Из расчета следует, что токовые органы обладают достаточной чувствительностью.
Напряжение срабатывания устройства фильтр-реле напряжение обратной последовательности МТЗ с комбинированным пуском напряжения
2.9 Защита от перегрузки ТСН
Ток срабатывания защиты
где - ток в защите принятый равным номинальному току обмотки той стороны трансформатора на которой установлена защита
- коэффициент надежности равен 1,05.
- коэффициент возврата равен 0,8.
ток срабатывания реле
Принимаем реле РТ-40/10 и реле времени РВ-01 на 10 с действует на сигнал.
2.10 Дистанционная защита стороны 6,3 кВ
Зона резервирования дистанционной защиты определяется уставкой, которая отстраивается от сопротивления самозапуска электродвигателей СН.
Во избежание излишних отключений ТСН сопротивление самозапуска определяется при полностью остановленных двигателях по сумме пусковых токов
где - номинально напряжение электродвигателей равное 6 кВ
Сопротивление срабатывания защиты
- коэффициент надежности равен 0,85.
- коэффициент возврата (не превышает 1,1).
Сопротивление срабатывания реле
Зона резервирования
Ток двухфазного кз в зоне защиты
Ток в реле
Коэффициент чувствительности по току точной работы
где Iт.р. - минимальный ток десятипроцентной точности реле сопротивления.
Для ввода резервного питания с учетом сопротивления шинопровода магистрали резервного питания
Ток в реле
Коэффициент чувствительности
2.11 Дистанционная защита стороны 24 кВ
Сопротивление срабатывания защиты принимаем равным половине минимального сопротивления защиты на стороне 6 кВ трансформатора
Сопротивление срабатывания реле
2.12 Дифференциальная защита ГЦН
Рном= 8000 кВт КТ =1500/5
Iном= 880 А
Кпуск= 8
Расчет дифзащиты выполненной с использованием реле типа ДЗТ-11 ведется с учетом того, что тормозная обмотка реле подключена к ТТ, установленном со стороны нулевых выводов обмотки статора. Такое включение целесообразно потому что при расчетном кз на выводах электродвигателя торможение практически не оказывает влияние на рабочую магнитодвижущую силу и таким образом обеспечивается наилучшая чувствительность защиты.
Число витков дифференциальной обмотки реле электродвигателя выбирается из условия надежного несрабатывания защиты в режимах пуска, самозапуска, внешнего кз, когда через ТТ обоих тяг проходит ток
где wТ=24 – число витков тормозной обмотки реле, принимаем равным наибольшему значению.
kотст=1,5 – коэффициент отстройки, учитывающий ошибку реле и необходимый запас
tga=0.8 – тангенс угла наклона к оси абсцисс касательной проведенной из начала координат к характеристике срабатывания, соответствующей минимальному торможению
IT – тормозной ток
Iнб.расч – расчетное значение тока небаланса
вносим допущение, что отношение
При соединении ТТ в "звезду"
определяем тормозной ток
Определяем число витков дифференциальной обмотки
Принимаем число рабочей обмотки реле ДЗТ-11 =44 В
Определяем начальный ток срабатывания защиты:
Iс.з.=Fс.р.К1 /,
где Fс.р=100 АВ – магнитодвижущая сила срабатывания реле типа ДЗТ-11 при отсутствии торможения
Относительное значение начального тока срабатывания составляет
Определим коэффициент чувствительности при двухфазном КЗ на выводах двигателя
,
где Fраб – рабочая магнитодвижущая сила в реле при рассматриваемом металлическом коротком замыкании;
Fраб.ср.- рабочая намагничивающая сила срабатывания реле.
,
где Iк(2)-первичный ток двухфазного реле на выводах двигателя
Ксх- коэффицент схемы соединения ТТ менее нагруженного плеча равным 1;
КТ –коэффициент трансформации ТТ.
,
где Fторм – тормозная намагничивающая сила в реле:
где Iк.п.- первичный ток от двигателя равный пусковому току
2.14 Защита от однофазных замыканий на землю обмотки статора ГЦН
Ток срабатывания ненаправленной токовой защиты выполненной на реле типа РТЗ-51 подключенного к ТТНП без подмагничивания, рассматриваем из условия несрабатывания –защиты при внешнем однофазном замыкании на землю
где - установившееся значение собственного емкостного тока защищаемого присоединения
- коэффициент отстройки равен 1,25
- коэффициент учитывающий бросок собственного емкостного тока в момент зажигания дуги равный 2,2
Значение определяется как сумма емкостных токов двигателя и линии от места установки ТТНП до линейных выводов двигателя
где - номинальная полная мощность электродвигателя МВА
- номинальное напряжение двигателя кВ
где - собственный емкостной ток единицы длины линии А/км
l – длина линии км
m – число проводов кабелей в фазе линии
собственный емкостной ток двигателя
Ток срабатывания защиты минимальный равен 1,33 А, максимальный 5,66 А. Уставка реле с током срабатывания защиты от замыканий на землю 1,51 А входит в эту зону.
3. Разработка систем автоматики
3.1 Автоматическое включение синхронных машин на параллельную работу
Точная автоматическая синхронизация предназначена для выполнения без участия человека операций по включению синхронных машин на параллельную работу при завершении их пуска, а так же при воссоединении на параллельную работу посредством трехфазного автоматического включения (ТАПВ) частей энергосистемы.
Идеальные условия включения синхронных машин на параллельную работу требуют равенства напряжений и частот машины и системы, а так же совпадения фаз напряжений в момент замыкания контактов выключателя. В таких условиях машина не испытывает динамических воздействий со стороны системы. При ТАС соответствующими устройствами условия включения максимально приближаются к идеальным. После этого с учетом времени включения выключателя автоматически выбирается момент подачи команды на включение с расчетом, чтобы сдвиг фаз напряжений (угловая ошибка синхронизации) в момент замыкания выключателя не превосходил расчетного значения. ТАС обладает техническим и экономическим эффектом т.е. исключение последствий возможных ошибок человека-оператора, ограничение испытываемых машинами воздействий расчетными допускаемыми значениями, предотвращающими повреждение или преждевременный износ.
3.2 Противоаварийная автоматика
Современные ЭЭС представляют собой большие автоматизированные системы, функционирование которых невозможно без наличия комплекса автоматических устройств. Среди этого комплекса одно из первых мест занимает УПА, предназначенные для обеспечения надежности и бесперебойности электроснабжения потребителей, локализации аварийных возмущений тем или иным участком ЭЭС и предотвращения развития аварий в системные.
Системные аварии развиваются лавинообразно и сопровождаются нарушением устойчивости, разделение ЭЭС на несинхронные работающие части с возникновением дефицита активной и реактивной мощности в отдельных узлах ЭЭС, последствием чего может быть останов агрегатов электростанции в связи со снижением производительности механизмов собственных нужд АЭС и нарушением электроснабжения потребителей.
Быстрота развития системных аварий требует дополнения автоматики управления нормальными режимами противоаварийным управлением, осуществляемым средствами ПА. Поскольку действием устройств защиты, АПВ, АВР, и АЧР в современных энергосистемах не удается предотвратить повреждение оборудования и нарушение устойчивости, вызывающие отключение потребителей и экономический ущерб, предусматриваются четыре основные группы УПА.
Ø Устройства автоматики предотвращающей нарушение устойчивости (АПНУ) и специальная автоматика отключения нагрузки (САОН), повышающие эффективность использования оборудования и предназначенные для предотвращения нарушения устойчивости. Эти устройства действуют при опасных перегрузках линий электропередач при нарушениях схем в результате КЗ и без таковых, при кратковременных неполнофазных режимах, в цикле ОАПВ и производит дозирование УВ на разгрузку линий электропередач и электростанций в избыточной части ЭЭС, на быстрое повышение генерирующей мощности и отключение части неответственных потребителей в дефицитной части ЭЭС.
Ø Устройства АЛАР, ликвидирующие АР или предотвращающие его возникновение, осуществляют ДС по признакам возникающего или возникшего АР или по факту аварийной ситуации, неизбежно вызывающему нарушение синхронизма.
Ø Устройства, предназначенные для ограничения опасных понижений или повышений частоты и напряжений (АОЧ, АОН, АЧР). При понижении частоты АЧР действует на отключение части нагрузки (ОН).
Ø При понижении напряжения ПА действует на отключение части шунтирующих реакторов (ОР), на форсировку возбуждения (ФВ).
Ø При повышении напряжения АОН действует на отключение линий электропередач 750 кВ, являющихся источником реактивной мощности.
Ø Устройства, восстанавливающие питание потребителей и нормальных схем ЭЭС и режимов (АВР, АПВ линий, трансформаторов, шин).
3.3 Однократное ТАПВ
Основным видом АПВ линий являются однократное ТАПВ. На ответственных линиях однократное ТАПВ комбинируется с однократным ОАПВ, поскольку большинство КЗ на линиях высокого напряжения однофазные, отключение только одной поврежденной фазы повышает устойчивость электропередачи. Устройство ОАПВ отключает поврежденную фазу при КЗ одной фазы на землю и обеспечивает ее повторное включение через промежуток времени, достаточный для погасания дуги в месте повреждения. Важной частью ОАПВ являются органы выбора поврежденной фазы, избирательные органы (ИО), которые устанавливаются по обоим концам линии.
