Защита генераторов и блоков

В соответствии с ПУЭ на современных турбогенераторах уста­навливаются следующие защиты:

Продольная дифференциальная защита.

Защита является основной быстродействующей защитой, дейс­твует, без выдержки времени при междуфазных повреждениях в гене­раторе и на выводах в зоне между трансформаторами тока дифзащи­ты. При условии достаточной чувствительности защита может реаги­ровать также на двойные замыкания на землю, когда одна точка за­мыкания на землю находится в зоне действия дифзащиты генератора.

Поперечная дифференциальная защита.

Устанавливаются на турбогенераторах, имеющих выведенные параллельные ветви обмотки статора каждой фазы.

Защита действует без выдержки времени при витковых замыка­ниях в обмотке статора.

Защита от замыканий на землю в обмотке статора.

Для защиты генераторов, работающих на сборные шины напряже­нием выше 1 кВ, от однофазных замыканий в обмотке статора пре­дусматривается токовая защита, реагирующая на полный ток замыка­ния на землю или на его составляющие высших гармоник. Защита отстроена от переходных процессов и действует:

– при емкостном токе замыкания на землю 5 А и более – на отключение всех выключателей генератора и гашение его поля;

– при емкостном токе замыкания на землю менее 5 А – на сигнал.

На генераторах, работающих в блоке с трансформатором (ав­тотрансформатором),мощностью более 30 МВт предусматривается за­щита от замыканий на землю в цепи генераторного напряжения, ох­ватывающая, как правило, всю обмотку статора.В зону действия за­щиты входит также обмотка низкого напряжения блочного трансфор­матора и ошиновка генераторного напряжения.

При мощности генератора блоков 30 МВт и менее применяется защита, охватывающая не менее 85% обмотки статора со стороны ли­нейных выводов генератора.

Защита действует с выдержкой времени не более 0,5 сек на отключение блока.

Токовая защита обратной последовательности.

Она является обязательной для современных турбогенераторов для защиты от протекания токов обратной последовательности.Время действия защиты определяется тепловой характеристикой генерато­ра. Защита, как правило, выполняется с выдержкой времени,зависи­мой от величины тока обратной последовательности (чем больше ток

обратной последовательности,  тем быстрее должен  быть  отключен

генератор).  В отдельных случаях защита выполняется ступенчатого

действия по току и по времени.

Защита от внешних симметричных к.з..Эта защита выпол­няется на реле сопротивления. В старых схемах защита выполняется в виде одного токового реле с пуском напряжения. Защита действу­ет на отключение с выдержкой времени.

Защита от несимметричных токов перегрузки генератора. Используется чувствительная ступень защиты обратной последова­тельности и действует с выдержкой времени на сигнал.

Защита от симметричных токов перегрузки генератора вы­полняется отдельным токовым реле и действует с выдержкой времени на сигнал.

Защита от повышения напряжения предназначена для недо­пущения повышения напряжения более 1,2 Uном. на выводах статора генератора, работающего на холостом ходу.

Повышение напряжения может происходить из-за неисправ­ности системы возбуждения. Защита вводится в действие автомати­чески после перевода генератора на холостой ход и выводится пос­ле включения генератора под нагрузку. Защита действует на гаше­ние поля генератора.

Защита от асинхронного режима (потери возбуждения).

Асинхронный режим возникает, когда генератор остается без возбуждения. Защита выполняется на реле сопротивления и реагиру­ет на изменение направления реактивной мощности, когда при поте­ре возбуждения генератор начинает потреблять реактивную мощность и продолжает нести активную нагрузку.

Защита обмотки ротора от замыкания на землю.

Замыкание в одной точке ротора генератора не является опасным режимом. Однако при появлении второго замыкания обмотки ро­тора на землю повышается ток обмотки ротора, что приводит к ее перегреву. Кроме того, появление двойного замыкания на землю приводит к нарушению симметрии магнитного потока и к сильной вибрации. Поэтому на турбогенераторах с непосредственным охлаж­дением обмотки ротора, как правило, установлена защита от замы­кания обмотки ротора в одной точке типа КЗР-3 с действием на сигнал. По поступлению сигнала такие турбогенераторы должны быть разгружены и отключены.

Для турбогенераторов с косвенным охлаждением обмотки ротора допускается длительная работа с замыканием в одной точке, но с вводом защиты от замыканий на землю в двух точках на сигнал.

Защита ротора от перегрузки током.

Перегрузка ротора током возбуждения возникает при работе регулятора или устройства форсировки возбуждения. Длительное протекание увеличенных токов возбуждения может привести к перег­реву обмотки ротора. Наиболее современной является защита с ин­тегральной характеристикой типа РЗР-1 (выдержка времени зависит от величины тока ротора). Защита состоит из сигнального органа и органа, действующего на развозбуждение и отключение генератора.

На большинстве ранее введенных в эксплуатацию генераторов защита ротора от перегрузки выполнена по принципу косвенного контроля перегрузки, фиксируя повышение напряжения на потенцио­метре, включенном на обмотку ротора. Защита также действует на развозбуждение (расфорсировку) и откл.блока.

На блоках генератор – трансформатор (автотрансформатор) до­полнительно к перечисленным защитам на генераторе устанавливают­ся:

Дифзащита блока,действующая без выдержки времени на отключение блока;

Газовая защита трансформатора и вольтодобавочного трансформатора с РПН от внутренних повреждений. Защита действует на сигнал и отключение блока.

Токовая защита нулевой последовательности от коротких замыканий на землю в сети с заземленной нейтралью. Защита дейс-

твует с первой выдержкой времени на отключение выключателя с вы­сокой стороны блока и со второй выдержкой времени – на отключе­ние блока.

На блоках генератор-трансформатор (автотрансформатор) при наличии выключателя между генератором и трансформатором вместо дифзащиты блока выполнена дифзащита трансформатора (автотранс­форматора), действующая без выдержки времени на отключение бло­ка. В этом случае действие защит генератора переводится на отк­лючение генератора с целью сохранения ответвления на собственные нужды.

На некоторых блоках генератор-трансформатор установлена ре­зервная дифзащита блока.  Защита резервирует дифзащиту генерато­ра, дифзащиту трансформатора и дифзащиту ошиновки высшего напря­жения.  Защита действует с выдержкой времени 0,5 сек на отключе­ние блока.