47.Релейная защита генераторов от многофазных КЗ в обмотке статора.

Защита от многофазных кз в обмотке статора генератора

Для защиты генераторов небольшой мощности (Р_г<1,0 МВт) от междуфазных КЗ используется токовая отсечка без выдержки времени, устанавливаемая со стороны выводов генератора к сборным шинам.

Если чувствительность токовой отсечки оказывается недостаточной, то допускается устанавливать продольную дифференциальную за­щиту. Для одиночно работающих генераторов небольшой мощно­сти допускается использовать максимальную токовую защиту, ус­танавливаемую со стороны нейтрали. При отсутствии выводов от­дельных фаз со стороны нейтрали в качестве защиты от много­фазных коротких замыканий можно использовать минимальную защиту напряжения.

На генерато­рах мощностью Р_г более 1,0 МВт основной защитой от многофазных коротких замыканий является про­дольная дифференциальная защита.

Токовая отсечка без выдержки времени.

Ток срабатывания выбирается по двум условиям: 

1.                                                      ,

2. В эксплуатации возможны случаи качаний генераторов источника А относительно генераторов источника Б и выхода их из синхронизма. При этом по линии АБ могут проходить большие уравнительные токи. Отсечка в этом случае не должна действовать.

>=;

Выбирается ближайший больший ток срабатывания реле.

 — ток трехфазного КЗ генератора при повреждении на шинах.

Для токовой отсечки генератора рассчитывается коэффициент чувствительности. По двухфазному КЗ на генераторных шинах в минимальном режиме работы системы эле­ктроснабжения. Он должен быть >=2,0.

 

Максимальная токовая защита.

Выполняется двухфазной двухрелейной и двухфазной однорелейной

Ток срабатывания                 ,

где =1,5 ... 1,7 — коэффициент самозапуска.

Выдержку времени защиты выбирают по ступен­чатому принципу, как и для МТЗ линий.

Коэф­фициент    чувствительности    рассчитывается по двухфазному КЗ на выводах генератора в минимальном режиме работы системы электроснабжения. Он должен быть >=1,5.

Схемы токовой отсечки и МТЗ аналогичны схемам защит линий.

Минимальная защита напряжения.

 

 

 

 

KV1—KV3 минимальные реле напряжения типа РН-54;

TV- трансформатору напряжения;

SF - автоматиче­ский выключатель. При отключении автоматическо­го выключателя защита вспомогательным контактом SF.1 выводится из действия.

Напряжение срабатывания защиты определя­ется по двум условиям:

1. Отстройка от режима самозапуска электродвигателей после отключения внешнего КЗ

где      k_отс=1,2 — коэффи­циент отстройки;

         k_B  = 1,25 — коэффициент возврата;

         k_сзп — коэффи­циент самозапуска.

 Приближенно можно принять Uс.з. » (0,6 ... 0,7) U _{г. ном};

2.  Отстройка от понижения напряжения при потере возбуждения.

 

Uс.з. <= (0,5 ... 0,6) U _{г. ном}

 

Второе условие учитывается только для турбогенераторы, которые могут самосинхронизироваться.

Выдержка времени берется больше максимального времени действия  защит предыдущих элементов:                                 .

 Коэф­фициент    чувствительности    рассчитывается по формуле

где  - междуфазное напряжение в месте установки защиты.

Он должен быть >=1,2.

 

Продольная дифференциальная защита.

Выполняется в виде двухфазном двухрелейном и трехфазном трехрелейном исполнении.

В двухфазном исполнении защита не может отключать двойные замыкания на землю, если одна точка КЗ находится в сети генераторно­го напряжения, а вторая — в фазе генератора, не имеющей транс­форматоров тока. В двухфазном двухрелейном виде допускается выполнять дифференциальную защиту генераторов мощностью до 30 МВт, но при от наличии защиты двойных замыканий на землю.

В схеме защиты используют различ­ные реле - реле прямого действия типа РТМ, реле КА1, КА2 кос­венного действия типа РТ-40, реле с промежуточным насыщающимся трансформатором тока типа РНТ. В ряде случаев для мощных генераторов применяют реле с торможением.

 

Схема продольной дифференциальной защиты с генератора с реле РТ-40.

 

 

Ток срабатывания продольной дифференциальной защиты

 = 1,3  – коэффициент отстройки;

Для определения  рассматривают два режима:

1) трехфазное короткое замыкание на шинах генераторного на­пряжения (при t = 0), при этом

,

2) асинхронный режим, при котором

,

где  - максимальный уравнительный ток;

=0,5 – коэффициент однотипности;

e=10% - максимаоьно возможная погрешность трансформатора тока.

– коэффициент апериодичности.

 =1,5...2 – для реле типа РТМ и реле тока с до­бавочным резистором,

 = 1,0... 1,3 - для реле типа РНТ.

Принимается большее из двух найденных значений тока небаланса.

 

Для уменьшения :

1)    берут однотипные трансформаторы тока с мало отличающимися характе­ристиками намагничивания.

2)    Сопротивления плеч защиты выравни­вают подбором сечения соединительных проводов.

3)    По­следовательно с реле тока типа РТ-40 включают добавочные резисторы сопро­тивлением R = 5... 10Ом или применяют реле типа РНТ.

Ток срабатывания защиты не дол­жен превышать 0,6I_г._ном. Для генераторов мощностью до 30 МВт с косвенным охлаждением допускается выполнять защиту с то­ком срабатывания (1,3... 1,4) I_г._ном.

В дифференциальной за­щите генератора расчетные вторичные токи по концам защищае­мой зоны одинаковы, поэтому при использовании реле РНТ уравнительные обмотки не исполь­зуются. Расчет сводится к определению числа витков рабочей об­мотки:

,

где F_с.р=100А - МДС срабатывания реле.

Коэф­фициент    чувствительности    рассчитывается по двухфазному КЗ на выводах генератора в минимальном режиме работы системы электроснабжения.

Минимальный ток  находят для двух возможных режи­мов:

- одиночно работающего генератора, когда ток к месту по­вреждения идет только от генератора;

- включения генератора в сеть методом самосинхронизации, когда к месту повреждения ток подходит только из сети.  Для наименьшего тока КЗ Kч должен быть >=2,0.