73038

ЗАЩИТA ГЕНЕРАТОРОВ

Доклад

Энергетика

Большинство повреждений генератора вызывается нарушением изоляции обмоток статора и ротора которые происходят вследствие старения изоляции ее увлажнения наличия в ней дефектов а также в результате перенапряжений механических повреждений например из-за вибрации стержней обмоток...

Русский

2014-12-03

21.18 KB

3 чел.

20. ЗАЩИТA ГЕНЕРАТОРОВ

Виды повреждений генераторов. Большинство повреждений генератора вызывается нарушением изоляции обмоток статора и ротора, которые происходят вследствие старения изоляции, ее увлажнения, наличия в ней дефектов, а также в результате перенапряжений, механических повреждений, например из-за вибрации стержней обмоток и стали магнитопровода.

Повреждения в статоре. В статоре возникают междуфазные КЗ, замыкание одной фазы на корпус (на землю), замыкание между витками обмотки одной фазы.

Повреждения в роторе. Обмотка ротора генератора находится под сравнительно невысоким напряжением, и поэтому ее изоляция имеет значительно больший запас электрической прочности, чем изоляция статорной обмотки. Однако из-за значительных механических усилий, обусловленных большой частотой вращения роторов турбогенер-ров (1500-3000об/мин), относительно часто наблюдаются случаи повреждения изоляции и замыкания обмотки ротора на корпус (т. е. на землю) в одной или двух точках.

Ненормальные режимы. Ненормальными режимами генератора считаются: опасное увеличение тока в статоре или роторе сверх номинального значения (появление сверхтоков); несимметричная нагрузка фаз статора; опасное повышение напряжения на статоре; асинхронный и двигательный режимы генератора.

Общие требования к защите генераторов. На генераторах устанавливаются РЗ от внутренних повреждений и опасных ненормальных режимов, т. е. таких режимов, которые могут вызывать повреждение генератора. При ненормальных режимах работы генератора, не требующих немедленного отключения, РЗ, как правило, должна действовать на сигнал, по которому дежурный обязан принять меры к устранению ненормального режима без отключения генератора. Автоматическое отключение генератора допускается только в тех случаях, когда возникший ненормальный режим нельзя устранить, а его дальнейшее продолжение ведет к повреждению генератора.

Для предотвращения развития повреждения, возникающего в генераторе, РЗ от внутренних повреждений должны отделить генератор от сети, отключив генераторный выключатель, и прекратить ток в обмотке ротора. Защиты от внешних КЗ должны отключать генераторный выключатель для прекращения тока КЗ, посылаемого генератором в сеть, и для прекращения тока в обмотке ротора в целях предупреждения повышения напряжения на зажимах генератора вследствие сброса нагрузки.

При тиристорном возбуждении гашение поля осуществляется переводом тиристоров в инверторный режим, при бесщеточном возбуждении - переводом в инверторный режим тиристоров в цепи возбуждения возбудителя.

Технологические защиты турбины при некоторых повреждениях и ненормальных режимах (например, при осевом сдвиге ротора, понижении давления масла, срыве вакуума) действуют на закрытие стопорного клапана турбины и подают команду по цепям своей технологической защиты на отключение генератора и прекращение тока возбуждения в роторе. Зарубежные фирмы (например, ABB) предусматривают дополнительно защиту от работы генератора в режиме двигателя в виде реле направления мощности, реагирующего на появление активной составляющей мощности, направленной в обмотку статора генератора. Подобная защита начала также применяться и в отечественной практике.

Виды защит:

А). ЗАЩИТА ОТ МЕЖДУФАЗНЫХ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ В ОБМОТКЕ СТАТОРА

Назначение и общие принципы выполнения защиты. В качестве основной РЗ от междуфазных КЗ в генераторе применяется быстродействующая продольная дифференциальная РЗ (см. 19). Эта РЗ, выполняемая по схеме с циркулирующими токами, подключается к ТТ, установленным со стороны линейных выводов и со стороны нулевой точки генератора; в зону ее действия входят обмотки, выводы статора, а для генераторов, работающих на сборные шины, - кабели или шины, соединяющие генератор с его выключателем.

Б). ЗАЩИТА ОТ ЗАМЫКАНИЙ МЕЖДУ ВИТКАМИ ОДНОЙ ФАЗЫ

Защита от витковых замыканий имеет ограниченное применение вследствие отсутствия простых способов ее осуществления. Только для мощных генераторов, каждая из фаз к-х выполнена в виде двух и более паралл. ветвей, выведенных наружу, разработаны относительно простые и надежные схемы РЗ.

В). ЗАШИТА ОТ ЗАМЫКАНИЙ ОБМОТКИ СТАТОРА НА КОРПУС (НА ЗЕМЛЮ)

Требования к защите. На основании результатов экспериментов и опыта эксплуатации установлено, что при замыкании на землю в генераторе при токе замыкания 5 А и даже меньших его значениях, имеет место повреждение стали статора, требующее большого и длительного ремонта.

В связи с этим чувствительность защиты должна быть очень высокой, и защита должна действовать на отключение. Это требование становится важным для новых типов генераторов большой мощности (200 МВт и более), особенно с водяным охлаждением. Для таких генераторов необходимо выполнение защит, обеспечивающих их действие при замыканиях на землю в пределах всей обмотки (100%-ный охват витков обмотки статора).

Принципы выполнения защиты. Самым простым способом защиты генераторов от замыканий на землю является защита, реагирующая на составляющую НП (3 I0).

1) Принцип действий токовой защиты с трансформатором тока нулевой последовательности (ТИП). Защита генераторов от замыканий на землю в обмотке статора, реагирующая на 3/0, должна выполняться с помощью фильтра НП аналогично РЗ ЛЭП. Ток небаланса в ТИП значительно меньше, чем в трехтрансформаторном фильтре НП, вследствие чего РЗ с помощью ТНП получается более чувствительной. Однако ТНП обычной конструкции не обеспечивают необходимой чувствительности, поэтому применяются ТНП с подмагничиванием, позволяющим получить большую чувствительность РЗ (3-5 А первичного тока).

2) Селективная высокочувствительная защита типа ЗЗГШ-3 (БРЭ 1301-03). Новая РЗ от однофазных замыканий на землю типа ЗЗГШ-3 позволяет обеспечить 100%-ную защиту обмотки статора. Защита реагирует на высшие гармоники токов фаз.

В РЗ ЗЗГШ-3 фиксация замыкания на землю в обмотках статора осуществляется сравнением разностей составляющих токов непромышленной частоты, протекающих по реле двух неповрежденных фаз, с третьей - поврежденной. Разность токов обеспечивается включением реле по дифференциальной схеме, использующей трансформаторы тока, установленные на выводах генератора и со стороны его нейтрали.

3) Защита с наложением тока. Для 100%-ной защиты от замыканий на землю обмотки статора в ряде стран применяются РЗ с наложением постоянного тока. Струк. схема подобной РЗ, прим. в Кузбассэнерго, на рис. 1. 

Г). ЗАЩИТА ОТ СВЕРХТОКОВ ПРИ ВНЕШНИХ КЗ И ПЕРЕГРУЗКАХ

Назначение и виды защит от внешних КЗ. Защита генераторов от внешних КЗ служит для отключения генераторов при повреждениях на сборных шинах электростанций или на отходящих от них присоединениях при отказе РЗ или выключателей этих элементов.

В тех случаях, когда сборные шины генераторного напряжения не имеют специальной РЗ, защита генератора от внешних КЗ служит основной РЗ от повреждений на шинах.

Защита от внешних КЗ дополнительно используется для резервирования дифференциальной РЗ генератора при междуфазных КЗ в нем. Защита должна подключаться к ТТ, установленным со стороны нулевых выводов генераторов, благодаря чему обеспечивается ее срабатывание от тока генератора при повреждении в его обмотках статора.

В качестве РЗ генераторов от внешних КЗ применяются МТЗ с блокировкой (пуском) по напряжению, МТЗ ОП.

Д). ЗАЩИТА ОТ ПОВЫШЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

при сбросе нагрузки на гидрогенераторах Uе на их зажимах резко ↑ и достигает 150% ном-го и более. Такое U опасно для изоляции статора и должно быть ликвидировано за несколько секунд. Поэтому на гидрогенераторах устанавливается РЗ от повышения U, действующая на отключение выключателя и АГП генератора. Защита состоит из реле напряжения KV и реле времени КТ. U срабатывания = (1,5 - 1,7)UНОМ, выдержка времени 0,5-1 с. Защита от повышения U устанавливается также на турбогенераторах, работающих в блоке с трансф-ми (см. гл. 18).

Е). ЗАШИТА РОТОРА

Защита обмотки ротора от замыкания на корпус в одной точке. Для периодического контроля за состоянием изоляции цепей возбуждения используется вольтметр, один зажим которого соединен с землей, а второй поочередно подключается к полюсам ротора. Если изоляция ротора достаточно высока, замеры вольтметра в обоих случаях будут близки к нулю. При замыкании на землю в обмотке ротора вольтметр измерит значение напряжения каждого полюса относительно земли. При снижении изоляции в какой-либо точке обмотки значение замеров напряжения будут различными в зависимости от места ухудшения изоляции и ее сопротивления.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

69203. Природа виникнення аеродинамічних сил. Принципи створення піднімальної сили 8.87 MB
  Картина обтікання крила літака потоком повітря показана на рис. Повна аеродинамічна сила крила: а картина обтікання крила літака потоком повітря; б схема створення повної аеродинамічної сили R.21 а наглядно видно що потік обтікає верхню і нижню частини профілю крила неоднаково.
69204. Основні закони руху повітря, що стискається. Загальні відомості про аеродинаміку великих швидкостей 3.81 MB
  Таким чином величина стиснення залежить від відношення швидкості потоку до швидкості звуку. Це відношення називається числом Маха і вважається критерієм стисливості потоку. Чим більше швидкість повітряного потоку швидкість польоту V і менше швидкість звуку...
69205. Хвильова криза. Поняття про критичне число Маха 8.3 MB
  Найменша швидкість дозвукового польоту при якій у якійнебудь точці крила швидкість потоку що обтікає крило стає рівної місцевої швидкості звуку називається критичною швидкістю польоту Vкр а відповідне їй число Маха польоту критичним Мкр.
69206. Основні види руху літального апарату. Горизонтальний політ літака 1.78 MB
  Основними видами руху які розглядаються в динаміці польоту є горизонтальний політ набір висоти зниження зліт посадка віраж та ін. При розрахунках льотних даних літака зручно користуватися графічними залежностями тяги від швидкості і висоти польоту.
69207. Зліт і посадка літака 6.06 MB
  Зліт і посадка є відповідно первинним і завершальним етапами польоту літака. При зльоті й при посадці змінюються швидкість і висота польоту тому рух літака в цих режимах є несталим. Зліт і посадка літака найбільш відповідальні етапи польоту що вимагають від льотчика граничної уваги і точності.
69208. ЛІТАК ТА ЙОГО СИСТЕМИ 1.62 MB
  Швидкісна система координатних осей ОXYZ використовується для вивчення аеродинамічних сил та при розвязанні задач аеродинамічного розрахунку літака рис. Початок швидкісної системи координатних осей розміщено в центрі мас літака. Головною віссю є швидкісна вісь ОХа направлена по вектору швидкості літака.
69209. Середні величини та показники варіації 167.5 KB
  Середня величина це узагальнююча кількісна характеристика сукупності однотипних явищ по одній варіюючій ознаці. Найважливішою умовою наукового використовування середніх величин в статистичному аналізі суспільних явищ в тому числі й методом динамічних...
69211. Статистка робочої сили та робочого часу 291 KB
  Статистка робочої сили та робочого часу. Суть та значення робочої сили та робочого часу. Статистика робочого часу та його структури. Аналіз використання робочого часу.