Выбор способа синхронизации

В соответствии с ПУЭ для турбогенераторов типа Т3В-800-2 предусматривается способ точной синхронизации. При точной синхронизации, когда генератор включается возбужденным, необходимо, что бы были выполнены следующие условия:

1. Равенство действующих значений напряжений подключаемого генератора и сети

2. Равенство частот напряжений генератора и сети

3. Совпадение фаз одноименных напряжений генератора и сети

Несоблюдение хотя бы одного из условий при точной синхронизации приводит к большим толчкам тока, опасным не только для подключаемого генератора, но и для устойчивой работы системы.

При нарушении условий возможны три случая:

а) векторы разных напряжений генератора и энергосистемы не равны по значениям, но совпадают по фазе и изменяются во времени с одинаковой частотой

Рис. 30

б) векторы фазных напряжений разошлись по фазе на некоторый угол т.е.

Рис. 31

в) генератор вращается с разными угловыми скоростями

В двух первых случаях разность напряжений , которая обусловит протекание уравнительного тока возникающего в третьем случае сразу же в момент включения (если ) или спустя время, когда векторы напряжений разойдутся на некоторый угол

Где: и - значения ЭДС и сопротивления генератора в момент включения

- сопротивление энергосистемы, которое обычно невелико и может не учитываться в расчете

имеет индуктивный характер по отношению к , так как активные сопротивления генератора и системы не значительны.

В первом случае сохраняет реактивный характер по отношению к , вследствие чего он не вызывает механических перегрузок на валу генератора. при включении генератора в сеть допускают равной 5-10%

Во втором случае по отношению к имеет значительную активную составляющую. Вектор опережает вектор , поэтому активная составляющая уравнительного тока создает вращающий момент, направленный на торможение ротора генератора.

Если бы вектор отставал от , то активная составляющая уравнительного тока создавала бы момент, ускоряющий ротор. Включение генератора в этом случае сопровождалась бы значительными толчками нагрузки на его вал, что могло бы повлечь механические повреждения. Во избежание этого угол расхождения векторов напряжений синхронизируемых источников, в момент включения, не должен превышать 10-20 электрических градусов.

В третьем случае, когда угол изменяется и разность напряжений , которую называют напряжением биения, изменяется от 0 до и с частотой равной полусумме частот напряжений синхронизируемых источников. Огибающая, проведенная через амплитуды напряжений биения, имеет частоту равную полусумме частот генератора и системы.

Рис.32

При большой разности частот машина может и не втянуться в синхронизм. Это заставляет ограничить допустимую разность до значений 0, 1%. Наибольший возникает при электрических градусов.

Приближение частоты вращения генератора к синхронной и регулирование осуществляется воздействие на регуляторы частот вращений первичных двигателей.

Визуальный контроль за выполнением условий синхронизма – с помощью двух вольтметров, двух частотомеров и синхроноскопа, который дает возможность контролировать совпадение векторов напряжений одноименный фаз.

Точная синхронизация может быть ручной и автоматической.

Автоматическая синхронизация выполняется с помощью автоматических синхронизаторов.

Недостатком является сложность и длительность процесса, особенно в условиях аварийного режима работы системы, сопровождающегося колебанием частоты и напряжения.

10. РАСЧЁТ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ

Защита трансформатора типа ТРДНС-40000/230/6, 3-6, 3 с реле типа ДЗТ-11

Согласно ПУЭ на трансформаторе установлены следующие защиты:

1. Продольная дифференциальная защита – от всех видов КЗ в обмотке трансформатора и на выводах

2. Газовая защита – от всех повреждений внутри бака трансформатора, сопровождающихся разложением масла и выделением газа, а том числе от витковых замыканий, а также от понижения уровня масла в баке трансформатора

3. Защита от симметричной перегрузки, устанавливается на ВН

4. Защита от внешних междуфазных коротких замыканий – МТЗ с комбинированной блокировкой по напряжению, устанавливается на ВН и НН

5. Дуговая защита

10.1 Расчёт продольной дифференциальной защиты

1. Определяются номинальные токи трансформатора

2. Выбор трансформаторов тока для продольной дифференциальной защиты

Схема соединения трансформатора тока на ВН – треугольник, так как схема соединения силового трансформатора - звезда

Схема соединения трансформатора тока на НН – звезда, так как схема соединения силового трансформатора - треугольник

Принимаем трансформаторы тока с К_IВН=300/5 К_IНН=3000/5

3.Расчет вторичных токов в плечах защиты

Сторона НН принимается за основную, так как у неё вторичный ток больше

6. Расчет тока срабатывания защиты

Расчёт ведется исходя из двух условий:

4.1 Условие отстройки от броска намагничивающего тока

4.2

(30)

Где: к_отс=1, 3 – коэффициент отстройки

по формуле (30)

4.3 Условие отстройки от тока небаланса при внешнем КЗ

(31)

Где: (32)

- ток небаланса, обусловленный погрешностью ТА (33)

Где: к_а= 1- коэффициент апериодичности

к_одн=1- коэффициент однотипности трансформаторов тока

=0, 1- - коэффициент 10%-ой погрешности трансформатора тока

(34)

Где: =0, 16 - диапазон регулирования трансформаторов тока в относительных единицах

Предварительный расчет ведется без учета

По формуле (33)

По формуле (34)

По формуле (31)

Принимается наибольшее значение 5925 А

5. Предварительная проверка чувствительности

Используется реле с торможением типа ДЗТ-11, при этом должен удовлетворять только первому условию

6. Определяются токи срабатывания реле и число витков обмоток реле ДЗТ-11 для двух сторон трансформатора

Число витков рабочей обмотки

=100 А/витков – МДС срабатывания реле

Принимается ближайшее меньшее значение

АК

Расчёт числа витков для неосновной стороны (ВН)

Принимается ближайшее целое значение

7.Определяется число витков тормозной обмотки, для чего предварительно найти значение расчетного тока небаланса с учетом составляющей , обусловленной округлением расчетного числа витков неосновной стороны (ВН)

Производится расчёт

Число витков тормозной обмотки

По данным реле принимается 14 витков

Производится расчёт уточненного значения тока срабатывания защиты с учетом

По формуле (31)

Число витков тормозной обмотки

По данным реле принимается 18 витков

8.Производится проверка чувствительности защиты по окончательно принятому

Значение уточненного тока срабатывания защиты приведенного к стороне ВН

Коэффициент чувствительности

10.2 Расчёт защиты от симметричных перегрузок

1. Ток срабатывания защиты

, где (34)

К_отс=1, 05…1, 1

К_в=0, 8…0, 85

По формуле (34)

2. Ток срабатывания реле

(35)

По формуле (35)

Принимается реле типа РТ-40/6

10.3 Расчёт защиты от внешних междуфазных КЗ

МТЗ с комбинированной блокировкой по напряжению устанавливается на стороне НН. Блокировка по напряжению питается со стороны НН

Реле тока

1. Ток срабатывания защиты

Где:

К_отс=1, 1…1, 2

2. Коэффициент чувствительности

3. Ток срабатывания реле

По формуле (35)

Принимается реле типа РТ-40/6

Реле минимального напряжения

1.Напряжение срабатывания защиты

Где:

К_отс=1, 1…1, 2

К_в=1, 12…1, 15

2. Коэффициент чувствительности не проверяется, так как при КЗ на сборных шинах 6, 3 кВ U_ост=0

3. Напряжения срабатывания реле

(36)

Где: К_V=6300/100 – коэффициент трансформации трансформатора напряжения

По формуле (36)

Принимается реле типа РН-54/160

4. Расчёт уставок реле напряжения обратной последовательности

5. Напряжение срабатывания реле

По формуле (36)

Принимается реле типа РНФ-1М

10.4 Расчёт второго комплекта МТЗ с комбинированной по напряжению на стороне ВН

Блокировка по напряжению применяется одна для двух комплектов защит

Реле тока

1. Ток срабатывания защиты

2.Коэффициент чувствительности

3.Ток срабатывания реле

По формуле (35)

Принимается реле типа РТ-40/6