Ток срабатывания дифференциальной защиты генератора должен быть отстроен от

2.6.1. Выбор тока срабатывания дифференциальных защит

Расчеты дифференциальных защит двухобмоточных трансформаторов с большим диапазоном регулирования напряжения (AUj,^ % > 10 %) следует начинать со стороны ВН, так как именно на этой стороне установлено устройство РПН [4].

Ток срабатывания дифференциальной защиты отстраивается от броска тока намагничивания (для всех защит) и от тока небаланса (кроме защиты с торможением), то есть соответственно:

где kOT CP — коэффициент отстройки от броска тока намагничивания, для дифференциальной токовой отсечки kОТ СР ? (3,4–4), для реле типа РНТ kOT CP = 1,3, для реле ДЗТ — kOT CP = 1,5;

IHOM Т — номинальный ток трансформатора;

kЗ — коэффициент запаса, для дифференциальной токовой отсечки и для реле типа РНТ k3 = 1,3, для реле ДЗТ — k3 = 1,5;

При наличии РПН бросок тока намагничивания рассчитывают для его (РПН) крайнего «отрицательного» положения [4]:

где ST — номинальная мощность трансформатора;

UHOM 1 — его номинальное первичное напряжение;

?UPПН — половина полного диапазона регулирования напряжения на стороне ВН, относительное значение.

Ток небаланса включает в себя три составляющие:

Первая обусловлена погрешностью ТТ:

Вторая составляющая тока небаланса вызвана наличием РПН:

Третья обусловлена невозможностью установки на коммутаторах реле РНТ и ДЗТ расчетных дробных чисел витков:

или неполным выравниванием токов в плечах защиты при подборе ТТ:

где wВН РАСЧ — расчетное число витков уравнительной обмотки, включенной на стороне ВН;

wВН — принятое целое число витков той же обмотки;

I2 BH и I2 HH — средние значения вторичных номинальных токов за ТТ на сторонах ВН и НН соответственно:

Здесь kCX — коэффициент, учитывающий схему включения вторичных обмоток ТТ и обмоток реле, kCX BH = ?3, kCX HH = 1; kTT — коэффициенты трансформации ТТ, установленных на сторонах ВН и НН защищаемого силового трансформатора.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Читайте также

Как велико время срабатывания подушки безопасности в автомобиле?

Как велико время срабатывания подушки безопасности в автомобиле? Время срабатывания современной автомобильной надувной подушки безопасности при ударе – от 10 до 50

Глава 11. Прорывы и обходы защит партнера при атакующих действиях ножом…

Глава 11. Прорывы и обходы защит партнера при атакующих действиях ножом… … Финты и способы сокращения дистанции при фехтовании мечом О служебных взаимоотношениях «Среди знакомых и товарищей самурая, находящегося на службе, может оказаться малоприятный ему человек. Но

Глава 15. Техника фехтовальных защит ножом против атакующих действий ножом…

Глава 15. Техника фехтовальных защит ножом против атакующих действий ножом… … Техника защиты длинной палкой против атакующих действий мечом О преемнике павшего воина «Если самурай погибал в рыцарском поединке или умирал от ран во времена внутренних войн, то из уважения

Методические указания к разучиванию защит, захватов и контрприемов против ударов ножом и к тренировке в них

Методические указания к разучиванию защит, захватов и контрприемов против ударов ножом и к тренировке в них Изучение защит и уходов начинается в одношереножном строю. Затем — проработка всей комбинации (защита, захват, удары ногами и болевые приемы) и тренировка,

22. Усилие срабатывания амортизатора рывка (по EN):

22. Усилие срабатывания амортизатора рывка (по EN): a. не более 350 кгb. не более 600 кгc. не более 1000

2.5.3. Схемы направленных защит

2.5.3. Схемы направленных защит В отечественных энергосистемах принято использовать в направленных токовых защитах так называемую 90-градусную схему включения реле направления мощности смешанного типа. При этом в токовую катушку первого реле подается через ТТ ток фазы А,

2.5.4. Выбор параметров срабатывания направленных токовых защит

2.5.4. Выбор параметров срабатывания направленных токовых защит Направленные МТЗ необходимо отстраивать от максимальных рабочих токов с учетом самозапуска электродвигателей в послеаварийных режимах после отключения смежного присоединения, то есть так же, как и обычные

3.4. Выбор защит и расчет их уставок

3.4. Выбор защит и расчет их уставок 3.4.1. Защита трансформаторов Т4, Т5, Т6 Трансформаторы 10/0,4 кВ мощностью до 0,63 МВ-А подключаются к электрической сети через предохранители. Предохранители для трансформаторов выбираются по следующим условиям:номинальное напряжение

3.4.10. Проверка согласования защит

3.4.10. Проверка согласования защит Наиболее наглядное представление о согласовании защит, установленных на разных элементах электрической системы, дают характеристики этих защит в графическом виде — карты селективности (рис. 3.21, а и б).Для этого характеристики должны

Приложение 4 Рекомендуемые значения номинальных токов предохранителей для защит трехфазных силовых трансформаторов 10/0,4 кВ

Приложение 4 Рекомендуемые значения номинальных токов предохранителей для защит трехфазных силовых трансформаторов 10/0,4

Приложение 5 Кривые предельных кратностей тока трансформаторов тока 10 кВ и 35 кВ

Приложение 5 Кривые предельных кратностей тока трансформаторов тока 10 кВ и 35 кВ На рис. П5.1, а показаны кривые предельных кратностей тока ТТ типа ТПЛ-10 при допустимой погрешности 10 %: 1 — для ТТ с коэффициентами трансформации от 5/5 до 300/5 класса Р; 2 — для ТТ с коэффициентами

Приложение 9 Параметры элементов электрических сетей и оборудования для расчетов защит от однофазных замыканий на землю

Приложение 9 Параметры элементов электрических сетей и оборудования для расчетов защит от однофазных замыканий на землю Таблица П9.1 Таблица П9.2 Таблица П9.3 Таблица

Принцип действия продольной и поперечной токовой дифзащиты

Эта защита основана на сравнении токов в начале и конце защищаемого элемента. Для выполнения защиты линии на ее концах устанавливаются измерительные трансформаторы тока с одинаковыми коэффициентами трансформации.

Вторичные обмотки трансформаторов тока одноименных фаз и обмотка реле соединяются так, чтобы при коротком замыкании вне зоны, ограниченной измерительными трансформаторами, ток в реле отсутствовал, а при повреждении внутри зоны был равен току короткого замыкания.

Применяются две возможные схемы выполнения дифференциальной защиты: с циркулирующими токами и с уравновешенными напряжения. С циркулирующими токами: схема получается путем параллельного соединения вторичных обмоток трансформаторов тока ТАI, ТAII и обмотки реле тока КА. При этом ток в реле İр определяется с учетом принятых условных положительных направлений токов İ1I и İ1II по концам защищаемой линии Л.

С учетом положительных направлений в нормальном режиме, а также при внешних коротких замыканиях ток в реле равен геометрической разности вторичных токов:

При равенстве первичных токов İ1I и İ1II и отсутствии погрешностей измерительных трансформаторов вторичные токи İ2I = İ2II , поэтому ток в реле Iр = 0 и защита не срабатывает. В этом случае вторичные токи İ2I и İ2II циркулируют только по вспомогательным проводам, соединяющим вторичные обмотки трансформаторов тока.

При повреждении в зоне токи İ1II и İ2II при показанном условном положительном направлении становятся отрицательными, вследствие чего токи İ2I и İ2II в обмотке реле складываются: İр= İ2I + İ2II =İ . При одностороннем питании один из токов, например İ2II , равен нулю. При этом ток İ2I не может замыкаться через вторичную обмотку второго трансформатора тока, так как трансформатор тока работает в режиме источника тока (сопротивление обмотки реле во много раз меньше внутреннего сопротивления трансформатора тока). Весь ток İ2I проходит через реле. Таким образом, при коротком замыкании в зоне ток в реле İр определяется током İк в точке повреждения. При этом защита срабатывает, если IР > Icp.

Следовательно, продольная дифференциальная защита действует при повреждениях в зоне и не реагирует на внешние короткие замыкания и токи нормальной работы, т.е. она обладает абсолютной селективностью. Эта принципиальная особенность дает возможность выполнять защиту без выдержки времени, а при выборке тока срабатывании — не учитывать токов нагрузки.

В действительности трансформаторы тока имеют погрешности. Поэтому, несмотря на равенство первичных токов, вторичные токи İ2I и İ2II при нормальной работе и внешних коротких замыканиях не одинаковы по абсолютному значению и не совпадают по фазе и в реле появляется ток, называемый током небаланса Iнб . Для исключения неправильной работы дифференциальной защиты ток срабатывания реле должен выбираться с учетом токов небаланса.

Читайте также  Ток заряда аккумулятора автомобиля генератором

Поперечная дифференциальная токовая защита

Принцип действия защиты и выбор тока срабатывания.

Эта защита основана на сравнении токов одноименных фаз параллельных цепей с мало отличающимися параметрами. Для осуществления защиты используют трансформаторы тока с одинаковыми коэффициентами трансформации, установленные со стороны питающих шин А. Реле тока КА включается на разность токов двух одноименных фаз сдвоенной линии по схеме с циркулирующими токами. При принятом условном положительном направлении токов от шин в линию ток в реле İр = İ2I İ2II . Поэтому, как и в продольной дифференциальной защите, при нормальной работе и внешних коротких замыканиях (за пределами сдвоенной линии в точке K1) по обмотке реле проходит только ток небаланса.

Ток срабатывания реле тока выбирается по условию Iс.р = kзап Iнб.рсч.max при kзап = 1,3. Максимальный расчетный ток небаланса для защиты линий с одинаковыми параметрами определяется по выражению :

Учитывая изложенное о возможных погрешностях трансформаторов тока и о апериодической составляющей, можно принять kодн kап =1,0.

При коротком замыкании на одной из линий равенство токов İ2I и İ2II нарушается, в реле появляется ток. Если İр = | İ2I – İ2II | > İc.p, то реле срабатывает и отключает выключатель Q линии.

Мертвая зона защиты.

При удалении точки короткого замыкания от места установки защиты ток в поврежденной линии уменьшается, а в неповрежденной возрастает, вследствие чего ток Iр в обмотке реле уменьшается так, что при повреждении вблизи шин противоположной подстанции, он становится меньше тока срабатывания. При этом защита отказывает в действии. Длина участка lм.з , при повреждении в пределах которого защита не работает из-за недостаточного тока в реле, называется мертвой зоной поперечной дифференциальной токовой защиты.

Согласно требованиям, длина мертвой зоны не должна превышать lм.з < 0,1lл .

Оценка защиты.

Защита по принципу действия не защищает сборки сдвоенной линии и шины подстанции, а в случае отключения одной из цепей должна выводиться из действия, так как ее ток срабатывания в общем случае оказывается не отстроенным от тока оставшейся в работе цепи и защита не имеет выдержки времени. Это, а также наличие мертвой зоны являются недостатком защиты, исключающим возможность ее применения в качестве единственной защиты сдвоенных линий.

Поперечная дифференциальная токовая защита не способна определить, на какой из параллельных цепей имеется повреждение, поэтому она не может быть использована для параллельных линии с выключателями на каждой из них, когда требуется и имеется возможность отключать только поврежденную линию. Такая возможность появляется и на сдвоенной линии, если разъединители в ее параллельных цепях снабжены приводами с дистанционным управлением. В этом случае действие защиты может быть согласовано с работой устройства АПВ линии. При повреждении любой параллельной цепи защита сначала отключает выключатель Q , после этого отключается разъединитель QS1 или QS2 поврежденной цепи, а затем выключатель включается.

Особенности дифференциальной защиты силового оборудования

Дифференциальная токовая защита является одним из типов релейной защиты, которая характеризуется высокой эффективностью, а также имеет сравнительно неплохие показатели скорости срабатывания. Применяется она как для силового оборудования (двигателей, трансформаторов, генераторов и секций шин), так и в последнее время чаще стала широко использоваться для защиты бытовых объектов от фазных замыканий. Это стало возможно, за счёт специальных компактных устройств похожих по конструкции на обычный автоматический выключатель.Дифф автомат

Однако некоторое силовое оборудование просто обязано, согласно правилам электроснабжения, быть оборудовано быстродействующей дифференциальной релейной защитой. Среди разновидностей ДФЗ различают два основных её типа:

  1. продольная;
  2. поперечная.

Для того чтобы понять нужна ли дифференциально фазная защита для конкретного электрооборудования и как её выполнить, нужно понять принцип её работы, а также разобраться в нюансах по установке.

Принцип действия дифференциальной защиты

Схема 1

Действие данной защиты базируется на сравнивании токов, которые приходят в участок нуждающийся в защите, и выходят из него. Для такого сравнения величины силы тока применяются трансформаторы тока, так как только за счёт них есть возможность измерять большие его величины. Лучше всего это видно на примере простейшей схемы, приведённой ниже.

В схеме трансформаторы тока обозначены ТА1 и ТА2. Вторичные цепи их соединяются с реле тока КА. Таким образом, получается, что обмотка главного реле защиты получает разницу токовых значений от двух трансформаторов, и при нормальном рабочем процессе она будет равна нулевому значению, а значит реле КА останется не втянутым. Однако если в цепи, которая защищается, происходит межфазное короткое замыкание (к. з.), то на обмотку реле поступит уже значение равное сумме нескольких токов, это и приведёт в движение подвижную часть электромеханического реле, которая, в свою очередь, замкнёт контакты и подаст сигнал на отключение оборудования от источника электрической энергии. Однако это всё в теории, а в практике всегда через катушку реле будет протекать некий небольшой ток небаланса, который при расчёте катушки необходимо учесть.

Вот несколько причин возникновения этого отрицательного явления:

  • ТТ (трансформаторы тока) могут иметь характеристики значительно отличающие их друг от друга. Чтобы снизить эти показатели применяются более точные трансформаторы, изготовленные попарно специально для этого вида защиты;
  • За счёт тока намагничивания, возникающего в обмотке защищаемого трансформатора в момент его включения из режима холостого хода, в рабочий режим с наличием нагрузки. Для того чтоб избежать ложного срабатывания реле КА нужно подобрать ток срабатывания реле побольше чем, самое большое значение тока намагничивания, которые может произвести защищаемый объект, в данном случае трансформатор;
  • За счёт различного соединения обмоток (звезда-треугольник и наоборот). Для этого нужно выбрать число витков трансформаторов тока, участвующих в дифзащите, таким образом, чтобы они компенсировали эти неблагоприятные величины.

Ток небаланса в дифференциальной защите, возникающий при эксплуатации — это отрицательное явление, с которым нужно бороться и которое нужно обязательно учесть при расчёте данного защитного электрооборудования.

Дифференциальная защита шин (ДЗШ)

Шины и шинные сборки являются ключевым надёжным токоведущим элементом электроустановки, соединяющим источник напряжения с распределительным устройством или же самим действующим агрегатом. Он отличается высокой нагрузочной способностью и возможностью визуального контроля за состоянием изоляторов. При этом многие знают что нужно выполнять схемы, защищающие электрооборудование, а шины при этом очень часто остаются не защищёнными.Схема 2

Основные виды повреждений шин:

  1. Неправильные или ошибочные манипуляции обслуживающего персонала с переключениями шинных разъединителей;
  2. Фазное перекрытие или же короткое замыкание на землю из-за ухудшения изоляции посредством загрязнения изоляторов;
  3. Пробой при атмосферных агрессивных явлениях (гроза, молния);
  4. Неполадки изоляторов разъединителей с обеих сторон.

Для защиты шин используется в основном дифференциальная токовая защита. Принцип её действия аналогичен, и основан на сопоставлении токов в присоединениях защищаемых шин. Когда шины находятся в нормальном рабочем состоянии в катушке реле дифференциальной защиты протекает только лишь ток небаланса, который не приводит в действие подвижный механизм реле. Во время фазного замыкания о реле защиты получит ток, величина которого будет равна сумме всех токов, питающих присоединение, где произошел пробой.

Основные преимущества такой защиты это:

  1. Высокая скорость срабатывания;
  2. Отличная селективность;
  3. Сравнительно несложная реализация.

Недостаток здесь один — это ложное срабатывание, возможное чаще всего, при обрыве монтажных (соединительных) проводов, который может возникнуть вследствие различных причин как электрических, так и механических. Для того чтобы максимально уменьшить вероятность ложного срабатывания необходимо ток срабатывания ДЗШ подбирать немного больше, чем рабочий ток самого мощного присоединения.
Зона действия данной защиты ограничивается непосредственно промежутком где установлены ТТ, её срабатывание направлено на отключение от напряжения всех питающих присоединений. Для ручного контроля за током небаланса, на панели управления, устанавливается миллиамперметр и обслуживающий персонал обязан проверять его, нажав на соответствующую кнопку. Это действие персонал обязан производить один раз в смену, с записью в оперативный журнал.

Дифференциальная защита ошиновки выводится с работы в следующих случаях:

  1. Появление звукового или светового сигнала о неисправности токовых цепей или увеличение тока небаланса;
  2. Если произошло новое подключение, токовые цепи которого не присоединены к системе защиты, а также не были правильно сфазированы;
  3. При плановой проверке данной защиты.
Читайте также  Бензиновый генератор makita g4800lx

Продольная дифференциальная защита генератора

Для защиты различных генераторов от многофазных к. з. продольная дифференциальная защита получила наиболее широкое использование. Она подключается так же как и предыдущая к ТТ, только вот устанавливаются они со стороны нулевой точки генератора, а также со стороны выводов. Зона её действия это:

  • обмотки электрической машины;
  • вывода статора;
  • шины или кабеля, которые проложены до распределительного устройства.

Схема 3

Ток срабатывания такой защиты устанавливается по условию настройки тока небаланса, проходящего в реле дифференциальной защиты при внешних к. з.
Приведена схема защиты генератора повышенной чувствительности, с применением самых надёжных для этого случая реле РНТ.

Ток срабатывания такой схемы выставляется по двум условиям:

  1. Настройка реально существующего тока небаланса;
  2. Настройка тока, который будет проходить при обрыве монтажных проводов.

Поперечная дифференциальная защита генератора

Схема 4

Данная защита выполняется чтобы защитить от виковых замыканий, которые могут возникнуть непосредственно в обмотке статора, и, конечно же, если есть параллельные ветви статорных обмоток. Это возможно, за счёт сравнения величин токов этих ветвей по каждой из фаз. Поперечная дифзащита выполняется таким образом, чтобы для каждой из фаз она была организована отделено, то есть будет реагировать на межвитковые замыкания только в одной из фаз.

Ток, при котором, катушка поперечной дифзащиты втянется, отстраивается по максимальному току небаланса, который может протекать в реле при различных внешних коротких замыканиях, и принимается равным:

Рекомендовано при наладке системы дифзащиты производить более точный подсчет уставки с учетом абсолютно всех реально протекающих токов небаланса, а не расчётных. Как показывает навыки в процессе эксплуатации, на турбогенераторах они сравнительно невелики, и ток их срабатывания не требует дополнительных регулировок и подстроек. На гидрогенераторах, наоборот, величины этих нежелательных токов велики, потому приходится существенно загрублять настройки реле этой поперечной защиты, что иногда понижает ее сверхэффективность.

В итоге хотелось бы отметить, что расчётом и настройкой этих защит должны заниматься только профессионалы, имеющие опыт работы в данной сфере, чаще всего это инженеры электротехнических проектно-конструкторских бюро. Дифференциально фазная защита в быту тоже очень эффективна и выполнить её на основе компактных устройств, продающихся в специализированных магазинах, сможет даже начинающий электромонтёр, сложностей по подключению там возникнуть не должно. Главное, соблюдать элементарные правила электробезопасности.

Защита генераторов и блоков

В соответствии с ПУЭ на современных турбогенераторах уста­навливаются следующие защиты:

Продольная дифференциальная защита.

Защита является основной быстродействующей защитой, дейс­твует, без выдержки времени при междуфазных повреждениях в гене­раторе и на выводах в зоне между трансформаторами тока дифзащи­ты. При условии достаточной чувствительности защита может реаги­ровать также на двойные замыкания на землю, когда одна точка за­мыкания на землю находится в зоне действия дифзащиты генератора.

Поперечная дифференциальная защита.

Устанавливаются на турбогенераторах, имеющих выведенные параллельные ветви обмотки статора каждой фазы.

Защита действует без выдержки времени при витковых замыка­ниях в обмотке статора.

Защита от замыканий на землю в обмотке статора.

Для защиты генераторов, работающих на сборные шины напряже­нием выше 1 кВ, от однофазных замыканий в обмотке статора пре­дусматривается токовая защита, реагирующая на полный ток замыка­ния на землю или на его составляющие высших гармоник. Защита отстроена от переходных процессов и действует:

– при емкостном токе замыкания на землю 5 А и более – на отключение всех выключателей генератора и гашение его поля;

– при емкостном токе замыкания на землю менее 5 А – на сигнал.

На генераторах, работающих в блоке с трансформатором (ав­тотрансформатором),мощностью более 30 МВт предусматривается за­щита от замыканий на землю в цепи генераторного напряжения, ох­ватывающая, как правило, всю обмотку статора.В зону действия за­щиты входит также обмотка низкого напряжения блочного трансфор­матора и ошиновка генераторного напряжения.

При мощности генератора блоков 30 МВт и менее применяется защита, охватывающая не менее 85% обмотки статора со стороны ли­нейных выводов генератора.

Защита действует с выдержкой времени не более 0,5 сек на отключение блока.

Токовая защита обратной последовательности.

Она является обязательной для современных турбогенераторов для защиты от протекания токов обратной последовательности.Время действия защиты определяется тепловой характеристикой генерато­ра. Защита, как правило, выполняется с выдержкой времени,зависи­мой от величины тока обратной последовательности (чем больше ток

обратной последовательности, тем быстрее должен быть отключен

генератор). В отдельных случаях защита выполняется ступенчатого

действия по току и по времени.

Защита от внешних симметричных к.з..Эта защита выпол­няется на реле сопротивления. В старых схемах защита выполняется в виде одного токового реле с пуском напряжения. Защита действу­ет на отключение с выдержкой времени.

Защита от несимметричных токов перегрузки генератора. Используется чувствительная ступень защиты обратной последова­тельности и действует с выдержкой времени на сигнал.

Защита от симметричных токов перегрузки генератора вы­полняется отдельным токовым реле и действует с выдержкой времени на сигнал.

Защита от повышения напряжения предназначена для недо­пущения повышения напряжения более 1,2 Uном. на выводах статора генератора, работающего на холостом ходу.

Повышение напряжения может происходить из-за неисправ­ности системы возбуждения. Защита вводится в действие автомати­чески после перевода генератора на холостой ход и выводится пос­ле включения генератора под нагрузку. Защита действует на гаше­ние поля генератора.

Защита от асинхронного режима (потери возбуждения).

Асинхронный режим возникает, когда генератор остается без возбуждения. Защита выполняется на реле сопротивления и реагиру­ет на изменение направления реактивной мощности, когда при поте­ре возбуждения генератор начинает потреблять реактивную мощность и продолжает нести активную нагрузку.

Защита обмотки ротора от замыкания на землю.

Замыкание в одной точке ротора генератора не является опасным режимом. Однако при появлении второго замыкания обмотки ро­тора на землю повышается ток обмотки ротора, что приводит к ее перегреву. Кроме того, появление двойного замыкания на землю приводит к нарушению симметрии магнитного потока и к сильной вибрации. Поэтому на турбогенераторах с непосредственным охлаж­дением обмотки ротора, как правило, установлена защита от замы­кания обмотки ротора в одной точке типа КЗР-3 с действием на сигнал. По поступлению сигнала такие турбогенераторы должны быть разгружены и отключены.

Для турбогенераторов с косвенным охлаждением обмотки ротора допускается длительная работа с замыканием в одной точке, но с вводом защиты от замыканий на землю в двух точках на сигнал.

Защита ротора от перегрузки током.

Перегрузка ротора током возбуждения возникает при работе регулятора или устройства форсировки возбуждения. Длительное протекание увеличенных токов возбуждения может привести к перег­реву обмотки ротора. Наиболее современной является защита с ин­тегральной характеристикой типа РЗР-1 (выдержка времени зависит от величины тока ротора). Защита состоит из сигнального органа и органа, действующего на развозбуждение и отключение генератора.

На большинстве ранее введенных в эксплуатацию генераторов защита ротора от перегрузки выполнена по принципу косвенного контроля перегрузки, фиксируя повышение напряжения на потенцио­метре, включенном на обмотку ротора. Защита также действует на развозбуждение (расфорсировку) и откл.блока.

На блоках генератор – трансформатор (автотрансформатор) до­полнительно к перечисленным защитам на генераторе устанавливают­ся:

Дифзащита блока,действующая без выдержки времени на отключение блока;

Газовая защита трансформатора и вольтодобавочного трансформатора с РПН от внутренних повреждений. Защита действует на сигнал и отключение блока.

Токовая защита нулевой последовательности от коротких замыканий на землю в сети с заземленной нейтралью. Защита дейс-

твует с первой выдержкой времени на отключение выключателя с вы­сокой стороны блока и со второй выдержкой времени – на отключе­ние блока.

На блоках генератор-трансформатор (автотрансформатор) при наличии выключателя между генератором и трансформатором вместо дифзащиты блока выполнена дифзащита трансформатора (автотранс­форматора), действующая без выдержки времени на отключение бло­ка. В этом случае действие защит генератора переводится на отк­лючение генератора с целью сохранения ответвления на собственные нужды.

На некоторых блоках генератор-трансформатор установлена ре­зервная дифзащита блока. Защита резервирует дифзащиту генерато­ра, дифзащиту трансформатора и дифзащиту ошиновки высшего напря­жения. Защита действует с выдержкой времени 0,5 сек на отключе­ние блока.

Читайте также  Бензиновые генераторы или дизельные электростанции

10-2. Продольная дифференциальная защита

Основной защитой генераторов от многофазных коротких замыканий в обмотке статора является продольная дифференциальная защита. Эта защита подключается к трансформаторам тока, установленным со стороны выводов и со стороны нулевой точки генератора; в зону ее действия входят обмотки, выводы статора и кабели или шины до распределительного устройства генераторного напряжения.

На электростанциях без обслуживающего персонала, где продольная дифференциальная защита при срабатывании автоматически пускает воду в генератор, она подключается к трансформаторам тока так, чтобы в зону ее действия входили лишь обмотка и выводы статора.

В настоящее время на генераторах, работающих на шины генераторного напряжения, применяются главным образом две схемы продольной дифференциальной защиты (рис. 10-1). В первой из них, которая применяется на генераторах мощностью меньше 30 МВт, используются два токовых реле и четыре трансформатора тока (рис. 10-1, а). Недостатком этой схемы защиты является то, что она не будет срабатывать при двойном замыкании на землю (одно в сети, другое в обмотке статора), если в генераторе замкнется на землю фаза статора, в которой отсутствуют трансформаторы тока защиты.

Для отключения генератора в этом случае предусматривается дополнительное токовое реле в схеме защиты от замыканий на землю, действующее без выдержки времени на отключение (см. ниже). Поэтому продольная дифференциальная защита может быть выполнена в двух фазах лишь на тех генераторах, которые имеют защиту от замыканий на землю, действующую на отключение и обеспечивающую отключение генератора без выдержки времени при двойных замыканиях на землю.

Если генератор не имеет защиты от замыканий на землю, действующей на отключение, продольная дифференциальная защита должна устанавливаться в трех фазах (рис. 10-1, б). Для повышения надежности защиты генераторов мощностью выше 30 МВт продольная дифференциальная защита на них выполняется, как правило, в трехфазном исполнении независимо от наличия защиты от замыканий на землю, действующей на отключение.

Ток срабатывания продольной дифференциальной защиты выбирается по условию отстройки оттока небаланса, проходящего в реле при внешних коротких замыканиях:

где —коэффициент надежности, равный 1,3; Iнб.расч — расчетный ток небаланса, определяемый согласно следующему выражению:

где — коэффициент апериодичности, учитывающий дополнительную погрешность трансформаторов тока в переходном процессе и принимаемый равным 1,0 для защиты с реле РНТ-565 и 1,5—2 для защиты с реле РТ-40 или с реле прямого действия РТМ; — коэффициент однотипности трансформаторов тока, принимаемый равным 0,5; fi — относительная величина погрешности трансформаторов тока, равная 0,1; Iк.з.макс — периодическая составляющая тока (при t = 0), который проходит по трансформаторам тока защиты при внешнем металлическом коротком замыкании на шинах генераторного напряжения.

Чтобы уменьшить токи небаланса, проходящие в реле при внешних коротких замыканиях, для продольной дифференциальной защиты подбираются трансформаторы тока, имеющие одинаковые характеристики намагничивания. При расчете по формуле (10-3) это учитывается коэффициентом однотипности.

С этой же целью рекомендуется выравнивать сопротивления плеч дифференциальной защиты подбором соответствующих сечений жил соединительных кабелей и включать последовательно с токовыми реле добавочные сопротивления 5—10 Ом (рис. 10-1, а).

Для уменьшения тока небаланса; и повышения чувствительности дифференциальной защиты наиболее целесообразно использовать в схеме реле с насыщающимися трансформаторами (рис. 10-1, б). Как показывает опыт эксплуатации, продольная дифференциальная защита с реле РНТ более надежна, чем защита с простыми токовыми реле.

Ток срабатывания продольной дифференциальной защиты на турбогенераторах мощностью 60 МВт и более, а также на гидрогенераторах мощностью свыше 5 МВт выбирается согласно выражению (10-2) и, как правило, бывает меньше номинального тока генератора (0,5 — 1) IHOM. На генераторах меньшей мощности рекомендуется принимать ток срабатывания выше номинального тока генератора (1,3—1,4) IHOM. При такой уставке срабатывания дифференциальная защита, как правило, бывает надежно отстроена от тока небаланса, и вместе с тем предотвращается ее ложное срабатывание в нормальном режиме в случае обрыва соединительных проводов или неисправности одного из трансформаторов тока.

Для сигнализации обрыва соединительных проводов дифференциальной защиты в нулевой провод токовых цепей включается токовое реле То (рис. 10-1, б), ток срабатывания которого устанавливается равным 20—30% IHOM.

В некоторых случаях на генераторах применяют дифференциальную защиту со специальной схемой включения обмоток реле РНТ-565, обеспечивающую повышенную чувствительность к многофазным коротким замыканиям и вместе с тем не срабатывающую при обрыве соединительного провода.

В этой схеме, приведенной на рис. 10-2, используются две обмотки реле РНТ-565, одна из которых, дифференциальная, включается на разность токов трансформаторов тока одноименных фаз, а вторая, уравнительная, включается в нулевой провод дифференциальной схемы с встречной полярностью.

Ток срабатывания реле в рассматриваемой схеме продольной дифференциальной защиты выбирается по двум условиям: отстройки от тока небаланса согласно (10-2), а также по условию отстройки от тока, который будет проходить в реле при обрыве соединительных проводов, согласно следующему выражению:

Обычно определяющим является условие (10-4). Число витков дифференциальной и уравнительной обмоток реле PHT-565 принимается равным:

При обрыве соединительного провода от одного из трансформаторов тока ток будет проходить по дифференциальной обмотке одного из реле и, замыкаясь через нулевой провод, по уравнительным обмоткам всех трех реле. Рассмотрим, как будет вести себя при этом каждое реле, если вторичный ток в плече дифференциальной защиты равен Iном. Реле фазы, соединительный провод которой оборван, будет находиться под действием разности намагничивающих сил, создаваемых дифференциальной и уравнительной обмотками реле:

Подставляя значения из (10-5), (10-6) и Iс.з из (10-4), получаем следующее выражение:

В реле двух других фаз, где несбалансированный ток проходит только по уравнительным обмоткам, включенным в нулевой провод,

Поскольку намагничивающие силы во всех трех реле меньше величины, при которой реле срабатывает (100 А), ни одно из реле не подействует ложно при обрыве соединительного провода.

При многофазных коротких замыканиях в зоне действия защиты по уравнительным обмоткам ток проходить не будет, и реле сработает под действием магнитного потока, создаваемого дифференциальной обмоткой.

Поскольку ток срабатывания рассматриваемой дифференциальной защиты, определенный согласно (10-4), в 2 раза меньше, чем у защиты, выполненной по обычной схеме (рис. 10-1) при условии отстройки уставки ее срабатывания от номинального тока генератора, схема на рис. 10-2 будет в 2 раза чувствительнее при междуфазных коротких замыканиях в статоре генератора, когда по уравнительным обмоткам ток не проходит.

При двойных замыканиях на землю, одно из которых находится в зоне защиты, а другое в сети, защита загрубляется, так как ток повреждения проходит по обеим обмоткам: дифференциальной и уравнительной. Ток срабатывания защиты при этом виде повреждения определяется следующим выражением:

В этом случае рассматриваемая защита равночувствительна с защитой, выполненной по обычной схеме (рис. 10-1), при условии отстройки уставки ее срабатывания от номинального тока генератора.

Для надежной отстройки реле РНТ от токов небаланса в переходном режиме при внешних коротких замыканиях на короткозамкнутой обмотке реле РНТ-565 устанавливаются отпайки А—А, а на реле РНТ-565 сопротивление, подключенное к короткозамкнутой обмотке, принимается равным 10 Ом.

Продольная дифференциальная защита генератора во всех случаях должна обеспечивать коэффициент чувствительности больше двух при коротких замыканиях на выводах генератора:

где Iк.з.мин — периодическая составляющая тока короткого замыкания для t = 0 при металлическом двухфазном коротком замыкании на выводах генератора.

Расчетный ток короткого замыкания определяется для двух режимов: повреждение одиночно работающего генератора, когда ток к месту повреждения подходит только от генератора, и повреждение генератора, включаемого методом самосинхронизации, когда ток к месту короткого замыкания подходит только от сети. В формулу (10-12) подставляется меньшее значение тока короткого замыкания, определенное для этих двух расчетных режимов.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: