Защита генератора от замыканий между витками одной фазы

Защита генератора от замыканий между витками одной фазы

Витковые замыкания Один из наиболее опасных видов повреждений генераторов. Приводит к большим разрушениям. Характеризуются большими токами в месте повреждения при незначительном изменении тока в неповреждённой части обмотки. Обычно сопровождаются замыканием на землю. Предотвращаются защитой от замыканий на землю.

Защита от витковых замыканий Схема поперечной дифференциальной защиты: а — цепи защиты; б — фильтр гармоник, кратных трем.

Причины, вызывающие протекание в нормальном режиме тока в дифференциальной цепи (ток небаланса): 1. Напряжения третьей гармоники в ЭДС генератора. 2. Неравенство ЭДС основной частоты соответствующей пары ветвей каждой из фаз. 3. Неравенство сопротивлений ветвей соответствующих фаз генератора, что приводит к неравномерному распределению токов по ветвям данной фазы.

Выбор уставок Максимальный ток небаланса: I”’нб = Iнб* Ik, max /I Iнб – ток небаланса, измеренный в режиме трёхфазного КЗ при токе статора I; Ik, max – максимальный ток внешнего трёхфазного КЗ, определённый как ток трёхфазного КЗ на шинах высшего (или среднего) напряжения блока.

Ток срабатывания исполнительного органа: Iс. р. ИО = K ’зап (I”нб + I”’нб ) K ’зап – коэффициент запаса, принимаемый равным 1, 5. Iс. р. ИО вначале определяем по I”нб и I”’нб, определённым при максимальном числе витков входного трансформатора реле, и может считаться окончательно принятым, если (для РТ-40/Ф) полученное значение Iс. р. ИО находится в пределах 20 -40 м. А.

Если Iс. р. ИО < 20 м. А, тогда принимаем Iс. р. ИО 25 -27 м. А в конце одной трети шкалы исполнительного органа. Если Iс. р. ИО > 40 м. А, то расчёт Iс. р. ИО по формуле повторяется при ближайшем меньшем числе витков обмотки Tp реле с использованием соответствующих значений I”нб и I”’нб. По окончательно принятому значению Iс. р. ИО и характеристике токов срабатывания реле определяем ток срабатывания реле Iс. р. При подаче тока промышленной частоты на первичную обмотку реле. С учётом коэф. трансформации трансформатора тока защиты определяют ток срабатывания защиты. Уставка защиты = (0, 1 -0, 2)*Iном

Характеристики поперечной дифференциальной защиты генератора 1. Защита должна состоять из органа тока, который должен включаться на ток между нейтралями параллельных ветвей обмотки статора, соединённых в «звезду» . 2. Ток срабатывания Iср органа тока должен регулироваться в диапазоне от 1 до 10 А со ступенью регулирования не более 0, 1 А в поддиапазоне токов от 1 до 4 А и со ступенью регулирования не более 0, 3 А в поддиапазоне токов от 4 до 10 А. 3. Класс точности 10. 4. Коэффициент возврата 0, 9. 5. Ток срабатывания органа тока на частоте третьей гармоники должен не менее чем в 8 раз превышать ток срабатывания на частоте основной гармоники. 6. Время срабатывания защиты должно быть не более 0, 05 с при подаче тока 2*Iср. Время возврата защиты должно быть не более 0, 06 с при сбросе тока с 2*Iср до 0. 7. Защита должна действовать на отключение генератора при наличии выключателя в его цепи и на отключение блока при отсутствии этого выключателя.

Защита от замыканий на землю в обмотке статора Характеристики защиты генератора от замыканий на землю обмотки статора (ЗЗГ 1)

1. 1. В состав защиты доюкны входить: • - максимальное реле основной составляющей (первой гармоники) напряжения нулевой последовательности, в дальнейшем называемое «реле напряжения нулевой последовательности» или «реле Uo» ; • реле относительного сопротивления третьей гармоники напряжения нулевой последовательности на выводах генератора и в его нейтрали, в дальнейшем именуемое «реле сопротивления» или «блок третьей гармоники БТГ» (реле исключается из защиты при отсyтствии ТН в нейтрали генератора); • - реле блокировки защиты по основной составляющей (первой гармонике) напряжения обратной последовательности, в дальнейшем именуемое «реле напряжения обратной последовательности» , реле U 2» или «реле блокировки» .

1. 2. Реле напряжения нулевой последовательности должно включаться на напряжение нейтрали генератора относительно земли (UN) (при наличии ТН в нейтрали генератора) и на напряжение 3·Uo ТН линейных выводов генератора ( если ТН в нейтрали не установлен). 1. 3. Реле напряжения обратной последовательности должно включаться на линейные напряжения UAВ и Uвc на выводах генератора. 1. 4 Рабочая цепи реле сопротивления должна включаться на векторную сумму напряжений нулевой последовательности на выводах генератора (U∆) и в его нейтрали (UN), т. е. на (U∆+UN), а тормозная цепь реле должна включаться на напряжение нулевой последовательности в нейтрали генератора (UN).

• При этом, реле сопротивления должно реагировать только на отношение абсолютных значений третьей гармоники указанных напряжений l. UNl /l. U∆+Unl, пропорциональное, в условиях срабатывания реле, результирующему сопротивлению обмотки статора генератора со стороны нейтрали по отношению к земле ZN, отнесённому к удвоенному ёмкостному сопротивлению генератора ZC: Величина, обратная Z, носит название коэффициента торможения реле Kт. • 1. 5. Основные параметры защиты должны соответствовать, приведённым в таблице:

• 1. 5. Основные параметры защиты должны соответствовать, приведённым в таблице: № п/п Наименование параметра Величина параметра 1 Пределы регулирования напряжения срабатывания реле напряжения нулевой последовательности, В 5 - 20 2 Пределы регулирования фазного напряжения обратной последовательности в условиях срабатывания реле блокировки, В 4 - 10 3 Диапазон входных напряжений третьей гармоники, В 0, 2 – 7, 0 4 Диапазон регулирования коэффициента торможения реле сопротивления 0, 3 - 30 Примечание: защита поставляется настроенной на установку по коэффициенту торможения (или по относительному сопротивлению), равную 1 ± 2, при входном напряжении, равном 2 В.

• 1. 6. Реле напряжения нулевой и обратной последовательности должны иметь местную светодиодную индикацию срабатывания ( «БОС» и «U 2» ). • 1. 7. Напряжение срабатывания реле U 0 должно регулироваться дискретно в пределах, указанных в табл. 1, ступенями по 5 В по принципу суммирования минимальной уставки в 5 В с одной или двумя ступенями с уставками 5 и 10 В в соответствии с формулой: U 0 = 5 + ∑(О; 5; 10)В • 1. 8. Коэффициент возврата реле Uo должен бьггь не ниже 0, 94. • 1. 9. На частоте третьей гармоники чувствительность (напряжение срабатывания) реле Uo должна снижаться не менее, чем в 8 раз относительно чувствительности реле при номинальной частоте. • 1. 10. При кратности напряжения нулевой последовательности относительно напряжения срабатывания реле Uo, равной 2, время срабатывания должно бьть в пределах от не менее 50 до не более 100 мс.

• 1. 11. Реле напряжения обратной последовательности должно иметь два бесконтактных выхода: одни быстродействующий, предназначенный для блокирования, при необходимости, действия реле напряжения нулевой последовательности и БГТ, и второй – замедленный, предназначенный для действия на цепи внешней сиrнaлизaции. • 1. 12. Уставка срабатывания реле U 2 по фазному напряжению обратной последовательности должна регулироваться в пределах, указанных в табл. 1. • 1. 13. Коэффициенr возврата реле U 2 должен бьть не ниже 0, 9. • 1. 14. При подаче на вход реле U 2 симметричной системы напряжений прямой последовательности номинальной частоты напряжение небаланса на входе измерительной части реле (на выходе фильтра напряжения обратной последовательности - ФНОП) должно быть не более 2, 5% от величины этого напряжения при подаче на входы реле симметричной системы напряжений обратной последовательности такой же величины.

• 1. 15. При подаче на входы реле U 2 симметричной системы напряжений прямой последовательности и изменения частоты на ± 6: от номинальной напряжение не 6 аланса на выходе ФНОП должно быть не более 3, 5% от величины напряжения на выходе ФНОП при подаче на входы реле симметричной системы напряжений обратной последовательности номинальной частоты. • 1. 16. На частоте третьей гармоники чувствительность (напряжение срабатывания) измерительной части реле U 2 должна снижаться не менее, чем в 8 раз, а на частоте пятой и седьмой гармоники не менее, чем в 20 раз относительно ее чувствительности при номинальной частоте. • 1. 17. Время срабатывания реле U 2 по выходу на блокировку действия реле Uo и БТГ при кратности входного напряжения обратной последовательности относительно напряжения срабатывания реле, равной 2, должно быть не более 30 мс. • 1. 18. В схеме защиты должна быть предусмотрена местная световая сигнализация срабатывания блока третьей гармоники ( «БТГ» ).

• 1. 19. Уставка реле сопротивления по коэффициенту торможения должна плавно регулироватъся в пределах, указанных в табл. 1, в диапазоне входных напряжений третьей гармоники, оговоренном в табл. 1. • 1. 20. При максимальной чувствительности рабочей цепи реле сопротивления и тормозном напряжении, равном нулю, напряжение срабатывания на частоте третьей гармоники должно быть не более 0, 05 В. • 1. 21. При изменении рабочего напряжения третьей гармоники в 5 раз изменение коэффициента торможения должно быть не более ± 10% от его значения при рабочем напряжении, принятом за исходную величину. • 1. 22. При изменении угла сдвига фаз между рабочим и тормозным напряжениями третьей гармоники от О до 900 изменение коэффициента торможения должно быть не более ± 5% по отношению к его величине при угле сдвига фаз, равном нулю.

• 1. 23, Коэффициент возврата реле сопротивления по коэффициенту торможения должен быть не ниже 0, 8. • 1. 24. Время срабатывания реле сопротивления при двойной кратности по параметру срабатывания должно быть в пределах от не менее 50 до не более 100 мс. • 1. 25. Защита должна действовать на запуск осциллографа и с выдержкой времени в выходных цепях на последовательное выполнение следующих действий: • на отключение реактированной линии (при ее наличии); • на отключение генератора (при наличии выключателя в его цепи) или блока. Диапазон изменения выдержек времени в выходных цепях от 0, 1 до 3 с со ступенью регулирования 0, 1 с.

Схема защиты от замыканий на землю в обмотке статора с реле напряжения

Схема защиты ЗЗГ-1