Разновидности схем продольных дифференциальных защит.

Первая схема (а, б),

выполнена с помощью двух реле типа РНТ-565. Подобная схема обычно применяется на гене­раторах небольшой мощности (менее 30 МВт). Ток срабатыва­ния при этом допускается принимать равным (1, 3 - 1, 4)I_НОМ

Недостатком первой схемы РЗ по рис. 17.3, а является то, что она не срабатывает при двойном замыкании на землю (одно в сети, другое в обмотке статора). Для отключения генератора в этом случае преду­сматривается дополнительное токовое реле в схеме РЗ от за­мыканий на землю с ТТНП, действующее без выдержки време­ни на отключение.

Рис 1- Схемы продольных дифференциальных защит генератора: токовые цепи: а — с двумя реле РНТ; в — с тремя реле РНТ; оперативные цепи: б - с двумя реле РНТ; г — с тремя реле РНТ

Вторая, наиболее распространенная схема (в, г),

применяемая на генераторах с косвенным охлаждением обмоток, средней мощ­ности от 30 до 160 МВт. Она выпол­няется в трехфазном исполнении с помощью реле РНТ-565 с улучшенной отстройкой от апериодической составляющей то­ка небаланса. Ток срабатывания РЗ с РНТ обычно принимается равным (0, 5 - 0, 6) I_НОМ. Защита при этом оказывается надежно отстро­енной от тока небаланса.

Третья схема

наиболее совершенная, она соче­тает два принципа отстройки РЗ от тока небаланса: торможе­ние, при котором ток I_ср автоматически увеличивается с рос­том тока КЗ, и применение НТТ. В результате такого сочета­ния, РЗ весьма надежно отстраивается от тока небаланса как в установившемся, так и в переходном режимах и обладает высокой чувствительностью при КЗ в генераторе. Ток срабаты­вания такой РЗ I_сз * 0, 15I_ном. Подобная схема РЗ устанавлива­ется на турбогенераторах мощностью 160 МВт и более. В

ка­честве дифференциального реле применяется токовое ре­ле ДЗТ-11/5 с торможением от тока КЗ.

Рис 2 - Схема продольных дифференциальных защит генератора

Задание на практическую работу

1. зарисовать исходную схему продольной дифференциальной защиты генератора (выбрав из рисунков 1, 2). Выписать все исходные данные для расчёта.
2. рассчитать токи срабатывания защиты.
3. определить расчётное число витков рабочей обмотки БНТ.
4. проверить чувствительность дифференциальной защиты.

Исходные данные

Таблица 1

Порядок расчёта

Порядок расчёта продольной дифференциальной защиты на реле типа РНТ-565

1. Выбор тока срабатывания защиты и трансформаторов тока

дифференциальной защиты по схеме рис. 1, 2 Для исключения неправильной работы дифференциальной РЗ при внешних КЗ ток срабатывания РЗ должен отстраиваться от максимального значения тока небаланса:

(1)

где k_ОТС = 1, 3÷ 1, 5 -расчетный ток небаланса, опре­деляемый по формуле:

(2)

где k_а - коэффициент, учитывающий дополнительную погреш­ность ТТ в переходном процессе и принимаемый равным 1 для РЗ с реле РНТ-565 и 1, 5-2 для РЗ с реле РТ-40

k_ОДН - коэф­фициент однотипности ТТ, принимаемый равным 0, 5, посколь­ку к реле подключаются ТТ одного типа и с одинаковыми ко­эффициентами трансформации;

ε — относительное значение погрешности ТТ, равное 0, 1;

1_{К тах} — периодическая составляю­щая тока (при t = 0), который проходит по ТТ РЗ при внешнем КЗ на шинах генераторного напряжения.

(3)

(4)

2. При выполнении защиты с током срабатывания меньше номинального, в дополнении к указанному выше должно удовлетворять следующее условие, которое в практике является расчётным.

(5)

Принимать значение I_СЗ меньше указанного в выражении (5) не рекомендуется во избежании недостаточной отстройки реле РНТ-565 защиты от переходных процессов.

3. Расчетное число витков дифференциальной обмотки.

Число витков дифференциальной (рабочей) обмотки РНТ выбирается по выражению:

(6)

где F_cp - МДС срабатывания реле с БНТ, равная 100 А.

Расчётное число витков округляется в меньшую сторону.

4. Коэффициент чувствительности

Коэффициент чувствительности проверяется по току двухфазного К.З.в минимальном режиме работы генератора.

(7)

(8)

Порядок расчёта продольной дифференциальной защиты на реле типа ДЗТ-11

РЗ с торможением устанавлива­ется на турбогенераторах мощностью 160 МВт и более

Тормозная обмотка w_T включена на ток TA, установленного на линейных выводах генератора.

1. Первичный ток срабатывания защиты

Ток срабатывания защиты при отсутствии торможения, приведенный ко вторичным цепям.

(9)

где F_cp - МДС срабатывания реле с БНТ, равная 100 А.

w_р =144 витка – число витков рабочей обмотки.

2. Число витков тормозной обмотки

(10)

где k_н =1, 6 – коэффициент надёжности

(11)

tg α =0, 75

I_Т = I_{К max} (тормозной ток)

Количество витков округляется в большую сторону.

3. Чувствительность защиты высокая и при выборе уставок, как правило, не выбирается.

ПРИМЕР

Определить ток срабатывания защиты генератора, проверить надежность отстройки тока срабатывания защиты от тока небаланса и определить коэффициент чувствительности защиты.

Дано:

Р_ном = 6000 к Вт

U_ном =6, 3 кВ

Cos φ =0, 8

Х^”_*d =0, 125

Определить:

I_СЗ, w_расч., K_Ч .

Решение.

1. Определяем номинальный ток генератора.

2. Определяем ток срабатывания защиты

3. Требуемое число витков

принимаем w = 38

4. Коэффициент чувствительности проверяется по току двухфазного К.З.в минимальном режиме работы генератора.