реферат, рефераты скачать Информационно-образоательный портал
Рефераты, курсовые, дипломы, научные работы,
реферат, рефераты скачать
реферат, рефераты скачать
МЕНЮ|
реферат, рефераты скачать
поиск
Разработка системы релейной защиты блока генератор-трансформатор электрической станции и анализ ее технического обслуживания

Разработка системы релейной защиты блока генератор-трансформатор электрической станции и анализ ее технического обслуживания

СЕВАСТОПОЛЬСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГИИ И ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Кафедра ЭЭС










Курсовой проект

по дисциплине: «Эксплуатация релейной защиты»

«Разработка системы релейной защиты блока генератор-трансформатор электрической станции и анализ её технического обслуживания»


Выполнил: Шапаренко И.М

Проверил: зав. кафедры

Углов А.В.








Севастополь

2005 г.


ЗАДАНИЕ

на выполнения курсового проекта по дисциплине “Эксплуатация релейной защиты”


Тема: Разработка системы релейной защиты блока генератор- трансформатор электрической станции и анализ её технического обслуживания

Исходные данные:

1.       Тип генератора энергоблока ТВВ-800-2

2.       Номинальное напряжение на сборных шинах электрической станции 500 кВ.

3.       Максимальная мощность энергосистемы в режиме короткого замыкания

24 000 MB·A.

4.       Минимальная мощность энергосистемы в режиме короткого замыкания

12000 MB·A.

5.       Тип блочного трансформатора 2 ´ ТЦ-630 000/525.

6.       Тип трансформатора собственных нужд энергоблока ТРДНС-63 000/35.

7.       Номинальное напряжение на секциях нормальной эксплуатации энергоблока 6,3 кВ.



Введение


Основной задачей построения релейной защиты блока генератор-трансформатор электрической станции является обеспечение ее эффективного функционирования по возможности при любых видах повреждений, предотвращение развития повреждений и значительных разрушений защищаемого оборудования, в также предотвращение нарушений устойчивости в энергосистеме.

Для этого 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.



1. Выбор необходимого состава системы релейной защиты блока генератор-трансформатор электрической станции, обеспечивающего 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


2.1Исходные данные для расчета


Трансформатор ЭБ 2 ´ ТЦ-630000/525: Генератор энергоблока ТВВ-800-2:

; Рном=800 МВт, xd'=0,313 о.е.;

;  , xd"=0,223 о.е.;

;  , x2=0,372 о.е.;

.  Iном=21400 А хd=2,333 о.е.

Трансформатор СН ТРДНС 63000/35: Мощность энергосистемы 500 кВ:

Sном=63000 МВ·А;  Sкзmax=24000 МВ·А;

; Sкзmin=12000 МВ·А.

;

;

Uвнmin=21,12 кВ; uк%=12,43;

;

Uвнmax=26,88 кВ; uк%=13,18;.


2.2  Расчёт параметров схемы замещения


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



 (2.1)


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


  (2.2)


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


 (2.3)


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


  (2.4)


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


 (2.5)


Номинальное значение первичного тока на стороне высокого напряжения энергоблока 330 кВ:


  (2.6)


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


 (2.7)


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


 (2.8)


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 трансформатора со сторон ВН, НН и ТСН на стороне ВН используется встроенный трансформатор тока с коэффициентом трансформации КI ВН = 1000/1 А, на стороне НН - трансформатор тока с коэффициентом трансформации КI НН = 30000/5 А, а на стороне ответвления на ТСН - трансформатор тока с коэффициентом трансформации КI ТСН = 1500/5 А.

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


 (2.9)


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


 (2.10)


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


 (2.11)

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


 (2.12)


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


 (2.13)


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


 (2.14)


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


 (2.15)


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


 (2.16)


2.3  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 коротких внешних 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 Fср=100 А. При этом минимальный ток срабатывания реле составляет:


А  (3.1)


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.

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


А (3.2)


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

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

 - 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 определяется по выражению:


 А       (3.3) 


где:  - фазное напряжение сети высшего напряжения блока;

 - переходный реактанс генератора;

 - сопротивление трансформатора;

 - сопротивление сети в максимальном режиме.

Переходный реактанс генератора:


  (3.4)


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


   (3.5)


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

 - коэффициент отстройки, принимаемый равным 1,6;

 - коэффициент трансформации трансформатора тока;

 - определяется по выражению (3.2) 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 из условия минимального торможения Fт=130.

Расчётное число витков тормозной обмотки определяется по выражению:


            (3.6)


где:  

Принимается большее ближайшее число витков по справочным данным Wт расч = 24

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


 (3.7)


где:  - полный ток в месте короткого замыкания;

 - определяется по формуле (3.1);

При наличии торможения коэффициент чувствительности определяется соотношением:


                                 (3.8)


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


                                  (3.9)


где:  - число витков рабочей обмотки (144 витка);


                                              (3.10)


где:  - ток короткого замыкания со стороны системы;

 - принятое число витков тормозной обмотки.

Далее по тормозной характеристике 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.

Страницы: 1, 2, 3, 4



© 2003-2013
Рефераты бесплатно, рефераты литература, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты медицина, рефераты на тему, сочинения, реферат бесплатно, рефераты авиация, курсовые, рефераты биология, большая бибилиотека рефератов, дипломы, научные работы, рефераты право, рефераты, рефераты скачать, рефераты психология, рефераты математика, рефераты кулинария, рефераты логистика, рефераты анатомия, рефераты маркетинг, рефераты релиния, рефераты социология, рефераты менеджемент.