Защита от несимметричных кз и перегрузок

Несимметрия сопровождается появлением в обмотке статора токов обратной последовательности (ОП), эти токи имеют обратное чередование фаз создают магнитное поле, вращающееся в сторону, противоположную направлению вращения ротора. В результате этого, поток, созданный токами ОП, пересекают корпус ротора с двойной скоростью (вращаются относительно ротора с двойной частотой). Поток индуктирует в металлических частях ротора (в бочке ротора) значительные вихревые токи имеющие двойную частоту, и создаёт дополнительный, пульсирующий с двойной частотой электромагнитный момент. Вихревые токи вызывают повышенный нагрев ротора, а пульсирующий момент – вибрацию во вращающейся части машины. Поэтому ТЗОП используются интегрально-зависимые выдержки времени.

Защита является аналогом токовой защиты обратной последовательности (ТЗОП) с интегрально зависимой выдержкой времени.

А_уст – тепловой импульс тока в установившемся режиме

Выбор параметров срабатывания защиты от несимметричных КЗ и перегрузок

Рекомендации по выбору параметров срабатывания и настройке защиты в различных нормативных источниках кардинально отличаются. Согласно ПУЭ:

- На блоках с генераторами мощностью 160 МВт и более с непосредственным охлаждение проводников обмоток должна быть предусмотрена ТЗОП с интегральной зависимой характеристикой, соответствующей характеристике допустимых перегрузок защищаемого генератора токами ОП. Защита должна действовать на отключение выключателя генератора, а при его отсутствии на отключение блока от сети. Для резервирования защит смежных с блоками элементов указанная защита должна иметь орган с независимой выдержкой времени, действующий на отключение блока от сети.

- На блоках с генераторами мощностью менее 160 МВт, имеющими непосредственное охлаждение проводников обмоток, а также на блоках с гидрогенераторами мощностью более 30 МВт, имеющими косвенное охлаждение, ТЗОП следует выполнять со ступенчатой или зависимой выдержкой времени. При этом разные ступени защиты могут иметь одну или более выдержек времени. Указанная ступенчатая или зависимая выдержка времени должна быть согласована с характеристикой допустимых перегрузок генератора током ОП. Согласно же руководящим указаниям интегральный орган должен повторять характеристику допустимых перегрузок током обратной последовательности.

Исполнение защиты может быть разным. При этом на интегральный орган может быть возложена функция селективного отключения поврежденного участка.

Кривые изменения тока в переходном режиме

Зависимость вида А = f (t), согласно РУ, определяется по выражению

1 – кривая с учетом АРВ и сверхпереходной составляющей (ДК);

2 – кривая с учетом АРВ без учета ДК;

3 – кривая с учетом АРВ без ДК, обеспечивающая расчетный запас.

Параметры срабатывания сигнального органа

Уставка, согласно РУ, выбирается по условию отстройки от тока обратной последовательности, возникающего при отключении внешнего КЗ и зависит от величины длительно допустимого тока обратной последовательности

- для турбогенераторов: I_2сигн = I_ном

- для гидрогенераторов: I_2сигн = (0,15-0,2)∙I_ном

Выдержку времени сигнального органа следует принимать по условию отстройки от максимальной выдержки резервных защит генератора (Целесообразно принимать уставку, равной t_сигн = 9 с).

Ток срабатывания отсечки, осуществляющей дальнее резервирование

Рекомендации по выбору уставки приведены в руководящих указаниях. Согласно этим рекомендациям уставку следует принимать равной

I_2отс=(0,6-0,8)I_ном

При этом не приводятся рекомендации по выдержке времени отсечки. Из логических соображений можно предположить, что время срабатывания органа отсечки не должно быть более времени срабатывания интегрального органа.

При необходимости защита может быть дополнена вторым органом отсечки, осуществляющим ближнее резервирование. Однако применение этой отсечки не диктуется требованиями ПУЭ и руководящими указаниями.