Защита и автоматика синхронных генераторов. Повреждения и ненормальные режимы работы генераторов. Продольная дифференциальная защита

Расчетным видом повреждения при определении чувствительности отсечки генератора, работающего с изолированной нейтралью является КЗ между фазами на выводах. Чувствительность отсечки считается достаточной при .

3.Защита от замыканий в обмотке статора

Защита от замыканий в обмотке статора необходима для генераторов, работающих с заземленной нейтралью. Надобность в защите отпадает, если защита от многофазных КЗ выполняется трехфазной.

При двухфазном выполнении защиты от многофазных КЗ, дополнительно к ней должна предусматриваться защита нулевой последовательности - максимальная токовая или продольная дифференциальная.

       МТЗ                    Продольная диф. защита        Продольная диф

                                                       нулевой                         защита с ТТ                                                                 последовательности             последовательности

Рис.14.2. Защита низковольтных генераторов

В схеме МТЗ нулевой последовательности токовое реле Т включено через ТТ в нулевой провод генератора Г. Это реле может действовать при КЗ на землю в сети генераторного напряжения, поэтому защита отстраивается от таких режимов с помощью реле времени В.

Продольная дифференциальная защита нулевой последовательности реагирует только на повреждения в генераторе и поэтому в выдержке времени не нуждается.

Чтобы защита не отключала генератор при обрыве в цепях обмоток TT, ее ток срабатывания выбирается больше номинального тока генератора:

В ТНП ток в реле Т пропорционален разности магнитного потока, создаваемого токами фазных проводов и потоком, создаваемым током нулевого провода

Защита от перегрузки не устанавливается и ее функции выполняет защита от многофазных КЗ (автоматы или токовые реле типа РТ - 80)

4. Защита высоковольтных генераторов мощностью до 1 МВт

Высоковольтные генераторы мощностью до 1 МВт изготавливают на напряжение до 6 кВ.

Защиты разделяются на защиту от многофазных внешних коротких замыканий и КЗ в статоре.

На гидрогенераторах устанавливается защита от повышения напряжения.

Защита от многофазных КЗ в обмотке статора осуществляется токовой отсечкой. Ее выполнение, расчет тока срабатывания и требования чувствительности такие же, как и у ТО низковольтных генераторов. При недостаточной чувствительности ТО (К_ч<2), вместо нее применяется упрощенная  продольная дифференциальная защита (рис.14.3) (при наличии выводов отдельных фаз со стороны нейтрали).

Рис.14.3. Продольная дифференциальная защита генератора

В схеме используются реле типа РТ - 40 или реле прямого действия типа РТМ.

При внешних КЗ через реле проходит ток небаланса. Для его уменьшения ТТ подбирают с одинаковыми характеристиками, сопротивления плеч защиты выравниваются за счет подбора сечений соединительных проводов, либо дополнительными резисторами R = 5…10 Ом.

Расчетный ток небаланса, приведенный к первичной стороне:

 = 0.5 - коэффициент однотипности ТТ,

 = 1.5…2 – коэффициент, учитывающий наличие апериодической составляющей в токе КЗ,

 - полная относительная погрешность ТТ,

 - периодическая составляющая (t=0) тока генератора при К⁽³⁾ на шинах генераторного напряжения.

Ток срабатывания дифференциальной защиты должен удовлетворять следующим условиям:

Выполнением последнего условия предотвращается ложное действие защиты в случае обрыва соединительных проводов или повреждения одного из ТТ.

Проверяя чувствительность дифференциальной защиты, ток I_{кз min} находят для двух возможных вариантов:

1.  Повреждение одиночно работающего генератора, когда ток к месту повреждения идет только от генератора.

2.  Повреждение генератора, включенного в сеть методом самосинхронизации, когда ток к месту повреждения подходит только из сети.

Меньший из двух .

Для одиночно работающих генераторов в качестве защиты от многофазных КЗ допускается использовать МТЗ со стороны нейтрали, а при отсутствии выводов отдельных фаз со стороны нейтрали - минимальную защиту напряжения.

При повреждениях в цепях напряжения защита должна выводиться из действия. При установке этой защиты на турбогенераторах ее напряжение