ИЭ / 8 сем (станции+реле) / Лекции / Защита генераторов ещё
.pdf
ЗАЩИТА С КОНТРОЛЕМ ТРОЙНОЙ ЧАСТОТЫ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ НУЛЕВОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ IN(UN)
Контроль третей гармонической составляющей тока и напряжения нулевой последовательности
Применяется на генераторах мощностью 36 МВт и менее
Принцип работы защиты основан на том, что составляющая напряжения третьей гармоники в генераторе присутствует даже в нормальном режиме, и при замыкании она уменьшается.
Защита подключается к выходу трехтрансформаторного фильтра тока нулевой последовательности или к трансформатору тока нулевой последовательности при его наличии, а также к разомкнутому треугольнику ТН, установленного на линейных выводах генератора.
31
НАПРЯЖЕНИЯ НУЛЕВОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ТРЕТЬЕЙ ГАРМОНИКИ
Расчетная схема (а) и соотношения третьих гармоник напряжений нулевой последовательности (6 и в)
Токораспределение при внутреннем (а) и внешнем (6) KЗ
32
ЗАЩИТА С НАЛОЖЕНИЕМ КОНТРОЛЬНОГО ТОКА ЧАСТОТЫ 25 ГЦ ЧЕРЕЗ ДГР
Для генераторов любой мощности, работающих на сборные шины в сети с компенсированной нейтралью
Преимущество: независимость от уровня напряжения третьей гармоники.
Недостаток: |
применение |
источника |
контрольного тока частоты 25 Гц.
Защита подключается к трехтрансформаторному фильтру тока нулевой последовательности, установленному на линейных выводах генератора.
33
ЗАЩИТА ОТ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ ОБМОТКИ СТАТОРА ГИДРОГЕНЕРАТОРА УКРУПНЕННОГО БЛОКА С НАЛОЖЕНИЕМ ТОКА 25 ГЦ
|
сеть |
|
|
|
|
|
ЭКРА 200 |
|
|
|
Q |
Q |
|
In∆(F25) |
|
|
|
|
|
|
|
|
3Uo |
UoG(F25) |
|
|
|
|
|
|
|
IГ, N |
|
|
|
ФТНП |
|
|
|
|
|
ЦФ |
In∆ F25 |
|
|
|
|
In(F25) |
|
|
|
|
In∆ |
|
|
G |
G |
|
|
|
ФТНП |
IНГ, N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Uдгр |
UoG |
|
|
|
|
|
ДГР |
ДГР |
Uдгр |
|
|
|
|
ЦФ |
Uдгр F25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Uист F25 |
Un(F25) |
|
|
|
|
|
|
ИКТ |
Uист |
|
|
|
|
|
|
|
Схема подключения
34
ТОК КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ
2 Ι |
'' |
k |
|
2 Ι'' |
|
|
|
- |
t |
k |
-Ι' |
k |
e |
T''d |
|
|
|
|
|
2 Ι' |
|
|
|
- |
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
k |
-Ι |
k |
e |
T'd |
Ι |
|
|
|
|
|
2 |
|
|||
|
|
|
|
|
k |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
t |
|
|
Tg |
|
2 Ι' ' |
e |
|
|
|
|
||
k |
|
|
Комбинация: |
|
|
|
|
|
|
|
Напряжения регулятора |
|
|
|
Реального сопротивления |
|
|
|
Постоянных времени |
U′′p |
< |
U′p |
< |
Up |
X ′′d |
< |
X′d |
< |
Xd |
T ′′d |
< |
T′d |
< |
Td |
Электромагнитные |
Электромеханические |
Установившиеся |
Апериодическая |
|
составляющая |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
t |
|
|
|
- |
t |
|
|
|
- |
t |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
ik |
|
I' ' |
|
I' |
|
e |
T' ' d sin t - I' |
|
|
|
e |
T' d sin t - I |
|
sin t - I' ' |
|
e |
Tg sin |
|||
2 |
k |
k |
k |
-I |
k |
k |
k |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
35
ПРИМЕРЫ ТОКА КЗ ДЛЯ ГЕНЕРАТОРА 170 МВТ
xd = 1,78 |
|
|
|
|
|
|
x´d = 0,24 |
|
|
|
x´´d = 0,16 |
|||
TG = 0,097s |
|
|
|
|
T´d = 1,125s |
|
|
|
T´´d = 0,05s |
|||||
I |
K |
2,25 I |
N |
1,26 I |
N |
I´ 1,11 |
I |
N |
4,6 I |
N |
||||
|
|
Xd |
|
|
|
K |
Xd |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
I´´ |
|
1,07 |
I |
|
6,7 I |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
K |
Xd |
|
|
N |
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Максимальная апериодическая |
|
|
|
|
|
|
|
Отсутствие апериодической |
||||||
составляющая тока |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
составляющей тока |
||||
36
АВТОМАТИЧЕСКИЕ РЕГУЛЯТОРЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ СИЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ (АРВ СД)
Назначение:
Применяются для повышения устойчивости параллельной работы генератора с энергосистемой при наличии протяженных и сильно загруженных линий связи. Кроме того, АРВ СД позволяет скомпенсировать неблагоприятное влияние на устойчивость увеличения значений Xd генераторов с непосредственным охлаждением обмоток.
АРВ СД оказывает на систему возбуждения более интенсивное (сильное) воздействие, чем АРВ пропорционального действия, т.к. эти регуляторы реагируют не только на отклонение, но и на производные (и ряд др. параметров). Это дает возможность с опережением предсказывать тенденцию ПП и оказывать на систему возбуждения упреждающее воздействие. В АРВ СД различных типов используют отклонение по напряжению, производную от напряжения, первую и вторую производную тока статора.
Желательно иметь управляющее воздействие непосредственно по параметру, влияющему на устойчивость параллельной работы, т.е. на и его производные. Для формирования сигнала пропорционального необходимо передать параметры вектора напряжения с противоположного конца ЛЭП, а это связанно с телемеханикой. Надежную, непрерывную передачу этой информации тяжело осуществить.
Поскольку и f взаимосвязаны (f , а f ), то в последних конструкциях АРВ СД чаще используют U,
U , f, f , Iрот.
Устройства АРВ синхронных машин реагируют только на отклонения напряжения прямой последовательности и стремятся поддержать это напряжение на постоянном уровне (т. е. они включены через фильтры прямой последовательности).
37
ФУНКЦИИ АРВ СД
•Изменение возбуждения по заданному алгоритму для поддержания напряжения на шинах станции или в заданной точке сети.
•Форсировка возбуждения.
•Ограничение тока ротора на двух кратном уровне.
•Автоматическая разгрузка генератора при перегрузке по току ротора и реактивному току статора.
•Изменение предписанного значения Uг при синхронизации.
•Ограничение снижения возбуждения в режиме потребления реактивной мощности.
•Защита от повышения напряжения.
•Распределение реактивных мощностей между параллельно работающими генераторами.
38
ДОСТОИНСТВА АРВ СД ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ТОЛЬКО ПРОИЗВОДНОЙ ПО НАПРЯЖЕНИЮ
39
ДОСТОИНСТВА АРВ СД
Регулирующее воздействие АРВ СД UУПР. складывается из регулирующего воздействия звена пропорционального и дифференциального:
UУПР. = UРВ.П + UРВ.Д
Если имеем регулятор пропорционального действия (РВП), то в точке 0 при появлении отклонения напряжения управляющего воздействия практически нет, Uрвп – минимально. Uрвп – максимально при максимальном отклонении напряжения (при Uнб - max). После 1 вследствие инерционности происходит перерегулирование.
При использовании производной процесс восстановления напряжения протекает быстрее (tр.с.<tр.п.) и более качественно, т.е. при менее выраженных явлениях перерегулирования и более интенсивном затухании обычно колебательного переходного процесса. Это обусловлено изменением знака регулирующего воздействия UУПР с опережением момента времени, когда регулируемое напряжение достигает первоначального значения, т.е. начинается противодействие восстановлению напряжения.
Использование производной по напряжению (Uрвд) позволяет получить управляющий сигнал в начальной стадии ПП (Uупр), это позволяет предвидеть тенденцию ПП и уменьшить Uнб при перерегулировании, обеспечивает успокоение (демпфирование) колебаний напряжения.
40