ИЭ / 8 сем (станции+реле) / Лекции / Презы РЗ 8 сем
.pdf
ЗАЩИТЫ СТАТОРА ГЕНЕРАТОРА ОТ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ
(НА ПРИМЕРЕ ООО НПП «ЭКРА»)
Защиты статора генератора от замыканий на землю производства фирмы «ЭКРА»
Защиты от замыканий на землю статора генератора, работающего на сборные шины
IN
Защита с контролем основной гармонической составляющей тока нулевой последовательности
IN (UN)
Защита с контролем основной и третьей гармонических составляющих тока и напряжения нулевой последовательности
Защиты от замыканий на землю статора генератора, работающего в блоке генератортрансформатор
Защиты генератора, не |
|
|
имеющего гальванической |
Защиты генератора с |
Защиты генераторов |
связи с сетью с.н. или |
реактированной отпайкой |
укрупненного блока |
потребителей |
|
|
UN (U0) |
|
|
Se (F25) |
|
|
IN (F25) |
|
|
|||
Защита с |
контролем |
|
Защита с наложением |
|
Защита с наложением |
||||||
основной |
и |
третьей |
|
контрольного тока с |
|
контрольного |
тока |
с |
|||
гармонических состав- |
|
частотой Fном/2 через |
|
частотой Fном/2 через |
|||||||
ляющих |
напряжения |
|
обмотку разомкнутого |
|
дугогасительные |
реак- |
|||||
нулевой |
последова- |
|
треугольника ТН. |
|
торы |
генераторов |
ук- |
||||
тельности в нейтрали |
|
|
|
рупненного блока. Кон- |
|||||||
|
|
|
тролируется |
разность |
|||||||
и на выводах |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
токов |
нулевой |
после- |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
довательности. |
|
|
||
UN (100) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Защита с наложением |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
постоянного |
тока |
на |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
первичные |
цепи |
ста- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тора через |
нейтрали |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ТН на выводах генера- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
тора. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
IN (F25)
Защита с наложением 
контрольного тока с частотой Fном/2 через дугогасящую катушку сети с компенсированной
нейтралью
UN (F25)
Защита с наложением контрольного тока с частотой Fном/2 через дугогасящий реактор.
31
ЗАЩИТА С КОНТРОЛЕМ ОСНОВНОЙ ЧАСТОТЫ ТОКА НУЛЕВОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ IN
•применяется на генераторах мощностью не более 12 МВт;
•подключается к трансформатору нулевой последовательности, установленному на линейных выводах генератора;
•может содержать два измерительных органа:
1.чувствительный для защиты от однофазных замыканий; 2.грубый для защиты от двойных замыканий на землю.
Первичный ток срабатывания грубого органа принимается равным
Iср = 100 А
Ток срабатывания чувствительного органа выставляется при пусконаладочных испытаниях.
32
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.
33
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
34
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.
35
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
36
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 |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
37
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 |
||||
38
ВНУТРЕННИЕ ЗАМЫКАНИЯ В ГЕНЕРАТОРЕ
Замыкание между фазами статорной обмотки является одним из наиболее опасных видов повреждения генератора.
В зависимости от режима работы генератора, от места замыкания и условий связи генератора с системой токи повреждения могут изменяться в широком диапазоне и достигать больших величин.
Сцепление потоков с витками
Зависимость эдс от доли витков статорной
|
обмотки генератора |
|
= |
+ |
|
|||
|
|
с |
|
об |
||||
|
= |
|
= |
|
= |
+ |
2 |
|
|
ф |
|
||||||
|
|
|
|
|
с |
|
|
об |
39
ЗАЩИТА РОТОРА ОТ ПЕРЕГРУЗОК ТОКОМ ВОЗБУЖДЕНИЯ
В уравнениях учтено активное сопротивление обмотки и замыкание предполагается через некоторое п.
(3) |
= |
ф |
|
|
(2) |
= − |
3ф |
|
|
|
2 |
об1 |
|
|
|
||
|
|
|
|
2 + п + 2с + 2 |
об1 + об2 |
|||
|
|
+ п + с + |
|
|
|
|||
(1) |
= |
|
|
3ф |
|
|
|
||
3 + 3 |
+ 2 |
+ |
+ 2 |
|
+ |
+ |
|||
|
|
||||||||
|
|
п |
с |
с0 |
|
об1 |
об2 |
об0 |
|
40