Курсовая работа: Выбор состава релейной защиты блока генератор-трансформатов электростанции, обеспечивающего его защищённость

где: - коэффициент трансформации трансформатора тока поперечной дифференциальной защиты.

2.4 Защита от замыканий на землю в обмотке статора генератора

Защита от замыканий на землю в обмотке статора генератора выполняется действующей по напряжению и содержит два органа: максимальное реле напряжения первой гармоники, защищающее до 90% обмотки статора со стороны линейных выводов, и реле напряжения третьей гармоники с торможением, защищающее до 35% обмотки статора генератора со стороны нулевых выводов. Расчёт уставок защиты сводится к определению параметров срабатывания указанных органов. Уставку органа напряжения выбирают по условию отстройки от напряжения нулевой последовательности основной частоты при однофазном коротком замыкании на стороне высокого напряжения за трансформатором блока:

(2.29)

где: -утроенное напряжение нулевой последовательности со стороны линейных выводов генератора;

- коэффициент отстройки, принимаемый равным 1,3;

- коэффициент трансформации трансформатора напряжения обмотки, соединённой в разомкнутый треугольник:

(2.30)

Напряжение нулевой последовательности на выводах генератора:

(2.31)

где: - коэффициент, учитывающий режим нейтрали генератора (при заземлённой нейтрали ; при изолированной – );

- максимальное значение напряжения нулевой последовательности на стороне высокого напряжения трансформатора блока при однофазном коротком замыкании (определяется расчётом);

- ёмкость между обмотками высокого и низкого напряжения одной фазы трансформатора блока;

- ёмкость одной фазы обмотки статора генератора на землю;

- ёмкость одной фазы обмотки низкого напряжения трансформатора блока на землю.

В связи со сложностью определения ёмкостей и целесообразно при наладке измерять напряжения на фазных выводах генератора при подаче напряжения от постороннего источника на разземлённую нейтраль трансформатора блока относительно земли.

Напряжение на генераторе в реальных условиях будет больше измеренного в раз (коэффициент тот же, что и в выражении (3.2)). В целях предотвращения излишних отключений энергоблоков из-за чрезмерной чувствительности рекомендуется принимать уставку реле напряжения 10 В. В любом случае уставка не должна превышать 15 В. В защите ЗЗГ-1 с целью отстройки от внешних однофазных коротких замыканий применяется выдержка времени на срабатывание . В защитах более поздней разработки (ЗЗГ-11 и ЗЗГ-12) предусмотрена блокировка защиты по напряжению обратной последовательности и поэтому задержка на срабатывание не требуется.

Определение уставки третьей гармоники.

На рабочую цепь подаётся сумма напряжений третьей гармоники со стороны нейтрали и линейных выводов , а на тормозную цепь - напряжение третьей гармоники со стороны нейтрали . Отношение при снижении которого до заданного уровня срабатывания органа третьей гармоники, представляет собой сопротивление обмотки статора со стороны нейтрали на землю, отнесённое к удвоенному ёмкостному сопротивлению генератора:

(2.32)

Срабатывание органа третьей гармоники определяется уставкой коэффициента торможения, равного отношению напряжения рабочей цепи к напряжению тормозной цепи:

(2.33)

где: - коэффициент отстройки;

- относительное сопротивление срабатывания.

Уставку выбирают по условию надёжного действия () органа торможения третьей гармоники в конце зоны, охватываемой органом первой гармоники.

При оптимальной уставке реле напряжение в конце зоны его надёжного действия с составит . При этом орган напряжения нулевой последовательности охватывает 0,7 числа витков со стороны линейных выводов. Следовательно зона надёжного действия органа третьей гармоники со стороны нейтрали должна быть .

В случае металлического замыкания в конце этой зоны:

где: - ЭДС третьей гармоники генератора.

Принимая и подставляя его вместо в выражение (3.4), получаем:

или:

Такую подстановку следует принимать для всех турбогенераторов независимо от уставки органа напряжения первой гармоники. Зону действия органа третьей гармоники при металлическом замыкании со стороны нейтрали определяют по выражению (2.33), принимая .