1 (2023-09-25 17:49:32 отредактировано faris)

Тема: РЗА блока генератор-автотрансформатор

Здравствуйте!

Возник вопрос о зоне ближнего и дальнего резервирования блока генератор-автотрансформатор при расчёте ДЗ и ТЗОП генератора. Защиты выполняются на базе шкафов типа ШЭ1111. АТ осуществляет выдачу мощности в сеть 500/220 кВ.

Согласно рекомендациям по расчёту уставок ООО НПП "ЭКРА":

  • уставка срабатывания 1 ст. ДЗ выбирается исходя из условия надежного охвата трансформатора блока + согласование быстродействующими защитами смежных присоединений (ближнее резервирование)

  • уставка срабатывания 2 ст. ДЗ определяется условием согласования 2 ст. резервных защит смежных присоединений +
    отстройка от наибольшей нагрузки.

Если уставки срабатывания не обеспечивают требуемую чувствительность, согласование производится с более чувствительными ступенями.

Как вы считаете, необходимо ли обеспечить надежный охват АТ первой ступенью ДЗ генератора? Если первая ступень должна охватывать АТ, следовательно, вторая ступень ДЗ должна быть чувствительна к повреждениям в сети 500/220 кВ? Исходя из того, что АТ оснащен резервными защитами, направленными в сеть 500/220 кВ, выходит какое-то двойное дальнее резервирование. Не является ли данное условие избыточным для схемы генератор-АТ?

Кроме того, в рассматриваемом случае одновременное выполнение надежного охвата АТ и отстройки от наибольшей нагрузки невозможно. Расчёт максимальной нагрузки провожу по рекомендациям ООО НПП "ЭКРА", исходя из условий Iмакс = 1,5Iном, Uмин = 0,95Uном,  Фнагр = 53 градусов, а не исходя из реальной перегрузочной способности генератора.

Пожалуйста, поделитесь своими мыслями на данный вопрос. Спасибо!

2

Re: РЗА блока генератор-автотрансформатор

По-моему, обе ступени хотели сделать типа как дальнее резервирование, просто ступень 2 в вашем случае будет с большой выдержкой времени типа 2-3-5 с, а ступень 1 условно 0.6 с.
Если так подумать, то можно сделать вообще 3 ступени, еще 1 ступень отстроить от КЗ на стороне ВН блока, она будет защищать КЗ рядом с местом установки защиты и будет без выдержки времени.

faris писал(а):
2023-09-25 17:49:14

Кроме того, в рассматриваемом случае одновременное выполнение надежного охвата АТ и отстройки от наибольшей нагрузки невозможно. Расчёт максимальной нагрузки провожу по рекомендациям ООО НПП "ЭКРА", исходя из условий Iмакс = 1,5Iном, Uмин = 0,95Uном,  Фнагр = 53 градусов, а не исходя из реальной перегрузочной способности генератора.

Больше 1.5 Iном генератор без форсировки даже при КЗ в установившемся режиме не выдаст.
Ik=E/Xd=(1+Xd)/Xd=1+1/Xd, с учетом Xd~=2, будет Ik=1.5 Iном
С форсировкой выдаст Кф*Ik=2*Ik=2*1.5=3 Iном.

При относительно близких КЗ генератор это источник тока 3Iном, и непонятно, почему у вас по чувствительности что-то там проходить не будет.

3 (2023-09-26 02:21:27 отредактировано faris)

Re: РЗА блока генератор-автотрансформатор

retriever писал(а):
2023-09-25 19:01:21

По-моему, обе ступени хотели сделать типа как дальнее резервирование, просто ступень 2 в вашем случае будет с большой выдержкой времени типа 2-3-5 с, а ступень 1 условно 0.6 с.
Если так подумать, то можно сделать вообще 3 ступени, еще 1 ступень отстроить от КЗ на стороне ВН блока, она будет защищать КЗ рядом с местом установки защиты и будет без выдержки времени.

Могу использовать только две ступени ДЗ. Мне кажется логичным отстроить первую ступень от КЗ на стороне ВН и СН блока и ограничить тем самым зону её действия. А вторую согласовать с резервными защитами АТ блока. Как Вам кажется, должна защита реагировать на КЗ в сети 500/220 кВ? Или достаточно согласовать с 1 ст. ДЗ АТ и обеспечить чувствительность при КЗ на выводах ВН и СН.

retriever писал(а):
2023-09-25 19:01:21

Больше 1.5 Iном генератор без форсировки даже при КЗ в установившемся режиме не выдаст.
Ik=E/Xd=(1+Xd)/Xd=1+1/Xd, с учетом Xd~=2, будет Ik=1.5 Iном
С форсировкой выдаст Кф*Ik=2*Ik=2*1.5=3 Iном.

Спасибо, что обратили внимание на значения тока КЗ в установившемся режиме. Кажется, брать в качестве максимальной нагрузки 1.5 Iном это слишком. Однако именно такое значение приведено в рекомендациях. Лучше буду ориентироваться на допустимую перегрузку по току статора.

retriever писал(а):
2023-09-25 19:01:21

При относительно близких КЗ генератор это источник тока 3Iном, и непонятно, почему у вас по чувствительности что-то там проходить не будет.

Проверка чувствительности при близких КЗ конечно пройдет, а надежный охват АТ не получается.

4 (2023-10-01 21:30:35 отредактировано retriever)

Re: РЗА блока генератор-автотрансформатор

faris писал(а):
2023-09-25 19:19:17

Могу использовать только две ступени ДЗ. Мне кажется логичным отстроить первую ступень от КЗ на стороне ВН и СН блока и ограничить тем самым зону её действия. А вторую согласовать с резервными защитами АТ блока. Как Вам кажется, должна защита реагировать на КЗ в сети 500/220 кВ? Или достаточно согласовать с 1 ст. ДЗ АТ и обеспечить чувствительность при КЗ на выводах ВН и СН.

Наверное да, так можно. Другое дело что при КЗ в АТ на самом деле чувствительность будет не ахти, витковые КЗ все равно чувствовать не будет.
Так можно что-то типа ДЗ1 отстроить от КЗ на ВН и СН, ДЗ2 по согласованию с 1 ст линий (Или ДЗ в шины ВН/СН АТ), и будет не очень большая выдержка времени, и чувствительность тоже будет.

faris писал(а):
2023-09-25 19:19:17

Кажется, брать в качестве максимальной нагрузки 1.5 Iном это слишком.

Ну мб если с учетом Кзапаса и Квозврата такая уставка в итоге то ок. А если еще отстроить и получить уставку 2 номинала это многовато.

faris писал(а):
2023-09-25 19:19:17

Проверка чувствительности при близких КЗ конечно пройдет, а надежный охват АТ не получается.

Генератор это почти источник тока в уст. режиме, у него Xd=2, а Xd``=0.2, Eген=(1+Xd)=3 в уст. режиме, сопротивление Xd=2, ток равен 3/2=1.5 о.е.
А трансформатор это условно 0.1 о.е. (для АТ я точно не знаю, где у вас генератор, если на НН, то будет что-то в райное Ukвн=0.35...0.45, и это все равно немного по сравнению с Xd. Поэтому ток что при близких КЗ, что при КЗ за блоком в уст. режиме примерно одинаковый. Он только в начальный момент сильно зависит от сопротивления Т, когда Xd=0.2

Так что если есть токовая защита с большой выдержкой времени, то она чувствительна будет...

5

Re: РЗА блока генератор-автотрансформатор

retriever, спасибо!

Присоединяйтесь!!! Мы в социальных сетях и на Ютуб.

6

Re: РЗА блока генератор-автотрансформатор

faris писал(а):
2023-09-25 19:19:17

Мне кажется логичным отстроить первую ступень от КЗ на стороне ВН и СН блока и ограничить тем самым зону её действия. А вторую согласовать с резервными защитами АТ блока.

Вторую лучше выбрать по условию надежного охвата АТ и согласовать с защитами линий. И ещё отстроится от нагрузки.

retriever писал(а):
2023-09-25 19:01:21

Больше 1.5 Iном генератор без форсировки даже при КЗ в установившемся режиме не выдаст.
Ik=E/Xd=(1+Xd)/Xd=1+1/Xd, с учетом Xd~=2, будет Ik=1.5 Iном

Мне кажется большой разницы для ДЗ не будет что установившийся, что переходный режим КЗ (судя по формуле здесь ведь речь именно про режим КЗ?). У неё сопротивление практически не должно зависеть от изменения тока во времени (она мерит сопротивление до места КЗ).
А вот при нагрузке 1,5 Iном - да величина большая, но её берут обычно с запасом, точное значение вряд ли кто вам даст.

7 (2023-10-01 22:31:46 отредактировано retriever)

Re: РЗА блока генератор-автотрансформатор

hitakiry писал(а):
2023-09-28 11:01:35

Мне кажется большой разницы для ДЗ не будет что установившийся, что переходный режим КЗ (судя по формуле здесь ведь речь именно про режим КЗ?). У неё сопротивление практически не должно зависеть от изменения тока во времени (она мерит сопротивление до места КЗ).

Да, для ДЗ не будет разницы. Я просто не очень понял, почему ТС пишет

faris писал(а):
2023-09-25 19:19:17

Спасибо, что обратили внимание на значения тока КЗ в установившемся режиме. Кажется, брать в качестве максимальной нагрузки 1.5 Iном это слишком. Однако именно такое значение приведено в рекомендациях. Лучше буду ориентироваться на допустимую перегрузку по току статора.
retriever писал(а): ↑
2023-09-25 20:01:21

    При относительно близких КЗ генератор это источник тока 3Iном, и непонятно, почему у вас по чувствительности что-то там проходить не будет.

Проверка чувствительности при близких КЗ конечно пройдет, а надежный охват АТ не получается.

Может, там еще какая-то МТЗ выбирается до кучи.

Добавлено: 2023-10-01 22:31:24

UPD
Подумал еще на тему ДЗ генератора. У меня выходит как-то так.
http://rzia.ru/uploads/images/4731/ff3404c7544e39710822745be88689b5.png http://rzia.ru/uploads/images/4731/ff3404c7544e39710822745be88689b5.png


В режиме ХХ ограничение характеристики идет сверху, по Х.
В режиме нагрузки ограничение характеристики идет сбоку, по R.

Есть 2 варианта: с форсировкой (допустим, было КЗ, оно отключилось, но форсировка еще есть), и без.
Без форсировки вроде бы нет вопросов. 
С форсировкой хз, но мне думается, что если вообще генератор не улетел в рассинхрон, то из режима с форсировкой скорее всего надо взять нагрузочный замер, т.е. ограничение по R.

8 (2023-10-04 19:00:52 отредактировано stoyan)

Re: РЗА блока генератор-автотрансформатор

faris писал(а):
2023-09-25 17:49:14

. Расчёт максимальной нагрузки провожу по рекомендациям ООО НПП "ЭКРА", исходя из условий Iмакс = 1,5Iном, Uмин = 0,95Uном,  Фнагр = 53 градусов, а не исходя из реальной перегрузочной способности генератора.

Пожалуйста, поделитесь своими мыслями на данный вопрос. Спасибо!

Рекомендации вполне приличные, но если хотите считать реально, пожалуйста:
Надо исходить от режима с форсировки возбуждения генератора.
Ток статора в номинальном режиме равен
Iст = Ia + j.Ip
В относительных единицах
Iст = cos ϕ +j.sin ϕ
В относительных единицах и скалярной форме
Iст = (cos^2 ϕ +sin^2 ϕ)^1/2
При форсировке (Кфорс = 2) ток статора в о.е. будет
Iст = (cos^2 ϕ +(2sin ϕ)^2)^1/2
Учитывая что Uмин = 0,95Uном, для генераторов с разными номинальными коефициентами мощности получаем:
При генераторе с cos ϕ = 0,8 и съответсвено sin ϕ = 0,6
Iст = (cos^2 ϕ +(2sin ϕ)^2)^1/2 = (0,8^2 + (2.0,6)^2)^1/2 = 1,44
Соответствено Фнагр = 54 град.
При генераторе с cos ϕ = 0,85 и съответсвено sin ϕ = 0,53
Iст = (cos^2 ϕ +(2sin ϕ)^2)^1/2 = (0,85^2 + (2.0,53)^2)^1/2 = 1,36
Соответствено Фнагр = 49 град.
При генераторе с cos ϕ = 0,9 и съответсвено sin ϕ = 0,44
Iст = (cos^2 ϕ +(2sin ϕ)^2)1/2 = (0,9^2 + (2.0,44)^2)^1/2 = 1,26
Соответствено Фнагр = 41 град.
Рекомендации ООО... видимо даны для наиболее тяжелого случая - генератор с cos ф = 0,8.

9

Re: РЗА блока генератор-автотрансформатор

stoyan писал(а):
2023-10-04 10:46:02

Рекомендации ООО... видимо даны для наиболее тяжелого случая - генератор с cos ф = 0,8.

Насколько знаю у ЭКРы рекомендации совпадают (взяты из) книги Вавина В.Н. "Релейная защита блоков турбогенератор-трансформатор".

stoyan писал(а):
2023-10-04 10:46:02

Рекомендации вполне приличные, но если хотите считать реально, пожалуйста:
Надо исходить от режима с форсировки возбуждения генератора.

С отстройкой от срабатывания в режиме форсировки тоже встречался, но позвольте узнать откуда людям брать методику? Может оно и правильно, но надо же какое то обоснование. Иначе беллетристика.

10 (2023-10-05 16:19:58 отредактировано stoyan)

Re: РЗА блока генератор-автотрансформатор

Изключая к.з., режим с форсировкой возбуждения дает максимальный ток генератора. Поскольку речь о дальнем резервировании, именно режим с форсировкой актуален для отстройки от режима нагрузки. Именно в этом режиме (изключая к.з.) угол нагрузки стремится с углу к.з.

11

Re: РЗА блока генератор-автотрансформатор

stoyan писал(а):
2023-10-05 16:17:21

Изключая к.з., режим с форсировкой возбуждения дает максимальный ток генератора. Поскольку речь о дальнем резервировании, именно режим с форсировкой актуален для отстройки от режима нагрузки. Именно в этом режиме (изключая к.з.) угол нагрузки стремится с углу к.з.

А как вы себе представляете режим форсировки без режима КЗ: неисправность АРВ? Форсировка обычно включается, когда напряжение проседает ниже номинального. При КЗ когда Хкр < Хвн. А что значит исключая КЗ?

12

Re: РЗА блока генератор-автотрансформатор

Где говорил о форсировке без к.з.? Важно чтобы форсировка произходила без потери/снижения активной нагрузки. Именно этот режим определяющий при отстройке от максимальной нагрузки.