В дипломном проекте был произведен выбор и расчет релейной защиты блока турбогенератор-трансформатор 220МВт.

Вступление

В задании дана часть схемы энергосистемы. Проектируемым объектом схемы является электрическая станция КЭС с установленной мощностью 860 МВт.

Конденсационная электростанция (КЭС) это тепловая электростанция, производящая только электрическую энергию.

Тепловые конденсационные станции с мощными агрегатами по технико-экономическим соображениям выполняют из нескольких автономных частей - блоков. Каждый блок состоит из парогенератора, турбины, электрического генератора, повышающего трансформатора. Внутри одной станции поперечные связи между тепломеханическими узлами блоков отсутствуют (паропроводы, водопроводы), т.к. это приведет к ухудшению показателей надежности. Отсутствуют также поперечные электрические связи генераторного напряжения, т.к. возможны слишком высокие токи короткого замыкания. Связь отдельных блоков возможна только на сборных шинах высшего и среднего напряжений.

Станции данного типа строятся вдали от потребителя, что определяет в основном выдачу мощности на высоких и сверхвысоких напряжениях и блочный принцип построения станции. Данная станция имеет два РУ на 500 и 110 кВ.

С шин РУ 110 кВ отходят две ВЛ по 37 км к подстанции ПС2. От РУ 110 кВ отходят 4 ВЛ мощностью по 32 МВт каждая. Две ВЛ по 60 км отходят к подстанции ПС1. На этой подстанции имеется два РУ на 500 кВ и 110 кВ. С РУ 500 кВ отходят ВЛ общей мощностью 400 МВт к условному потребителю; а также ВЛ (400 км), соединяющая подстанцию ПС1 с системой С.С шин РУ 500 кВ отходят 2 ВЛ по 300 км к системе С.

На схеме дана система с номинальной мощностью , которая связана с проектируемым объектом КЭС-860 и подстанцией ПС1.

Был произведен расчет нагрузок, перетоков мощности в элементах схемы, расчёт токов короткого замыкания, выбор и обоснование структурной схемы объекта.

На напряжении 500 кВ применяется схема с двумя системами сборных шин и тремя выключателями на два присоединения.

На напряжении 110 кВ применяется схема с двумя рабочими и одной обходной системами шин с одним выключателем на цепь.

Схема собственных нужд

Рабочие трансформаторы собственных нужд (с.н.) присоединяются к шинам с.н. отпайкой от энергоблока. Шины с. н. секционируются выключателем.

Резервные трансформаторы собственных нужд электростанций присоединяются к разным источникам питания, для более надежной работы блока.

Произведен выбор электрических аппаратов , токоведущих частей и изоляторах в цепях схемы.

Часть 2. Релейная часть

При функционировании электроэнергетической системы (ЭЭС) иногда возникают отказы её отдельных элементов, вызванные износом, внешними воздействиями, ошибками персонала и прочими неисправностями элементов, которые в большинстве случаев сопровождаются короткими замыканиями (КЗ).

Чтобы предотвратить такие последствия КЗ, необходимо быстрое отключение повреждённого элемента от ЭЭС. Такие отключения можно произвести только автоматически, и эта функция возложена на релейную защиту.

Поэтому релейная защита элементов должна отвечать требованиям ПУЭ, которые предъявляются ко всем устройствам РЗ: быстродействия, селективности, надежности и чувствительности.

В дипломном проекте был произведен выбор и расчет релейной защиты блока турбогенератор-трансформатор 220МВт.

Реализация защиты блока выполнена на базе шкафа микропроцессорной защиты, разработанной предприятием «ЭКРА», ШЭ1113. Шкаф типа ШЭ1113 является комплексом защит с двумя взаимнорезервируемыми автономными комплектами защит в одном шкафу. Каждый комплект шкафа состоит из двухкассетного терминала.

Для каждой системы защит (каждого терминала) предусматриваются индивидуальные измерительные трансформаторы, отдельные цепи оперативного тока, отдельные входные и выходные цепи, а также цепи сигнализации.

На блоке турбогенератор-трансформатор выбраны и рассчитаны следующие защиты:

· Продольная дифференциальная защита генератора

Назначение: защита от междуфазных КЗ в обмотке статора.

· Поперечная дифференциальная защита генератора

Назначение: защита от витковых замыканий в обмотке статора.

Защита подключается к ТТ, включённому в перемычку между нейтралями параллельных ветвей обмотки статора.

· Защита от замыканий на землю в обмотке статора