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

12 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

21723. Модели надёжности установок с восстановлением 310 KB
  Модели надёжности установок с восстановлением При экспоненциальном законе распределения времени восстановления и времени между отказами для расчёта показателей надёжности установки с восстановлением пригоден математический аппарат марковских случайных процессов. Дискретный случайный процесс называется марковском если все вероятностные характеристики будущего протекания этого процесса при зависят лишь от того в каком состоянии этот процесс находился в настоящий момент времени и не зависят от того каким образом этот процесс протекал до...
21724. Общие принципы определения ущерба от нарушений электроснабжения 80 KB
  Общие принципы определения ущерба от нарушений электроснабжения Проблема оценки ущерба от нарушений электроснабжения вызываемых отказами электрооборудования возникает как при проектировании так и при эксплуатации энергетических объектов. При проектировании потребность в характеристике ущерба ощущается как правило когда определяется экономическая эффективность капитальных вложений при выборе вариантов технических и организационнохозяйственных решений влияющих на степень надежности электроснабжения потребителей. При эксплуатации...
21725. Технико-экономическая оценка последствий от нарушений электроснабжения объектов производственных систем 240 KB
  Техникоэкономическая оценка последствий от нарушений электроснабжения объектов производственных систем 8.1 Модель поведения участка производства при нарушениях его электроснабжения По характеру последствий все отказы участков производственной системы можно разделить на три группы: 1 не обесценивающие производственную продукцию; 2 частично обесценивающие; 3 полностью обесценивающие. В этом случае длительность простоя производственного участка соответствует длительности нарушения электроснабжения . Большинство нарушений электроснабжения...
21726. Накопители на жестких магнитных дисках 116 KB
  1 БУСД блок управления 3х фазным синхронным двигателем шпинделя; И инвертор; СД синхронный двигатель; БП блок питания; ВК внутренний контроллер БУП блок управления позиционированием головки; ОЗУ оперативное запоминающее устройство ВК; см сервометка; ДПГ датчик позиционирования головки. Кроме того он дает разрешение на выпуск головки при достижении минимальной скорости вращения. Для записи и считывания используются магнитные головки представляющие собой катушки индуктивности которые выполняются по тонкопленочной технологии....
21727. Устройства массовой памяти на сменных носителях 180 KB
  Устройства массовой памяти на сменных носителях Вопросы: Магнитооптические диски. Оптические диски CD DVD PD. Эти устройства подключаются к компьютеру с помощью следующих интерфейсов: АТА SCSI USB Наибольшей популярностью пользуются в настоящее время CD DVD и магнитооптические диски. Магнитооптические диски.
21728. Аудио система персонального компьютера 245.5 KB
  Собственно цифровые каналы звуковой карты проходят через интерфейсные схемы например MIDI от шины расширения до ЦАП и от АЦП обратно к шине. На этих картах располагается и порт традиционного MIDI. Интерфейс MIDI Цифровой интерфейс музыкальных инструментов MIDI Musical Instrument Digital Interface является последовательным асинхронным интерфейсом с частотой передачи 3125 Кбит с. В настоящее время интерфейс MIDI имеют и дорогие синтезаторы и дешевые музыкальные клавиатуры пригодные в качестве устройств ввода компьютера.
21729. Коммуникационные устройства 306.5 KB
  Обмен данными требуется для различных целей: передачи файлов совместного использования периферийных устройств например принтеров доступа к разнообразным информационным услугам Интернета и частных сетей приема и передачи факсимильных сообщений посылки сообщений на пейджеры и мобильные телефоны установление голосовой связи IPтелефония видеосвязи и даже совместных игр по сети. СОМпорт Последовательный интерфейс для передачи данных в одном направлении использует одну сигнальную линию по которой информационные биты передаются друг за...
21730. Беспроводные интерфейсы связи 575 KB
  Инфракрасный интерфейс IrDA 2. В беспроводных интерфейсах используются электромагнитные волны инфракрасного IrDA Infrared Data Association и радиочастотного Blue Tooth диапазонов. Инфракрасный интерфейс IrDA 1. Общая характеристика IrDA Применение излучателей и приемников инфракрасного ИК диапазона позволяет осуществлять беспроводную связь между парой устройств удаленных на расстояние нескольких метров.
21731. Общая характеристика периферийных устройств ЭВМ 68.5 KB
  Общая характеристика периферийных устройств ЭВМ Вопросы: Введение в дисциплину периферийные устройства ПУ ЭВМ. Введение в дисциплину периферийные устройства ПУ ЭВМ. Как известно совместимый IBM PC компьютер организован по фоннеймановской архитектуре которая была сформулирована Джорджем фон Нейманом еще в 1945году и имеет следующие принципы: ЭВМ состоит из блока управления БУ и арифметикологического устройства АЛУ. Согласно этой архитектуры ЭВМ можно условно разделить на устройства непосредственной обработки информации и...