2.2. Расчёт поперечной дифференциальной защиты турбогенератора

Поперечная дифференциальная защита предназначена для защиты от витковых замыканий в обмотке статора. Эта защита подключается к ТТ, включённому в перемычку между нейтралями параллельных ветвей обмотки статора (Рисунок 3). Для рассматриваемого генератора ТВФ-110-2 в [2] указано, что коэффициент трансформации трансформатора тока для этой защиты равен 1500/5.

Первичный ток срабатывания защиты [1]:

Вторичный ток срабатывания защиты:

Вторичный ток срабатывания защиты регулируется от 1,0 до 15,0 А с шагом 0,1 А [1, стр. 30]. Тогда принимаем уставку по току срабатывания защиты 5,1 А.

2.3. Расчёт уставок защиты от замыканий на землю в обмотке статора

Защита предназначена для выявления и отключения однофазных замыканий на землю в обмотке статора генератора. В рассматриваемой схеме установлены генератор ТВФ-110-2, трансформатор блока ТДЦ-125000/110 и трансформатор собственных нужд ТДНС-16000/35. Ёмкость обмотки высшего напряжения ТСН невелика по сравнению с емкостями обмотки статора генератора и обмотки низшего напряжения ТБ. Поэтому её не учитывают, что создаёт некоторый запас [1].

Межобмоточная ёмкость блочного трансформатора на одну фазу:

Ёмкость обмотки низшего напряжения блочного трансформатора относительно земли на одну фазу:

Ёмкость обмотки статора генератора относительно земли на три фазы в соответствии с [2, стр. 81, табл. 2.1] составляет: .

Напряжение на выводах генератора при однофазном КЗ на стороне ВН ТБ составляет:

где – коэффициент, учитывающий режим нейтрали; при заземлённой нейтрали.

Напряжение срабатывания во вторичных величинах составляет:

где – коэффициент отстройки; – коэффициент трансформации ТН.

Поскольку для обеспечения надежной отстройки от однофазных коротких замыканий в сети высшего напряжения необходимо, чтобы уставка не менее чем в 1,3 раза превышала расчетное напряжение срабатывания, принимаем значение уставки органа, реагирующего на напряжение основной гармоники, 9,0 В. При этом отпадает необходимость использовать блокировку по обратной последовательности [1].

Орган напряжения основной гармоники обеспечивает выявление замыкания на землю с коэффициентом чувствительности не менее 2 при отношении числа витков от нейтрали до места замыкания более [1]:

Исходя из условия обеспечения чувствительности к замыканиям на землю вблизи нейтрали, уставка по коэффициенту торможения должна быть не более [1]:

Принимаем к установке k_m=1,7. Коэффициент торможения получился больше единицы, следовательно, защита по напряжению нулевой последовательности основной гармоники надежно отключит замыкания в защищаемой зоне и применять блокировку по обратной последовательности нет необходимости.

2.4. Расчет уставок токовой защиты обратной последовательности

Предназначена для предотвращения повреждения генератора при перегрузках токами обратной последовательности, вызванных несимметричной нагрузкой в рабочих режимах или ненормальными режимами сети.

Сигнальный орган. Поскольку защищаемым объектом является турбогенератор, принимается ток срабатывания сигнального органа равным . Выдержка времени должна быть отстроена от выдержек времени резервных защит [1].

Пусковой орган. Поскольку пусковой орган должен надёжно возвращаться при токе срабатывания сигнального органа, принимается ток срабатывания пускового органа равным [1].

Интегральный орган. Основной уставкой интегрального органа является допустимое время протекания тока обратной последовательности, равного номинальному (параметр А) [1]. Для установленного на рассматриваемой станции турбогенератора ТВФ-110-2ЕУ3 А=15 с [4, стр. 8, табл. 1.1].

Остальные параметры принимаются в соответствии с рекомендациями завода – изготовителя для используемого микропроцессорного шкафа релейной защиты [1]:

• максимальное время срабатывания ;

• минимальное время срабатывания ;

• время охлаждения [1].

Принятые времена могут уточняться при наладке защиты [1].

Токовая отсечка. Определяем величину тока обратной последовательности, протекающего через генератор при двухфазном коротком замыкании на выводах в относительных номинальных единицах [1]:

Отсюда допустимое время срабатывания отсечки [1]:

Ток срабатывания отсечки для обеспечения чувствительности к двухфазным коротким замыканиям на выводах генератора [1]:

Отсечка имеет уставки по току срабатывания, регулируемые в диапазоне от 0,05 до 3,0 с шагом 0,01 [1, стр. 39]. Принимаем значение тока срабатывания 1,99.