исполнение с меньшим временем срабатывания защиты. Для турбогенераторов мощностью 63 Мвт принимается второе исполнение защиты.

Интегральный орган защиты на турбогенераторах с тиристорным возбуждением выполняется с трёхступенчатым действием:ступень используется для двухступенчатой разгрузки генератора;ступень - для действия на его отключение.

На турбогенераторах с высокочастотным возбуждением эта защита имеет двухступенчатое действие:ступень действует на устройство ограничения форсировки;ступень - на отключение блока.

Двухступенчатая разгрузка генератора действует с выдержкой времени первой ступени на развозбуждение генератора через цепи АРВ, а второй - на отключение АРВ.

Выдержки времени ступеней защиты, осуществляющих разгрузку, не превышают времени действия по тепловой характеристике генератора и устанавливаются при наладке.

Для ступеней интегрального органа, действующих на сигнал и на отключение генератора, в приложении даны характеристики срабатывания на максимальных уставках по времени срабатывания для первого и второго исполнения защиты. Уставки по времени могут плавно снижаться в сторону уменьшения до 0,5 от приведённых значений.

В процессе проектирования уставки интегрального органа защиты РЗР-1М не выбираются, а определяются при подключении к генератору.

3. Разработка методики проведения технического обслуживания дифференциального устройства защиты типа ДЗТ-21 в течении всего срока службы

.1 Виды технического обслуживания устройств релейной защиты

Период эксплуатации или срок службы устройства до списания определяется моральным либо физическим износом устройства до такого состояния, когда восстановление его становится нерентабельным. Физический износ устройства не должен являться причиной отказов. Решение о замене устройства или его восстановлении принимается на уровне энергосистемы или энергопредприятия, в ведении которых находятся устройства релейной защиты.

В срок службы устройства, начиная с проверки при новом включении, входят, как правило, несколько межремонтных периодов, каждый из которых может быть разбит на характерные с точки зрения надёжности этапы:

·   период нормальной эксплуатации;

·   период износа.

·   Устанавливаются следующие виды планового технического обслуживания устройств релейной защиты:

·   проверка при новом включении (наладка);

·   первый профилактический контроль;

·   профилактический контроль, профилактический контроль с заменой ламп;

·   профилактическое восстановление (ремонт);

·   тестовый контроль;

·   опробование;

·   технический осмотр.

·   Кроме того в процессе эксплуатации могут проводиться следующие виды внепланового технического обслуживания:

·   внеочередная проверка;

·   послеаварийная проверка.

Проверки при новом включении устройств релейной защиты, в том числе вторичных цепей, измерительных трансформаторов и элементов привода коммутационных аппаратов, относящихся к устройствам релейной защиты, проводятся:

·   перед включением вновь смонтированных устройств;

·   после реконструкции действующих устройств, связанной с установкой новой дополнительной аппаратуры, переделкой находящейся в работе аппаратуры или после монтажа новых вторичных цепей.

Если проверка при новом включении проводилась сторонней наладочной организацией, то включение новых и реконструированных устройств без приёмки их службой релейной защиты и автоматики запрещается.

Дифференциальная защита с торможением ДЗТ-21, предназначена для защиты силовых трансформаторов, автотрансформаторов и блоков генератор - трансформатор от внутренних повреждений. Исполнение защиты трехфазное с общим выходом трех фаз у ДЗТ-21 и пофазным выходом у реле ДЗТ-23. ДЗТ-23 может быть использовано в качестве основной защиты группы однофазных силовых автотрансформаторов или трансформаторов.

Защита типа ДЗТ-21 имеет ряд преимуществ по сравнению с защитой, выполненной на реле РНТ и ДЗТ;

- повышенные чувствительность и быстродействие;

меньшая потребляемая мощность по цепям переменного тока;

наличие отстройки от «трансформированных» токов;

наличие отстройки от периодических токов включения;

более низкие требования к точности трансформаторов тока.

К недостаткам защиты следует отнести большие габариты, необходимость питания оперативным током, сложность технического обслуживания.

Защиты типов ДЗТ-21, ДЗТ-23 обеспечивают торможение от арифметической полусуммы фазных токов двух групп трансформаторов тока. Если нужно иметь торможение от трех или четырех групп трансформаторов тока, применяется приставка дополнительного торможения ПТ-1. Каждая приставка обеспечивает торможение от одной группы трансформаторов тока. В комплект поставки могут входить автотрансформаторы тока АТ-31 и AT-32, предназначенные для расширения диапазона выравнивания токов и для подключения защиты к трансформаторам тока с номинальным вторичным током 1А.

.2 Основные технические данные

Пределы регулирования минимального тока срабатывания защиты (при отсутствии торможения) 0.3-0,7 номинального тока ответвления.

Коэффициент торможения регулируется в пределах 0,3-1.

Коэффициент возврата защиты (чувствительного органа) - не менее 0,6.

Защита обеспечивает на минимальной уставке по току срабатывания отстройку от бросков намагничивающего тока с апериодической составляющей и амплитудой, превышающей амплитуду номинального тока ответвления не более чем в шесть раз.

Защита обеспечивает на минимальной уставке по току срабатывания отстройку от периодических токов включения с амплитудой, превышающей амплитуду номинального тока ответвления не более чем в два раза.

Время срабатывания при двукратном токе срабатывания и отсутствии торможения не более 0,033 с без выходного реле и не более 0,45 с с выходным реле.

Номинальные данные защиты, приставки дополнительного торможения и автотрансформаторов приведены в таблице 6-2.

Номинальные токи ответвлений от обмотки трансреактора Тр приведены в таблице 6-3.

Номинальные токи ответвлений от обмоток промежуточных трансформаторов тока и трансреакторов приставки приведены в таблице 6-4.

Таблица 6-4

Дифференциальные и тормозные цепи защиты, а также приставка выдерживают длительное протекание тока 10 А на всех ответвлениях.

Односекундная термическая устойчивость защиты, приставки и автотрансформаторов не менее 40 А номинального тока ответвления, но не менее 20 А и не более 200 А.

Принцип действия защиты аналогичен принципу действия обычной дифзащиты, рассмотренному выше, то есть сравнение токов в плечах.

В защите ДЗТ-21, ДЗТ-23 для отстройки от бросков намагничивающего тока силовых трансформаторов и переходных токов небаланса используется время-импульсный принцип отстройки в сочетании с торможением от второй гармонической составляющей дифференциального тока.

Конструктивно комплект защиты выполнен в виде четырехмодульной кассеты. Принципиальная схема защиты ДЗТ-21 приведена на рисунке 6-9, ДЗТ-23 - 6-10.

Три модуля (1МРЗД, 2МРЗД, ЗМРЗД) составляют дифференциальные реле для защиты трех фаз защищаемого объекта. Четвертый модуль (МПУ) предназначен для питания полупроводниковых цепей комплекта и выходных реле и осуществления управления работой выходных реле.

Приставки дополнительного торможения и выравнивающие автотрансформаторы АТ-31, АТ-32 состоят из отдельных кассет, устанавливаемых на панели.

Схема МРЗД (рисунок 6-11) содержит следующие основные узлы:

0   рабочую цепь;

1   дифференциальную отсечку;

2   упрощенную цепь торможения от второй гармонической составляющей;

3    цепь процентного торможения;

4    реагирующий орган.

Рис. 6-9. Схема защиты ДЗТ-21

Рабочая цепь состоит из трансреактора Тр, выпрямительного моста на диодах Д1 - Д4, резисторов R8, R9 и конденсатора С5. Трансреактор Тр является согласующим и изолирующим элементом. Совместно с реагирующим органом рабочая цепь образует чувствительный орган.

В режиме насыщения трансформаторов тока защиты корректирующее звено способствует уменьшению длительности пауз во вторичном токе трансформаторов тока, благодаря чему обеспечивается работа РО при погрешности ТТ до 40%.

Конденсатор С5 служит для защиты рабочей цепи от ВЧ помех.

Дифференциальная отсечка включена на выходе моста Д1-Д4 рабочей цепи. Состоит из диода Д5, резисторов R2, R4, R5, конденсаторов Cl, C6 и реле с магнитоуправляемым контактом РТ. Диод Д5 препятствует разряду конденсаторов С1 и Сб на рабочую цепь во время пауз в токе. С помощью переключателя Н2 может быть получена уставка отсечки б Iном.отв или 9 Iном.отв (Iном.отв - номинальный ток ответвления трансреактора Тр). Реле РТ воздействует на промежуточное реле, расположенное в модуле МПУ

Цепь торможения от второй гармонической составляющей состоит из резистора R3, фильтра второй гармонической составляющей Др-С2, выпрямительного моста Д10-Д13, согласующего конденсатора С4 и резистора R10. В первых образцах защиты Д10 и Д11 были обычными диодами, перед выпрямительным мостом размещалась пара включенных встречно стабилитронов Д15, Д1б. В дальнейшем стабилитроны Д15, Д16 были исключены, а диоды Д10 и Д11 заменены стабилитронами.

Цепь процентного торможения состоит из промежуточных трансформаторов тока ТТ1 и ТТ2, выпрямительных мостов Дб и Д7, стабилитронов Д8 и Д9, сглаживающего конденсатора СЗ и резисторов Rl, R6, Rll, R12. Процентное торможение осуществляется от полусуммы модулей токов плеч защиты. Токи плеч после трансформации и выпрямления суммируются на сопротивлении R1.

Дифференциальная отсечка работает независимо от торможения. Сигнал от рабочего органа подается на вход реагирующего органа Э1 с прямой полярностью, от цепей торможения

с обратной, что обеспечивает противодействие торможения рабочему сигналу.

Тормозные характеристики защиты состоят из горизонтального и наклонного прямолинейных участков, между которыми имеется плавный переход (рисунок 6-12). Для создания горизонтального участка служат стабилитроны Д8 и Д9. Они обеспечивают работу защиты без торможения при токах, недостаточных для их открытия. Длина горизонтального участка выбирается переключателем НЗ из двух значений: I_hom.otb и 0,6 I_hom.otb (1ном.отв ~ номинальный ток ответвления ТТ1 или ТТ2). Регулирование коэффициента торможения производится с помощью переменного резистора R12.

Реагирующий орган Э1 (рисунок 6-13) состоит из:

релейного формирователя прямоугольных импульсов, выполненного на транзисторе Т1;

элемента выдержки времени на возврат ВВ, выполненного по мостовой схеме, включающего зарядную цепьR5, С1 и пороговый орган на транзисторах Т2, ТЗ и делителе напряжения R6, R7;

- элемента выдержки времени на срабатывание ВСР, включающего зарядную цепь R12-С2 и пороговый орган, выполненный на транзисторах Т4, Т5 и делителе напряжения R16, R17.

Выход реагирующего органа действует через усилитель, расположенный в МПУ, на то же промежуточное реле, что и дифференциальная отсечка.

Схема модуля питания и управления (МПУ) защиты ДЗТ-21 (рисунок 6-9) содержит следующие основные узлы:

5    стабилизатор питания;

6    усилитель;

7    выходные реле.

Стабилизатор питания выполнен на стабилитронах Д1-Д5, диоде Д6 и резисторах Rl-R4.

Усилитель выполнен на транзисторах Т1 и Т2. На вход усилителя подключены выходы реагирующих органов трех модулей МРЗД через диоды Д1-ДЗ по схеме ИЛИ. Промежуточное реле РП-1 срабатывает от дифференциальной отсечки или через усилитель - от чувствительного органа. Контакты этого реле задействованы в цепи выходного промежуточною реле KL2 типа РП-220. Для улучшения условий коммутации этих контактов выполнен искрогасительный контур С2-R6 и подключены диоды Д7-1, Д7-2.

Особенности МПУ защиты ДЗТ-23 (рисунок 6-10) связаны с тем, что она предназначена для использования в качестве защиты группы однофазных трансформаторов.

Усилитель выполнен на транзисторах Т1- ТЗ. На входы этих транзисторов через диоды Д1- ДЗ подключены выходы соответствующих модулей МРЗД каждой фазы.

Вместо одного промежуточного реле РП-1 включены реле РП1 - РПЗ, по одному для каждой фазы.

Схема приставки дополнительного торможения приведена на рисунке 6-14.

Число витков обмоток автотрансформаторов приведено в таблице 6-5.

Автотрансформаторы тока допускают длительное протекание тока, равного 3 номинальным токам ответвления, но не менее 1,2 А и не более 10 А.

Принципиальная схема автотрансформаторов тока АТ-31 и АТ-32 приведена на рисунке 6-15.

3.3 Проверка защиты

Проверка модуля питания и управления (МПУ) (Н),(К1),(В) Проверка стабилизаторов питания

Проверка уровня напряжения в контрольных точках. Модули МРЗД установлены в кассету и управления (МПУ) соединен с кассетой испытательным удлинительным шнуром.

Напряжения в контрольных точках измеряются вольтметром постоянного тока класса точности 0,5-1 при изменении напряжения питания в диапазоне (0,8-1,1)U_H. Измеренные величины должны соответствовать данным таблицы 6-6.

Таблица 6-6

Регулировка напряжения выполняется изменением положения перемычек на стабилитронах Д1-Д5 и диоде Д6.

Проверка исправности защитного диода Д6-2

Модули МРЗД извлекаются из кассеты. Подается регулируемое напряжение с обратной полярностью в цепи питания реле. Напряжение на диоде Д6-2 не должно превышать 1 В.

Проверка выходных цепей

Условия проверки: модуль МПУ отсоединен от кассеты.

(Н) Проверка исправности диодов Д7-1, Д7-2

Омметром измеряются сопротивления диодов в прямом и обратном направлении при разомкнутом переключателе Н;

Дополнительно может быть проверено измерение падения напряжения на исключенном из схемы диоде (при токе 500 мА в прямом направлении падение напряжения не должно превышать 1 В). Обратное сопротивление диода можно проверить мегаомметром на 500 В. Оно должно быть не менее 5 МОм.

(Н) Проверка исправности искрогасительных контуров

Проверка выполняется при разомкнутом переключателе Н.

Постоянное напряжение величиной 100-120 В подается на контакты реле с подключенными искрогасительными контурами (для ДЗТ-21 гнезда разъема Ш1/9а-Ш1/0а, для реле ДЗТ-23 гнезда разъема Ш1/9а-Ш1/0а; Ш1/9а-Ш1/4в;Ш1/9а~Ш1/5в). Через 5-10 секунд после снятия напряжения проверяется наличие остаточного заряда конденсатора искрогасительного контура вольтметром с внутренним сопротивлением не менее 1кОм/В.

(Н), (К1), (В)Измерение и регулирование электрических параметров выходного реле защиты

Напряжение от регулируемого источника постоянного тока подается на обмотки промежуточных реле (для ДЗТ-21 гнезда разъема Ш1/2а-Ш1/4а, для ДЗТ-23 гнезда разъема Ш1/4а-Ш1/1а; Ш1/1в-Ш1/1а; Ш1/2в-Ш1/1а). Ток срабатывания реле должен находиться в диапазоне 1-2,6 мА, время срабатывания не более 8 мс при напряжении 13 В.

Измерение и регулировка параметров выходных реле защиты РП2 (ДЗТ-21) или РП4 (ДЗТ-21) производится при подаче регулируемого напряжения на гнезда разъема Ш1/0а-Ш1/9с. Напряжение срабатывания должно находиться в пределах 132-143 В. Время срабатывания измеряется при номинальном напряжении, точки контроля - гнезда разъема Ш1/2с-Ш1/1с. Время срабатывания - не более 12 мс.

(Н), (К1), (В) Проверка усилителей

Условия проверки:

0 из разъемов МРЗД вынуты реагирующие органы Э1;

1 МРЗД установлены в кассете;

2 МПУ вынут из кассеты и соединен с ней испытательным удлинительным шнуром;

3 между зажимами П1/9 и П2/11 установлена временная перемычка;

-на реле подано напряжение оперативного тока.

Контроль напряжений производится вольтметром с внутренним сопротивлением не менее 10 кОм/В.

Проверка производится путем контроля срабатывания выходных реле защиты (РП2 для ДЗТ-21 или РП4 для ДЗТ-23) при переводе усилителей в режим срабатывания. Имитируется режим срабатывания МРЗД. Для этого поочередно замыкаются гнезда разъема МПУ Ш4/1а-Ш4/5а, Ш4/1а-Ш4/6а, Ш4/1а-Ш4/7а на лицевой панели модуля через резистор 10 кОм.

Если выходные реле не срабатывают, нужно измерить напряжение в контрольных точках в нормальном режиме и в режиме срабатывания. Данные замеров должны соответствовать таблице 6-7.

Таблица 6-7

Указанные в скобках точки подключения вольтметра и значения напряжений приведены дпя реле ДЗТ-23. Исключения помечены символом «*» и являются нормой как для реле типа ДЗТ-21, так и для реле типа ДЗТ-23.

Проверка автотрансформаторов тока

(Н) Проверка коэффициента трансформации на всех ответвлениях обмоток

На зажимы 1-11 (АТ-31) или 1-2 (АТ-32) подключен амперметр класса точности 0,5-1 со шкалой 2,5-5 А.

На зажимы, указанные в таблице 3, поочередно подается ток такой величины, чтобы показания амперметра на зажимах 1-11 (АТ-31) или 1-2 (АТ-32) были соответственно равны 2,5 ипи 5 А. При этом значения подводимых токов должны с точностью 2% соответствовать номинальным токам ответвлений, приведенным в таблице 6-8.

Таблица 6-8

(Н), (К1), (В) Проверка коэффициента трансформации на рабочих ответвлениях обмоток при максимальном токе КЗ

Проверка производится при полностью собранной схеме (цепи защиты подключены).

Коэффициент трансформации, измеренный при максимальном токе КЗ, не должен отличаться от измеренного при номинальном токе используемого отвода более чем на 5%.

Время подачи токов выше 10 А не должно превышать 5 с. При этом необходимо следить за тем, чтобы не происходил перегрев токовых цепей защиты.

Проверка МРЗД

МРЗД проверяется вне кассеты с использованием испытательных удлинительных шнуров с разъемами, во время проверки одного модуля все остальные модули должны быть вставлены в кассету, ток настройки должен быть синусоидальным.

(Н) Проверка трансреактора Тр

На вход трансреактора подается синусоидальный ток от регулируемого источника. Вольтметром с внутренним сопротивлением не менее 1 кОм/В (класс точности 0,5-1,5) измеряются напряжения на вторичных обмотках W2 и W3.

При подаче номинального тока (5 А) на ответвление 1 напряжение на обмотке W2 должно быть в пределах 6,8-7,6 В, на W3 - 16,7-18 В. При подведении номинальных токов к другим ответвлениям измеренные напряжения на обмотках W2 и W3 должны быть соответственно равны (с точностью 2%) значениям напряжений, измеренным при подведении тока к ответвлению 1. Отношения напряжений на этих обмотках должны с точностью 10% соответствовать выражению:

 (6-8)

Регулировка напряжений выполняется изменением воздушного зазора трансреактора.

(Н) Проверка промежуточных трансформаторов ТТ1, ТТ2

Вольтметром с внутренним сопротивлением не менее 1 кОм/В измеряются напряжения на резисторах R1 тока к ответвлениям промежуточных трансформаторов ТА1 и ТА2, равного номинальным токам ответвлений (5; 3,75; 3; 2,5 А).

Величина напряжения на резисторе R1 должна быть 2,9-3,3 В.

Величины напряжений, измеренные при подведении токов к различным ответвлениям, должны быть соответственно равны (с точностью 2%) значениям напряжений, измеренным при подведении тока к ответвлению 1.

При несоответствии производится проверка исправности отдельных элементов схемы (выпрямительных мостов резистора R1, трансформаторов).

Приставки дополнительного торможения проверяются аналогично. Проверка может быть выполнена как в полной схеме, так и отдельно от нее.

(Н) Проверка настройки фильтра второй гармонической составляющей выполняется при снятой плате реагирующего органа Э1 и разомкнутом переключателе Н1 при помощи фигур Лиссажу по схеме, приведенной на рисунке 6-16.

Рис. 6-16. Схема проверки фильтра второй гармоники

На вход фильтра от генератора низкой частоты подается сигнал величиной I=3 мА.

Фиксируется частота, при которой эллипс на экране осциллографа превращается в наклонную прямую. При отклонении резонансной частоты от 100 Гц более чем на 3% следует произвести настройку фильтра. Для этого нужно установить на выходе генератора частоту 100 Гц и изменением зазора магнитопровода или подбором отпаек дросселя добиться, чтобы на экране осциллографа получилась наклонная прямая. Если резонансная частота меньше 100 Гц, зазор магнитопровода следует увеличить, если больше - уменьшить. Ток выхода настроенного фильтра на частоте 100 Гц при подключенных стабилитронах Д15, Д16 должен находится в пределах 3,9 - 6,1 мА.

Производить проверку фильтра напряжением промышленной частоты путем измерения напряжений на элементах фильтра по методике, приведенной в разделе, посвященном проверкам защиты ЭПЗ-1636 не рекомендуется. Это связано с тем, что исключить фильтр из схемы довольно сложно, а подключенные дополнительные элементы повышают погрешность измерения.

(Н) Проверка стабилитронов Д15, Д16

После настройки фильтра схема не разбирается. При поданном на вход фильтра токе 3 мА частотой 100 Гц с помощью электронного осциллографа контролируется форма кривой на стабилитронах. При исправных стабилитронах форма кривой напряжения на них является симметричной и имеет характерное двустороннее ограничение по амплитуде. Эта амплитуда, измеренная осциллографом, должна быть 3,1 В с точностью 10%. В последних модификациях репе изменена схема цепи торможения по второй гармонической составляющей: стабилитроны Д15, Д16 установлены в плечах выпрямительного моста вместо диодов Д10 и Д11. Для такой модификации репе осциллограф подключается за выпрямительным мостом. На экране осциллографа должно быть видно одностороннее ограничение напряжения по амплитуде.

(Н), (К1), (В) Проверка реагирующего органа вкпючает проверку элемента выдержки времени на срабатывание В_СР и элемента выдержки времени на возврат В_в. Проверки выполняются в полной схеме защиты с поданным оперативным током.

Проверка элемента В_в.

Реагирующий орган Э1 устанавливается в МРЗД, осциллограф подключается к контрольной точке 15 на плате Э1 и к гнезду разъема Ш4/2а. Входной зажим осциллографа, соединенный с корпусом прибора, подключается к гнезду разъема Ш4/2а.

Осциллограф переводится в режим измерения времени (ручка плавного регулирования длительности развертки находится в правом крайнем положении). Производится замер времени импульса t_M и времени паузы t_n в момент срабатывания реле. Осциллограмма выходного сигнала приведена на рисунке 6-17.

Срабатывание репе контролируется по замыканию контактов выходного реле (РП2 для ДЗТ-21,РП4 для ДЗТ-23) при подаче синусоидального тока на вход реле. В момент срабатывания фиксируется длительность импульсов и пауз на экране осциллографа на уровне характерной ступеньки, появляющейся на переднем фронте импупьса (момент переключения диодов Д5 и Д6). Длительность паузы не должна превышать длительность импульса. Выдержка времени В_в равна длительности паузы, соответствующей срабатыванию реле, и должна находиться в диапазоне 4,5-5 мс. Регулировка может быть выполнена резистором R5.

Соотношение между длительностью паузы и импульса должно быть в пределах 0,82-И.

Выдержка времени элемента В_СР определяется как разность выдержек времени срабатывания элемента совместно с промежуточными и выходными реле и времени срабатывания промежуточных и выходных реле:

где t_B - выдержка времени элемента В_СР;

t_P - время от подачи сигнала на вход реагирующего органа до срабатывания выходного реле;

t_y - время от появления сигнала на выходе РО до срабатывания выходного реле.

Для проверки времени t_y элемент Э1 нужно вынуть из разъема, к останавливающему входу миллисекундомера подключить выходные контакты реле (зажимы 1 и 2 колодки П2), подать на реле оперативный ток и подключить через резистор 10 кОм к гнездам разъема Ш4/1а - Ш4/4а проверяемого МРЗД выводы переключателя «Пуск» миллисекундомера. Измерение времени выполняется при включении переключателя «Пуск». Измеренное время должно быть в пределах 12-15 мс. Регулировка осуществляется подбором резистора R5 в пределах 39-47 кОм.

Для проверки времени t_P элемент Э1 нужно установить в разъем, выходные контакты реле остаются подключенными к останавливающему входу миллисекундомера, на реле подан оперативный ток. Переключатель «Пуск» миллисекундомера подключается к гнездам разъема Ш4/За-Ш4/2в проверяемого МРЗД. Измеренное время должно быть в пределах 21-23,5 мс. Регулировка производится подбором резистора R12 в пределах 24-30 кОм.

Поиск неисправности реагирующего органа производится измерением напряжений в контрольных точках. Величины измеренных напряжений должны соответствовать данным таблицы 6-9.

Таблица 6-9

(Н), (К1), (В) Проверка чувствительного органа

Элемент Э1 установлен в разъем. Переключатель НЗ проверяемого МРЗД разомкнут. Выставлены рабочие ответвления автотрансформаторов тока и трансреакторов. Подано напряжение оперативного тока. Срабатывание чувствительного органа контролируется по срабатыванию выходного реле.

Для определения диапазона регулирования тока срабатывания на рабочее ответвление трансреактора подается синусоидальный ток до срабатывания выходного реле. Замеры выполняются при минимальной и максимальной чувствительности органа (движок потенциометра R13 «Icp*» в левом и правом крайних положениях). Величина минимального тока срабатывания должна быть не более 0.3 Ihom.otb. максимального не менее 0,7 1_НОм. отв- Дополнительное изменение чувствительности может быть выполнено подбором сопротивления резистора R2.

Токи срабатывания защиты определяются для каждого плеча защиты совместно с выравнивающими автотрансформаторами, если они предусмотрены уставками.

Проверка реле производится по схеме, приведенной на рисунке 6-18. Регулировка выполняется с помощью регулятора «Icp*». При поочередном подведении регулируемого синусоидального тока к зажимам автотрансформаторов настраивается ток срабатывания чувствительного органа. Ток срабатывания измеряется на входе МРЗД и входе схемы. По измеренным токам ведется пересчет относительных токов и настройка относительного тока на заданную уставку:

(6-10)

где - величина тока срабатывания чувствительного органа на входных зажимах МРЗД;

I_hom.otb - номинальный ток ответвления первичной обмотки выравнивающего автотрансформатора.

- величина тока срабатывания на входных зажимах схемы

1_СЗ - первичный ток срабатывания защиты;

К_СХ - коэффициент схемы, учитывающий схему соединения трансформаторов тока защиты;

п_АТ - коэффициент трансформации автотрансформатора.

'(6-11)

где 1_Н - номинальный вторичный ток защищаемого присоединения (трансформатора, автотрансформатора, генератора).

На одном из рабочих ответвлений трансреактора следует определить все параметры срабатывания чувствительного органа: ток срабатывания, ток возврата, коэффициент возврата, напряжение срабатывания.

Для измерения напряжения срабатывания используют вольтметр с внутренним сопротивлением не менее 10 кОм (класс точности 0,5-1,5), подключенный к гнездам Ш4/1в -Ш4/2в. В зависимости от уставки напряжение срабатывания должно находиться в пределах 1,5-6,5 В. Коэффициент возврата должен быть 0,6-0,92.

(Н), (К1), (В) Проверка отсечки

Элемент Э1 установлен в разъем, переключатель Н2 проверяемого МРЗД установлен в требуемое положение («а-б» - при заданном токе срабатывания отсечки менее 6 Ihom.otb. или «б-в» - при заданном токе срабатывания отсечки равном 9 1_ном.отв.); чувствительный орган выведен из работы установленной временной перемычкой между гнездами Ш4/2а - Ш4/4а. На реле подан оперативный ток.

Проверка производится в полной схеме для одного плеча защиты. Контроль срабатывания - по срабатыванию выходного реле.

Методика проверки тока срабатывания, расчетные формулы и схема проверки аналогичны приведенным для проверки чувствительного органа с разницей в величине подаваемых токов.

Измеренный ток срабатывания отсечки должен соответствовать заданному с точностью 10%. Регулировка производится подбором сопротивлений резисторов R5 и R4.

Во избежание повреждения элементов токовых цепей время подачи входных токов не должно превышать 5 с. Подбор номинала резисторов удобно выполнять, отпаяв резистор R5 от схемы и подключив вместо него магазин сопротивлений с номиналами сопротивлений до 30 кОм. Подав ток, равный заданной величине тока срабатывания отсечки, уменьшением сопротивления добиваются срабатывания реле. Затем подбирается и запаивается в схему резистор R5 с близкой к выбранному величиной сопротивления. Перепроверяется ток срабатывания отсечки. Проверяется коэффициент возврата (норма не менее 0,3). При подаче тока, равного удвоенному току срабатывания отсечки, измеряется время срабатывания отсечки на контактах выходного реле (норма не более 35 мс).

При необходимости проверки исправности герконового реле КА, проверочное напряжение постоянного тока подается на его выводы 3 и 4 («+» на вывод 4). По замыканию контактов КА (выводы 1 и 2) фиксируется напряжение срабатывания. Напряжение срабатывания КА должно быть в пределах 3,5-7 В.

(Н), (К1) Регулирование коэффициента торможения

Условия проверки:

0   элемент Э1 установлен в разъем;

1   напряжение оперативного тока подано на зажимы 9 и 10 колодки П1;

2   на лицевой плате проверяемого МРЗД переключатель XS3 установлен в требуемое положение «а-б» -при заданной величине тока начала торможения равной 1, или «б-в» - при заданной величине тока начала торможения равной 0,6;

3   соединения трансформаторов тока с обмоткой трансреактора разомкнуты. На обмотках трансформаторов (для проверки выбирают трансформаторы, используемые в схеме защиты) и трансреактора установлены рабочие отводы.

Проверка выполняется при помощи схемы, приведенной на рисунке 6-19.

От регулируемых источников переменного тока подаются синусоидальные токи на рабочую и тормозную цепи.Вначале определяется диапазон регулирования коэффициента торможения путем определения коэффициента торможения при поочередной установке регулятора «К_т» (резистор R12) в крайние положения. Для нахождения коэффициента торможения следует при поочередной подаче в тормозную цепь тормозных токов, соответствующих относительным тормозным токам /* = 5 и /*₍₄₎ = 4, оп-ределить по замыканию контактов выходных реле токи срабатывания реле. Относительные тормозные токи определяются по формуле:

где /_г* - ток, подаваемый в тормозную цепь;

- номинальные токи ответвлений первичных обмоток соответствующих трансформаторов.

Задаваясь величиной относительного тормозного тока, из этой формулы находят величину тока для подачи в тормозную цепь. Например, для /_Г(5)* = 5:

По полученным результатам вычисляются коэффициенты торможения для обоих положений резистора R12:

где относительные токи срабатывания реле, соответствующие

Минимальное значение коэффициента торможения должно быть не более 0,3, а максимальное - не менее 0,9. В случае необходимости регулирование (смещение) диапазона изменения К_т производится подбором сопротивления резистора R11.

Далее следует отрегулировать коэффициент торможения в соответствии с заданными уставками. Регулировка коэффициента торможения производится на одном из рабочих ответвлений трансреактора, к которому в реальной схеме подключается один из трансформаторов цепи процентного торможения. Регулятор К_т следует установить в крайнее правое положение. В тормозную цепь реле подать ток соответствующий 1_Т(4)* = 4, а в рабочую цепь - ток, значение которого определяется в соответствии с заданной уставкой К_т по формулам:

где l_PО* - относительный ток срабатывания реле при отсутствии торможения;

_ТО* - горизонтальный участок тормозной характеристики.

Вращением резистора R12 добиваются срабатывания реле. Затем проверяют срабатывание репе при выставленном тормозном токе, соответствующем Г_г(5) = 5, и определяется коэффициент торможения по вышеприведенным формулам.

С помощью автотрансформаторов тока может быть изменен диапазон регулирования коэффициента торможения.

При заданных различных коэффициентах торможения проверка должна быть выполнена при раздельном питании тормозных обмоток через соответствующий автотрансформатор тока.

(Н), (К1), (В) Проверка тормозной характеристики

Для построения тормозной характеристики используются данные, полученные при регулировании заданного К_т (две точки: при I*_Т(4)= 4 и при I*_Т(5)= 5). Дополнительно определяют параметры характеристики при I*_Т(2) = 2 и при I*_Т(3)= 3. По полученным данным строится тормозная характеристика: /*_рср = f(l*_T).

По построенной характеристике определяется длина горизонтального участка характеристики (!_т0*) как расстояние до точки пересечения горизонтального и наклонного прямолинейных участков характеристики при их продолжении. При отключенных трансформаторах AT длина горизонтального участка характеристики должна быть равна:

где /_ро* - относительный ток срабатывания репе при отсутствии торможения;

/_то* - горизонтальный участок тормозной характеристики;

/_то*_уст - уставка по длине горизонтального участка тормозной характеристики.

С помощью автотрансформаторов может быть изменен диапазон регулирования уставок по току срабатывания и коэффициенту торможения реле.

Для этого к ответвлениям трансреактора ипи тормозного трансформатора следует подвести ток, превышающий ток ответвления (путем включения в соответствующую цепь автотрансформатора AT). Такое подключение ведет к изменению тормозных характеристик. Тормозные характеристики могут быть проверены в полной схеме защиты с использованием автотрансформаторов тока.

При увеличении тока тормозной цепи с помощью AT, длина горизонтального участка тормозной характеристики реле пропорционально уменьшается, а коэффициент торможения увеличивается.

Величина тока начала торможения должна соответствовать величине определенной по формуле:

где /_то*_уст - уставка по току начала торможения;

/_2Н- номинальный вторичный ток данной стороны присоединения;

п_АТ - коэффициент трансформации автотрансформатора AT;

/_{н.отв.тт} - номинальный ток ответвления тормозного трансформатора тока репе.

Действительная величина коэффициента торможения в этом случае должна соответствовать величине, определенной по формуле:

где К_т - коэффициент торможения, заданный уставками.

В этом случае тормозная характеристика определяется при подаче в тормозную цепь токов, значение которых увеличено в соответствии с требованием обеспечения действительного значения коэффициента |торможения.

Однако относительные значения тормозных токов следует принимать такими же, как и до их увеличения.

При увеличении тока рабочей цепи реле с помощью AT [ток срабатывания и коэффициент возврата уменьшаются.

Значение приведенного тока срабатывания определяется по формуле:

/_{н.отв.Тр} - номинальный ток ответвления трансреактора реле.

/_р.ср - относительный ток срабатывания реле

Действительное значение коэффициента торможения:

где К_т - уставка коэффициента торможения

При использовании ответвлений обмоток с номинальным током 2,5 А можно максимально снизить ток срабатывания реле в четыре раза, а коэффициент торможения соответственно увеличить в четыре раза. Большее увеличение недопустимо, так как термическая стойкость обмоток трансформаторов реле 10 А.

При значительном отклонении 1_ТО* от заданной величины следует проверить исправность стабилитронов Д8 и Д9 путем измерения напряжения на них при 1_т(г)* = 2. Измерение следует производить вольтметром с внутренним сопротивлением не менее 10 кОм/В и класса точности 0,5-1,5. Измеренные величины должны находится в пределах 5,04-6,16 В и 2,97-3,63 В соответственно.

Комплексная проверка защиты

Проверка выполняется при полностью собранных токовых цепях и поданном оперативном токе.

При поочередной подаче синусоидальных токов от регулируемого источника в каждое плечо измеряется ток срабатывания защиты.

При наличии в плече защиты тормозной обмотки проверка правильности сборки трансформаторной цепи осуществляется подачей в это плечо тока, равного номинальному току ответвления тормозного трансформатора. Более удобен другой метод, позволяющий обойтись без извлечения МРЗД из кассеты. В плечо защиты подается ток, соответствующий номинальному току ответвления тормозного трансформатора, и измеряется напряжение на резисторе R1 (точки подключения вольтметра зажимы 1-2; 4-3; 6-5 колодки П1 соответственно для 1МРЗД, 2МРЗД, ЗМРЗД). Данные замера должны соответствовать результатам, полученным при проверке промежуточных трансформаторов.

При подаче в плечо защиты тока, равного двукратному току срабатывания защиты, измеряется время действия чувствительного органа.

Опробование защиты

Проверка защиты рабочим током

Проверка токовых цепей защиты выполняется по методике, приведенной в разделах «Трансформаторы тока» и «Проверка дифференциальных защит первичным током».

Проверка выравнивания ампер-витков трансформаторов реле

Проверка производится измерением напряжения на обмотках W2 трансреакторов при подключении к реле всех плеч защиты и при поочередном исключении каждого из них. Измерения следует производить вольтметром с внутренним сопротивлением не менее 10 кОм. Точки подключения вольтметра в МРЗД - Ш4/1в - Ш4/2в. При подключении к реле всех плеч защиты измеренное напряжение является напряжением небаланса и не должно превышать (0,02-0,04)U_CP при токе нагрузки, приведенном к номинальному току присоединения. При малых токах нагрузки присоединения небаланс может оказаться завышенным из-за цвлияния погрешностей трансформаторов тока и тока намагничивания силового трансформатора. При несоответ-зии напряжения небаланса приведенным нормам следует эедиться в достаточности тока нагрузки и, при необходимости, произвести корректировку ампер-витков трансреакторов реле. При исключении одного из плеч защиты напряжение на обмотке W2 должно значительно увеличиться. Величина этого напряжения определяется по методике, приведенной в разделе «Проверка дифференциальных защит первичным током».

После восстановления токовых цепей защиты следует повторно произвести измерение напряжения небаланса

Периодичность проведения технического обслуживания дифференциального устройства защиты типа ДЗТ-21

Примечания

1. Условные обозначения:

Н - проверка (наладка) при новом включении;

К1 - первый профилактический контроль;

В - профилактическое восстановление;

К - профилактический контроль;

К^* - профилактический контроль с заменой ламп.

3.4 Объём работ при техническом обслуживании устройств релейной защиты

Защита ДЗТ-21

Н, К1, Ва). Проверка модуля питания и управления (МПУ):

Н, К1, В - проверка стабилизатора напряжения;

Н, К1, В - проверка выходных промежуточных реле;

Н, К1, В - проверка выходных цепей;

Н - проверка усилителей.

Нб). Проверка автотрансформаторов тока АТ31 и АТ32

проверка коэффициента трансформации на всех ответвлениях;

проверка коэффициента трансформации на рабочих ответвлениях при номинальном токе.

Н, Вв). Проверка приставки дополнительного торможения в полной схеме.

Н, К1, Вг). Проверка модулей реле дифференциальной защиты (1МРЗД - 3МРЗД):

Н - проверка трансреактора;

Н - проверка промежуточных трансформаторов;

Н - проверка фильтра второй гармонической составляющей;

Н, К1, В - проверка выдержки времени элементов В_о и В_ср реагирующего органа;

Н, К1, В - проверка тока срабатывания чувствительного органа на рабочей уставке;

Н - проверка напряжения на вторичной обмотке трансформатора Тр при срабатывании чувствительного органа защиты;

Н, К1, В - проверка тока срабатывания и времени срабатывания отсечки;

Н, К1, В - проверка тормозной характеристики на рабочей уставке коэффициента торможения.

Н, К1, В, Кд). Комплексная проверка:

Н, К1, В, К - проверка тока срабатывания чувствительного органа в полной схеме при поочерёдной подаче тока на каждое из плеч защиты;

Н, К1, В, К - проверка времени срабатывания чувствительного органа защиты;

Н - проверка правильности включения тормозных цепей защиты.

Н, К1, Ве). Проверка взаимодействия защиты с другими устройствами релейной защиты и автоматики.

Н, К1, В, Кж). Проверка защиты рабочим током и напряжением:

Н, К1, В, К - проверка правильности подключения токовых цепей;

Н, К1, В, К - проверка напряжения небаланса во вторичной обмотке трансформатора Тр в полной схеме.

Литература:

1. Дорохина Е.Г. Дорохина Т.Н. «Основы эксплуатации релейной защиты и автоматики» 2003 г.

. Королёв Е.П., Либерзон Э.М. Расчёты допустимых нагрузок в токовых цепях релейной защиты. -М.: Энергия, 1980.-208 с.

. Вавин В.Н. Релейная защита блоков генератор-трансформатор. -М.: Энергоиздат, 1982. -253 с.

. Руководящие указания по релейной защите. Релейная защита понижающих трансформаторов и автотрансформаторов 110 - 500 кВ. -Выпуск 13Б. М.: Энергоатомиздат, 1985. - 95 с.

. Какуевицкий Л.И., Смирнова Т.В. Справочник реле защиты и автоматики. -М.: Энергия, 1972. 343 с.

Приложение 1

Параметры силового оборудования энергоблока

Таблица А.1

Основные технические данные турбогенератора

Таблица А.2

Расчетные параметры турбогенератора

Таблица А.3

Трансформаторы тока турбогенераторов

Таблица А.4

Основные технические данные блочного трансформатора

Таблица А.5

Основные параметры трансформаторов собственных нужд 6,3 кВ

Приложение 2

Тормозные характеристики реле типов ДЗТ-11

Тормозные характеристики реле типов ДЗТ-11.

- зона срабатывания;

- зона срабатывания или торможения в зависимости от угла между рабочим и тормозным токами;

- зона торможения;- характеристика срабатывания, соответствующая максимальному торможению;- характеристика срабатывания, соответствующая минимальному торможению.

Приложение 3

Структурная схема защиты ДЗТ-21 и подключение её к блоку генератор-трансформатор

Рисунок В.1 Структурная схема защиты ДЗТ-21 и подключение ее к блоку генератор-трансформатор

Таблица В.1

Ответвления автотрансформатора тока типа АТ-31

Таблица В.2

Ответвления автотрансформатора тока типа АТ-32

Таблица В.3

Номинальные токи ответвлений трансреактора защиты ДЗТ-21