ИЭ / 7 сем (станции+реле) / Лекции / Все презентации Богданова
.pdf
Генератор
Генератор один из основных элементов энергосистемы, т.к. именно в нем происходит преобразование механической энергии вращения в электрическую энергию.
Генератор – основной элемент электрической станции. Он жестко соединен с валом турбины (турбина – первичный двигатель), тип которой определяет первичный источник энергии (гидротурбина, паровая, газовая).
Основные части генератора – вращающийся ротор с обмоткой возбуждения (обмотка постоянного тока), в которой создается начальный магнитный поток, и неподвижный статор с находящейся на нем обмоткой трехфазного переменного тока.
2
Генератор
Машинный зал тепловой станции с ТГ |
Машинный зал гидростанции с ГГ (СШГЭС) |
|
|
|
|
3
Повреждения генератора
Повреждения обмотки статора
Многофазные (междуфазные) короткие замыкания
Однофазные замыкания на землю (корпус)
Замыкания между витками одной фазы (для генераторов, имеющих параллельные ветви обмотки статора)
Повреждения обмотки ротора
Замыкание на землю в одной точке цепи возбуждения
Замыкание на землю в двух точках цепи возбуждения
4
Ненормальные режимы работы генератора
Симметричные перегрузки
Несимметричные режимы:
несинусоидальность, несимметричная нагрузка по фазам, схемная несимметрия, несимметричные КЗ.
Асинхронный режим (с потерей возбуждения) – допустимый режим для ТГ с ограничениями
Асинхронный режим (без потери возбуждения) – тяжелая авария, немедленное отключение генератора.
Сверхтоки при внешних КЗ
Повышение напряжения на выводах генератора
5
Требования к защите генераторов
Селективность – защита должна отключать только генератор (и/или блок) и только при тех повреждениях и режимах, которые представляют опасность для генератора.
Быстродействие – защита должна быстро сработать, чтобы уменьшить размеры повреждения машины и не допустить нарушения устойчивости параллельной работы генераторов на станции и энергосистемы в целом.
Чувствительность – ко всем видам повреждений в генераторе, а также к КЗ на смежных элементах для резервирования защит и выключателей этих элементов в случае их несрабатывания.
Защита должна действовать не только на отключение выключателя, но и на устройство АГП (автомат гашения поля) для прекращения тока КЗ от самого генератора.
Продольная дифференциальная защита генератора
Основная защита генераторов от многофазных внутренних КЗ в обмотке статора. Она подключается к ИТТ со стороны выводов генератора и со стороны нулевой точки генератора. В зону действия входят: обмотки, выводы статора и кабели или шины до распределительного устройства генераторного напряжения.
На генераторах мощностью менее 30МВт устанавливается неполнофазная (двухфазная, двухрелейная) диф. защита с дополнительным токовым реле защиты от замыканий на землю, действующая на отключение генератора.
На генераторах мощностью более 30 МВт устанавливается трехфазная диф.защита с действием на отключение без выдержки времени.
Поперечная дифференциальная защита генератора
Применяется для защиты генераторов мощностью более 1 МВт с двумя параллельными ветвями применяется поперечная от замыканий витков параллельных ветвей. Защита реагирует на разность токов, проходящих в параллельных ветвях обмотки статора.
Резервирует продольную дифференциальную защиту при многофазных КЗ в обмотке статора.
Поперечная дифференциальная защита генератора
Дифференциальная защита блоков генератор-трансформатор
Структурные схемы вариантов выполнения схем дифференциальной защиты блоков:
а) общая диф.защита блока, для генераторов P< 100 МВт, без генераторного выключателя и без выключателя в цепи ТСН;
б) для генераторов P≥ 100 МВт должна быть предусмотрена отдельная диф.защита генератора;
в) при наличии генераторного выключателя устанавливаются отдельные диф.защиты генератора и трансформатора.
4 – рез. защита от внешних КЗ
Защита от однофазных замыканий на землю в сети статора генератора
Однофазные КЗ на землю
Контроль токов и напряжений нулевой последовательности Iз – ток замыкания на землю
Хс – емкостное сопротивление фазы генератора и сети генераторного напряжения.
U0 – напряжение нулевой последовательности, равно напряжению замкнувшихся витков wз.
Uфг – напряжение фазы генератора.
Т.е. U0, I0, Iз – пропорциональны числу замкнувшихся витков wз