21236

ЗАЩИТА ГЕНЕРАТОРОВ

Лекция

Энергетика

Защита должна действовать на отключение. Ток до 5 А считается безопасным и защита должна действовать на сигнал при токах более 5 А – на отключение. Защита должна действовать на отключение.

Русский

2013-08-02

139 KB

11 чел.

Лист 1

ЗАЩИТА ГЕНЕРАТОРОВ

Виды повреждений в статоре:

1 многофазные КЗ – сопровождаются сверхтоком, что приводит к разрушению изоляции токоведущих частей, стали. Защита должна действовать на отключение.

2 однофазные замыкания – сопровождаются протеканием относительно малых токов, однако длительное протекание тока и горение дуги ведёт к разрушению изоляции и стали. Ток до 5 А считается безопасным и защита должна действовать на сигнал, при токах более 5 А – на отключение.

3 межвитковые замыкания в одной фазе – сопровождается протеканием сверхтоков в месте повреждения. Защита должна действовать на отключение.

Повреждения в роторе:

1 замыкание на корпус в одной точке – неопасный режим, но может перейти в замыкание в двух точках. Отключение для турбогенераторов не требуется, для гидрогенератора – отключение.

2 замыкание на корпус в двух точках – сопровождается сильной вибрацией из-за нарушения симметрии магнитного потока. Защита должна выполняться на отключение.

Ненормальные режимы:

1 внешние КЗ – отключение повреждённого элемента должно осуществляться его основной РЗ. Однако её отказ или отказ выключателя может привести к длительной работе генератора на внешнее КЗ и повреждению генератора. Для того, чтобы это предупредить, должна предусматриваться резервная РЗ, действующая на отключение генератора от сети.

2 перегрузка – вызывает перегрев генератора и выход его из строя через некоторое время. Отключение генератора необходимо, если допустимое время перегрузки истекло.

3 повышение напряжения (только на гидрогенераторах) – необходимо снятие возбуждения или отключение.

4 несимметрия токов в фазах – приводит к нагреву и вибрации генератора, поэтому необходимо отключение генератора от сети по истечении допустимого времени.

Если защита действует на отключение выключателя генератора, то она также должна действовать и на гашение поля генератора (АГП).

Лист 2

ЗАЩИТА ОТ МЕЖДУФАЗНЫХ КЗ В ОБМОТКЕ СТАТОРА ГЕНЕРАТОРА

Основной защитой от данных повреждений является продольная дифференциальная защита.

Рисунок 7.1

На рисунке 7.1 реле КА0 предназначено для контроля исправности токовых цепей РЗ.

Дифференциальная защита может выполняться в двух и трёхфазном исполнении. Дифференциальная защита в двухфазном исполнении не чувствительна к отдельным случаям двойных замыканий обмотки статора на землю и поэтому такая дифференциальная защита должна дополняться защитой от двойных замыканий на землю.

Ток срабатывания дифференциальной защиты отстраивается от наибольшего тока небаланса, поэтому необходимо принимать меры по уменьшению тока небаланса.

В установившемся режиме:

1 применение трансформаторов тока, разработанных для дифференциальной защиты,

2 уменьшение вторичной нагрузки трансформаторов тока,

3 применение трансформаторов тока с близкими характеристиками намагничивания,

4 выравнивание загрузки трансформаторов тока.

В переходном режиме:

1 включение последовательно с дифференциальными реле активного сопротивления  5 Ом, что уменьшает постоянную времени затухания Та и позволяет снизить величину броска тока небаланса и длительность броска. Однако, вместе с тем, увеличивается нагрузка на трансформаторы тока, а ток в реле уменьшается, что приводит к снижению чувствительности РЗ.

2 использование быстронасыщающихся промежуточных трансформаторов (БНТ). БНТ почти не трансформируют апериодическую составляющую тока небаланса. Апериодическая составляющая тока небаланса подмагничивает сердечник БНТ и этим несколько ухудшает трансформацию гармонической составляющей тока небаланса. Для дифференциальной защиты выпускают реле серии РНТ разных модификаций со встроенным БНТ.

Лист 3

ТОК СРАБАТЫВАНИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ГЕНЕРАТОРОВ

Ток срабатывания дифференциальной защиты генераторов

kн  1,3  1,5

kа – коэффициент, учитывающий бросок тока небаланса в переходном режиме, зависит от схемы защиты – если используются реле РНТ, то kа = 1, если используются реле без БНТ, то kа = 1,5  2.

kодн – коэффициент однотипности. Если трансформаторы тока однотипны и их загрузка одинакова, то kодн = 1.

fi – максимальная расчётная погрешность. fi = 0,1, если трансформаторы тока выбраны по условию допустимой погрешности при максимальном токе внешнего КЗ.

Iкз.max – периодическая составляющая наибольшего тока внешнего КЗ (на выводах генератора – то есть вне зоны действия защиты) от генератора в начальное мгновение КЗ.

Чувствительность защиты проверяется по наименьшему току двухфазного КЗ от генератора на выводах генератора

Для повышения чувствительности возможно применение дифференциальных реле с торможением.

Дифференциальная защита генераторов проста, надёжна, чувствительна и имеет высокое быстродействие.

ЗАЩИТА ОТ МЕЖВИТКОВЫХ ЗАМЫКАНИЙ В ОДНОЙ ФАЗЕ

Такая защита ставиться, если генератор имеет две или более параллельных ветвей в каждой фазе. В противном случае защита не имеет простых решений. Признаком межвиткового замыкания является протекание уравнительного тока Iур (рисунок 7.2). До КЗ уравнительный ток равен нулю, после – отличен от нуля. Трёхсистемная схема защиты предусматривает сравнение токов ветвей в каждой фазе отдельно, что требует использования трёх токовых реле. Защита по односистемной схеме сравнивает сумму токов одной группы ветвей фаз с другой, при этом используется одно токовое реле.

Рисунок 7.2

Для повышения чувствительности РЗ дифференциальное реле включают через фильтр Ф (рисунок 7.2), запирающий токи с частотой не равной 50 Гц.

Для исключения ложного действия ток срабатывания защиты отстраивают от наибольшего тока небаланса

Поэтому защита имеет «мёртвую» зону при замыкании малого количества витков. Защита срабатывает также и в некоторых случаях междуфазных КЗ.

Описанная защита является быстродействующей и простой.

Лист 4

ЗАЩИТА ОТ ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ ОБМОТКИ СТАТОРА

Ток замыкания на землю обмотки статора значительно меньше рабочего тока генератора (если нейтраль сети является изолированной или компенсированной), поэтому применяется особая чувствительная токовая защита с ТНП, реагирующая на ток нулевой последовательности.

ТНП устанавливается на выводах генератора. Ток срабатывания ненаправленной защиты отстраивается от ёмкостного тока защищаемого генератора и от максимального тока небаланса. Ток срабатывания направленной защиты отстраивается только от максимального тока небаланса. Исходя из этого, защита имеет «мёртвую» зону при замыкании вблизи нейтрали генератора, поскольку ток замыкания зависит от количества витков, замкнутых на землю. «Мёртвая» зона допустима, если ток замыкания на землю меньше 5 А.

Ток небаланса в нормальном режиме Iнб.норм значительно меньше тока небаланса при внешнем КЗ Iнб.кз. Для предупреждения неселективного действия РЗ при внешних КЗ:

1 ток срабатывания РЗ отстраивают от тока небаланса при внешнем КЗ Iнб.кз – то есть загрубляют защиту;

2 блокируют РЗ при внешних КЗ – то есть сохраняют высокую чувствительность. В этом случае, для ликвидации двойных замыканий на землю (если дифференциальная РЗ в двухфазном исполнении и нечувствительна к таким КЗ) в схему вводится второе токовое реле с грубой уставкой, отстроенной от Iнб.кз.

Для обеспечения высокой чувствительности используются ТНП с подмагничиванием сердечника переменным током. При этом рабочая точка ТНП переходит из зоны I в зону II (рисунок 7.3), при этом мощность, отдаваемая ТНП, увеличивается.

Рисунок 7.3

На рисунке 7.3 КА1 – чувствительное реле, КА2 – «грубое» реле, реле КТ – для отстройки бросков тока небаланса в переходном режиме.

Лист 5

ЗАЩИТА ОТ ВНЕШНИХ КЗ И ПЕРЕГРУЗОК

Защитой от внешних КЗ используются, как правило, МТЗ. Она является резервной по отношению к основной защите генератора, шин и отходящих линий. Защита не должна действовать при перегрузках и качаниях, поэтому обычная МТЗ, как правило, получается нечувствительной и применяется МТЗ с блокировкой по напряжению или МТЗ обратной последовательности.

Принципы построения МТЗ с блокировкой по напряжению тождественны уже разобранным. Чаще используются схемы с комбинированным пусковым органом (из-за его большей чувствительности).

Рисунок 7.4

Поскольку МТЗ недостаточно чувствительна к несимметричным КЗ и перегрузкам, применяется токовая защита обратной последовательности, реагирующая на токи обратной последовательности.

Рисунок 7.5

На рисунке 7.5 КА2 – реле, действующее на отключение генератора при недопустимой несимметрии, КА3 – реле, действующее на сигнал при появлении несимметрии, КА1 – предусматривается для действия защиты при трёхфазных КЗ (аместе с KV).

Лист 6

ЗАЩИТА РОТОРА ОТ ДВОЙНОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ

Поскольку такие повреждения достаточно редки, на электростанции предусматривается один комплект защиты, подключаемый к генератору, имеющему замыкание на корпус.

Параллельно обмотке ротора подключается потенциометр и его сопротивление подбирается таким, чтобы ток через реле КА был равен нулю (уравновешивают плечи моста ОВ-rп). если происходит второе замыкание в точке К2 равновесие плеч нарушается и реле КА срабатывает на отключение.

Защита имеет «мёртвую» зону вблизи первой точки замыкания К1. Защита также не сработает, если первое замыкание произошло вблизи конца обмотки.

PAGE  6

+

KА1

КА0

КА3

КА2

КА1

KА3

Сигнал

KА2

От других защит

YAT

KL

KН

KL.1

SQ

АГП

KL.2

КА0

+

БНТ

Реле

к т.т.

КА

Блокировка от защит

КТ

КА1

На отключение

КТ

КА2

КН1

+

КН2

ТНП

TV

КА2

КА1

Н

B

Iур

КА

Ф

II

I

КЗ

-

КА3

КА2

КА1

КА4

МТЗ

РЗ от симметричной перегрузки

KV2

ФНОП

KV1

KV2

a

b

c

TV

KV

КА3

ФТОП

КА2

КА1

КА

К1

«мёртва» зона

К2

rп

ОВ

В


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

1538. Комплексное исследование механизма применения лизинговой политики в ОАО 47.77 KB
  Теоретические основы по проблеме использования лизинга персонала на предприятии. Оценка состояния персонала на предприятии ОАО Газпромнефть. Эффективность применения лизинга персонала в ОАО Газпромнефть. Преимущества и недостатки лизинга персонала
1539. Розробка теплової схеми установки 115 KB
  Допоміжна котельна та опріснювальна установки. Вибір кількості та типів генераторів та приводів. Розробка теплової схеми установки. Вибір і обґрунтування параметрів робочого тіла. Розрахунок теплової схеми на режимі повного ходу.
1540. Философские знания. Общее и отличное философского и религиозного мировоззрения 138 KB
  Общее и отличное философского и религиозного мировоззрения. Мифологическое мировоззрение. Феномен ремифологизации. Функции философии. Онтология. Проблема бытия в истории философской мысли. Категория времени в философии. Свойства времени. Психоанализ о бессознательном. Фрейд о структуре человеческой психики.
1541. Анализ работы мастера в технологическом цеху 181.74 KB
  Права и обязанности мастера, технолога цеха, контрольного мастера. Описание конструкции сварного узла и его назначение, техническая характеристика, основной материал, его характеристика. Методы технического контроля дефекты и причины их возникновения. Применяемые сборочно-сварочные приспособления, описание конструкции и принципа работы. Сварочные материалы их характеристика и режимы сварки.
1542. Общая психология и ее классификация 182.5 KB
  Понятие о восприятии. Виды восприятия. Индивидуальные особенности памяти людей. Способы синтезирования, обеспечивающие возникновение образов и фантазий. Мыслительные операции. Формирование и развитие личности. Речь как общественно-исторический феномен. Темперамент: определение, концепции, типы.
1543. Затраты на обслуживание и ремонта плат форм-фактора ATX 209 KB
  Характеристика организации и анализ технико-экономических показателей деятельности предприятия. Расчет основных показателей деятельности предприятия. Краткое описание технологии обслуживания и ремонта материнской платы. Расчет материальных затрат и заработной платы.
1544. Экономические концепции. Предшественники: меркантилисты и физиократы 104 KB
  Предшественники: меркантилисты и физиократы. Экономическое учение А. Смита (1723 – 1790). К. Маркс как исследователь. Основы маржинализма. Дж. М. Кейнс. Возникновение кейнсианства. Монетаристы и неоклассики.
1545. Строительство вертикальных стволов 184.5 KB
  Определение нагрузок на крепь вертикального ствола. Расчетное сопротивление горных пород сжатию. Коэффициент влияния угла залегания породы. Выбор взрывчатых материалов. Расчет количества воздуха по наибольшей численности людей. Расход воздуха по минимальной скорости движения в призабойном пространстве. Фазы проведения ствола при совмещенной технологической схеме.
1546. Безопасность и экологичность строительного проекта 56.9 KB
  Мероприятия по охране окружающей среды при строительстве жилого дома. Мероприятия по исключению чрезвычайных ситуаций при возведении 9-ти этажного жилого дома. Возможные причины аварий, чрезвычайных ситуаций при строительстве объекта. Мероприятия по исключению чрезвычайных ситуаций при строительстве 9-ти этажного жилого дома.