способ отключения токов короткого замыкания в цепях энергоблоков теплоэлектростанций

Формула изобретения

1. Способ отключения тока короткого замыкания энергоблока электроостанции, содержащей последовательно соединенные генератор, генераторный выключатель, трансформатор, высоковольтный выключатель и устройства дифференциальной релейной защиты генератора, трансформатора и энергоблока, в соответствии с которым измеряют величину тока в зоне действия устройств дифференциальных релейных защит, отличающийся тем, что при коротком замыкании в зоне действия устройства дифференциальной релейной защиты генератора подают сигнал без выдержки времени на отключение высоковольтного выключателя и устройства гашения возбуждения генератора, контролируют отключение высоковольтного выключателя и подают сигнал на отключение генераторного выключателя, при коротком замыкании в зоне действия устройства дифференциальной релейной защиты трансформатора без выдержки времени подают сигнал на отключение высоковольтного выключателя, на отключение генераторного выключателя и устройства гашения возбуждения генератора, при коротком замыкании в зоне действия устройства дифференциальной релейной защиты энергоблока с выдержкой времени подают сигнал на отключение высоковольтного выключателя и устройства гашения возбуждения генератора, контролируют отключение высоковольтного выключателя и подают сигнал на отключение генераторного выключателя.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что контролируют отключение генераторного выключателя и подают сигнал на включение высоковольтного выключателя.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к электротехнике, в частности к защите электрооборудования от токов короткого замыкания, и может быть использовано для дифференциальной релейной защиты генераторов, трансформаторов и энергоблоков теплоэлектростанций.

Известен способ отключения токов короткого замыкания в цепи энергоблока, состоящего из последовательно соединенных генератора, генераторного выключателя, трансформатора и высоковольтного выключателя, а также устройств релейной защиты энергоблока, в соответствии с которым измеряют величину тока и при превышении заданного значения подают команду на отключение выключателя высоковольтного напряжения и гашение возбуждения генератора ("Об особенностях взаимодействия электрических и технологических защит энергоблоков при наличии выключателя нагрузки в цепи генератора". Директивные указания N 2731-Э от 06.10.82 г. Институт "Теплоэлектропроект", Москва).

Недостатком такого технического решения является снижение надежности работы электрооборудования, так как при коротком замыкании в обмотке трансформатора увеличивается длительность воздействия токов короткого замыкания на обмотку трансформатора (время отключения выключателя 0,1 с, время гашения возбуждения 1 с).

Наиболее близким к предложенному способу является способ, при котором измеряют величину тока в зоне действия устройств дифференциальной релейной защиты генератора и трансформатора и при превышении заданного значения подают сигнал на отключение генераторного выключателя (А.М. Федосеев "Основы релейной защиты", Госэнергоиздат, 1961 г., с. 368-388).

Недостатком такого решения является увеличение времени ликвидации короткого замыкания в обмотке генератора (время отключения тока подпитки высоковольтного выключателя составляет 0,04 с, а генераторных выключателей - 0,1 с) и необходимость применения выключателей на предельно возможные токи отключения, что приводит к значительному увеличению массогабаритных характеристик и стоимости выключателя, чем ограничивает область их применения.

Задачей изобретения является снижение времени воздействий на электрооборудование при коротких замыканиях в цепи энергоблока и облегчение условий работы генераторных выключателей.

Указанный технический эффект достигается тем, что в способе отключения тока короткого замыкания энергоблока электростанции, содержащей последовательно соединенные генератор, генераторный выключатель, трансформатор, высоковольтный выключатель и устройства дифференциальной релейной защиты генератора, трансформатора и энергоблока, измеряют величину тока в зоне действия устройств дифференциальных релейных защит, и при коротком замыкании в зоне действия устройства дифференциальной релейной защиты генератора подают сигнал без выдержки времени на отключение высоковольтного выключателя и устройства гашения возбуждения генератора, контролируют отключение высоковольтного выключателя и подают сигнал на отключение генераторного выключателя, при коротком замыкании в зоне действия устройства дифференциальной релейной защиты трансформатора без выдержки времени подают сигнал на отключение высоковольтного выключателя, на отключение генераторного выключателя и устройства гашения возбуждения генератора, при коротком замыкании в зоне действия устройства дифференциальной релейной защиты энергоблока с выдержкой времени подают сигнал на отключение высоковольтного выключателя и устройства гашения возбуждения генератора, контролируют отключение высоковольтного выключателя и подают сигнал на отключение генераторного выключателя.

Кроме того, контролируют отключение генераторного выключателя и подают сигнал на включение высоковольтного выключателя.

На чертеже представлена схема для осуществления предложенного способа.

Схема энергоблока содержит последовательно соединенные генератор 1, генераторный выключатель 2, трансформатор 3 и высоковольтный выключатель 4. Устройство дифференциальной релейной защиты генератора 5 подключено к трансформаторам тока 8 и 9, устройство дифференциальной релейной защиты трансформатора 6 подключено к трансформаторам тока 10 и 11, а устройство доя дифференциальной релейной защиты энергоблока 7 - к трансформаторам тока 13 и 14. Выход устройства дифференциальной защиты 5 соединен с исполнительным органом высоковольтного выключателя 4 и исполнительным органом устройства гашения возбуждения генератора. Выход устройства дифференциальной защиты трансформатора 6 соединен с исполнительным органом генераторного выключателя 2 и высоковольтного выключателя 4, а выход устройства дифференциальной защиты энергоблока 7 соединен с исполнительным органом высоковольтного выключателя 4 и с исполнительным органом устройства гашения возбуждения и через устройство контроля выключателя 12 - с исполнительным органом генераторного выключателя 2 (на схеме исполнительные органы не показаны).

Способ осуществляется следующим образом.

В нормальном режиме генераторный выключатель 2 и высоковольтный выключатель 4 включены. При коротком замыкании в зоне действия устройства дифференциальной защиты генератора 5 подают сигнал на отключение высоковольтного выключателя 4. Учитывая, что собственное время отключения высоковольтного выключателя 4 составляет 0,04 с, а время отключения генераторного выключателя - 0,1 с, ток отключения в первом случае составит 10- 25% от номинального тока отключения высоковольтного выключателя и 100% от номинального тока отключения генерального выключателя 2, т.е. в первом случае значительно повышается надежность отключения защиты наиболее дорогостоящего оборудования, каким является генератор.

При коротком замыкании в зоне действия устройства дифференциальной защиты трансформатора 6 посылают сигнал на отключение высоковольтного выключателя 4 и генераторного выключателя 2. При этом параметры генераторного выключателя 2 могут выбираться из расчеты отключения тока подпитки короткого замыкания со стороны генератора, который примерно в 1,5 раза ниже тока подпитки со стороны трансформатора 3 (сопротивление рассеяния трансформаторов составляет 0,12-0,14%, а сверхпереходное сопротивление генераторов - 0,18 -0,22%). Поэтому в предлагаемой схеме может быть установлен генераторный выключатель 2 на меньшие токи отключения, что позволяет значительно снижать его массогабаритные и стоимостные характеристики. Для энергоблоков 200 МВт можно применять ВГГ 20/63 - 12500 вместо ВГ - 20/100 - 12500. При отказе устройства защиты выключателя генератора 5 или устройства дифференциальной защиты трансформатора 6 действует устройство дифференциальной защиты блока 7. В этом случае подают сигнал на отключение высоковольтного выключателя 4, на устройство гашения возбуждения генератора, контролируют и подают сигнал на отключение генераторного выключателя 2. Кроме того, для восстановления питания сети собственных нужд контролируют отключение генераторного выключателя 2 и посылают сигнал на включение высоковольтного выключателя 4.

Экономический эффект от использования предложенного способа определяется снижением ущерба от уменьшения времени воздействия токов короткого замыкания на обмотку генератора и понижением стоимости генераторного выключателя.