Что такое отпайка генератора

Объявления

Если вы интересуетесь релейной защитой и реле, то подписывайтесь на мой канал

Защита блоков генератор-трансформатор отпайка на ТСН (Страница 1 из 2)

Советы бывалого релейщика → Спрашивайте — отвечаем → Защита блоков генератор-трансформатор отпайка на ТСН

Чтобы отправить ответ, вы должны войти или зарегистрироваться

Сообщений с 1 по 20 из 34

1 Тема от gau 2013-12-10 09:10:41

• gau
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2012-11-22
• Сообщений: 27
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Тема: Защита блоков генератор-трансформатор отпайка на ТСН

Доброго времени суток!

Возник вопрос по защите блочного трансформатора, точнее на какие трансформаторы тока подключать ее.
С высокой стороной и отпайкой все понятно.
Имеется генераторный выключатель и трансформатор может питать собственные нужды при отключенном генераторе.
Со стороны генератора имеем трансформаторы тока с обоих сторон выключателя.
При нормальной работе блока в диф защиту трансформатора надо включать генераторный выключатель, мое мнение согласно книг.
При работе трансформатора с отключенным генератором диф защиту надо видоизменять, для шкафов ШЭ 1111 как это можно сделать?
Прошу помощи профессионалов.

2 Ответ от Solovey 2013-12-10 09:50:04

• Solovey
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2011-03-06
• Сообщений: 438
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Защита блоков генератор-трансформатор отпайка на ТСН

При работе трансформатора с отключенным генератором диф защиту надо видоизменять, для шкафов ШЭ 1111 как это можно сделать?
Прошу помощи профессионалов.

А какие изменения вы подразумеваете?

Выключатель отключен, тока со стороны генератора нет, ИМХО, ДЗТ блочника работает корректно — что менять-то?

3 Ответ от gau 2014-01-10 09:58:23 (2014-01-10 09:59:11 отредактировано gau)

• gau
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2012-11-22
• Сообщений: 27
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Защита блоков генератор-трансформатор отпайка на ТСН

Генератор поставляется genral electric с блоком защиты BECKWITH М-3425А.
Предусмотрена защита от замыкания на землю в обмотке статора с помощью функций 27TN и 59N, возможно имеется функция 27.
27 — это реле минимального фазного напряжения, на стороне линейных выводов генератора.
27TN и 59N подключены к трансформатору заземления.
Как выбрать уставки для 27TN по какой методике, как выбирают уставки в GE?

4 Ответ от Energy 2014-01-10 10:04:30

• Energy
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2012-04-26
• Сообщений: 152
• Репутация : [ 1 | 0 ]

Re: Защита блоков генератор-трансформатор отпайка на ТСН

Нейтраль через резистор?

5 Ответ от Energy 2014-01-10 10:23:04

• Energy
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2012-04-26
• Сообщений: 152
• Репутация : [ 1 | 0 ]

Re: Защита блоков генератор-трансформатор отпайка на ТСН

http://rzia.ru/extensions/hcs_image_uploader/uploads/60000/2000/62332/thumb/p18dtgdt701pp76iat8s1m8pe761.jpg
Про резистор погорячился, как понимаю типо такой конструкции?

6 Ответ от gau 2014-01-10 10:55:48 (2014-01-10 10:59:23 отредактировано gau)

• gau
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2012-11-22
• Сообщений: 27
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Защита блоков генератор-трансформатор отпайка на ТСН

Схема из описания блока защит, и резистор присутствует в поставке GE комплектно

1.jpg 163.49 Кб, 1 скачиваний с 2014-01-10

You don’t have the permssions to download the attachments of this post.

7 Ответ от grsl 2014-01-12 22:02:30

• grsl
• Администратор
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2011-01-07
• Сообщений: 6,122
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Защита блоков генератор-трансформатор отпайка на ТСН

эти защиты в комплекте их поставки и уставки выставит их наладчик.
даже не ломайте голову, он поставит то что ему написали в их инженерном отделе.

ваши уставки даже не будут смотреть.

8 Ответ от gau 2014-01-13 05:22:04 (2014-01-13 05:23:23 отредактировано gau)

• gau
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2012-11-22
• Сообщений: 27
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Защита блоков генератор-трансформатор отпайка на ТСН

Частично с вами согласен. Для защиты 27TN уставки не заданы производителем генератора, а стоит примечание 1, которое гласит что уставки задает заказчик.
Вот и возникает вопрос, как работает эта защита и считаются уставки.

9 Ответ от zloi 2014-01-13 15:52:45 (2014-01-13 16:09:18 отредактировано zloi)

• zloi
• ailleurs
• Неактивен

• Откуда: une boîte à musique
• Зарегистрирован: 2011-01-12
• Сообщений: 642

Re: Защита блоков генератор-трансформатор отпайка на ТСН

Частично с вами согласен. Для защиты 27TN уставки не заданы производителем генератора, а стоит примечание 1, которое гласит что уставки задает заказчик.
Вот и возникает вопрос, как работает эта защита и считаются уставки.

gau, в Сети вагон и маленькая тележка описаний работы 27TN (Защита по 3-й гармонике), но поскольку вы скорее всего ищете русскоязычное описание, то начните с защиты ЗЗГ и её производных.

Вкратце — уставки выставляются по результатам испытаний генератора на разных режимах.

10 Ответ от Newstrand 2014-01-13 20:24:34

• Newstrand
• Наладчик
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2012-10-25
• Сообщений: 52
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Защита блоков генератор-трансформатор отпайка на ТСН

В руководстве по эксплуатации написано следующее (точно такой же ответ мне прислали и из GE):
«The 27TN setting depends on the actual third‑harmonic neutral voltage level seen during normal operation of the generator. The setting should be about 50% of the minimum hird‑harmonic voltage observed during various loading conditions. This can be most conveniently measured during commissioning of the relay. Since the relay measures the third harmonic voltage levels and will display those values directly, no additional equipment is required. The undervoltage inhibit setting should be about 80% to 90% of the nominal voltage.»
(M-3425A Instruction book, страница 2-26; в «русEфEцированном» руководстве стр. 2-24).
Вкратце, уставка по минимальному напряжению 3-й гармоники должна составлять около 50% от минимального напряжения, наблюдаемого в защите в любых режимах работы генератора. Уставка блокировки по 1-й гармоники — 80-90% от номинального напряжения генератора. Минимум 3-й гармоники обычно приходится на холостой ход при этих 80-90% напряжения.
Когда мне пришлось налаживать данное устройство, столкнулся с проблемой: 27TN отрабатывала при штатном отключении генератора. Дело в том, что по алгоритмам САУ ГТУ возбуждение отключалось при достижении 80% оборотов ротора. Защита фильтрует четко 150 Гц и при снижении оборотов, напряжение в защите пропадало и турбина аварийно отваливалась. Пришлось установить дополнительно блокировку по прямой мощности (точнее, по ее отсутствию).

10-10. Особенности защиты блоков генератор — трансформатор

а) Схемы электрических соединений блоков

Наиболее часто по схеме блока генератор — трансформатор или генератор — автотрансформатор включаются мощные турбо- и гидрогенераторы.

Для защиты генератора и трансформатора (автотрансформатора) в схемах блоков применяются те же самые защиты, что и в рассмотренных выше схемах защит генераторов, подключенных к шинам генераторного напряжения, и трансформаторов (автотрансформаторов). Используемые при этом защиты имеют некоторые особенности, рассмотренные ниже.

На рис. 10-21 приведено несколько схем электрических соединений блоков, применяющихся на современных крупных электростанциях. Схемы на рис. 10-21, а — в отличаются схемой электрических соединений на стороне высшего напряжения и подключением трансформатора собственного расхода. В схеме на рис. 10-21, г генератор работает в блоке с автотрансформатором, подключенным к шинам высшего и среднего напряжения. На рис. 10-21, д два генератора работают в блоке с трансформатором, имеющим расщепленные обмотки, а в схеме на рис. 10-21, е два генератора, работающие в блоке с трансформаторами, подключены через общий выключатель на стороне высшего напряжения.

б) Продольная дифференциальная защита

На рис. 10-22 показано несколько схем выполнения дифференциальных защит блока генератор — трансформатор. Наиболее проста схема на рис. 10-22, а, которая применяется на блоках турбогенератор — трансформатор мощностью меньше 100 МВт. В этой схеме общая дифференциальная защита подключается к трансформаторам тока, установленным со стороны нулевых выводов генератора и со стороны высшего напряжения трансформатора. Токовые цепи защиты не подключаются к трансформаторам тока, установленным на отпайке к трансформатору собственного расхода, поскольку защита отстроена током срабатывания от коротких замыканий за трансформатором. В зону действия защиты входят обмотки генератора, трансформатора, а также трансформатор собственного расхода. Дифференциальная защита в этом случае, как правило, выполняется с реле типа РНТ. Исключение составляет схема на рис. 10-21, б, когда трансформатор блока на стороне высшего напряжения подключается через два выключателя. При этом вследствие прохождения больших токов небаланса в реле при внешнем коротком замыкании за одним из выключателей высшего напряжения защиту обычно приходится выполнять с реле типа ДЗТ, имеющими тормозные обмотки.

В схеме на рис. 10-22, б показана также общая дифференциальная защита блока, токовые цепи которой подключены к трансформаторам тока выключателя трансформатора собственного расхода. Защита выполняется с реле РНТ или ДЗТ. Зона действия ограничивается трансформаторами тока, установленными па отпайке.

В схеме на рис. 10-22, в установлены две дифференциальные защиты, одна из которых защищает весь блок, а вторая только генератор. Отдельная продольная дифференциальная защита устанавливается на генераторах блоков в следующих случаях: на турбогенераторах мощностью 100 МВт и более; на турбогенераторах мощностью меньше 100 МВт, если ток срабатывания общей дифференциальной защиты блока превышает 1,5 I_ном на гидрогенераторах, для того чтобы выполнить защиту генератора с током срабатывания меньше номинального, а также для того, чтобы обеспечить автоматическое включение установки пожаротушения только при повреждениях в обмотке статора генератора.

На блоках турбогенератор — трансформатор мощностью 200—300 МВт с генераторами типа ТВВ применяется схема защиты, приведенная на рис. 10-22г. В этой схеме предусмот- рены две отдельные дифференциальные защиты для генератора и трансформатора. Такое решение объясняется тем, что в нулевых выводах этих генераторов установлена только одна группа трансформаторов тока с двумя обмотками, к которым подключаются токовые цепи продольной дифференциальной и резервной защит генератора. Поскольку свободной обмотки для дифференциальной защиты трансформатора не имеется, она подключена к трансформаторам тока, установленным на выводах генератора.

Индивидуальные дифференциальные защиты генераторов и трансформаторов (автотрансформаторов) применяются также при схемах электрических соединений, показанных на рис. 10-21, г—е, т.е. во всех случаях, когда генераторы подключены через свой выключатель.

в) Токовые защиты от внешних коротких замыканий и перегрузок

Защита блоков генератор — двухобмоточный трансформатор от внешних междуфазных коротких замыканий осуществляется общей токовой защитой, которая подключается к трансформаторам тока, установленным со стороны нулевых выводов генератора. Для этой цели используется токовая защита обратной последовательности с приставкой для действия при трехфазных коротких замыканиях.

Защита от трехфазных коротких замыканий выполняется на блоках с двумя выдержками времени: с первой подается импульс на отключение выключателя со стороны высшего напряжения трансформатора, а со второй — на выходное реле защиты блока, отключающее выключатель блока, АГП генератора и выключателя трансформатора собственного расхода.

Защита от внешних несимметричных коротких замыканий и от перегрузки токами обратной последовательности осуществляется с помощью двух реле типа РТФ-2 и одного реле напряжения нулевой последовательности, подключенного к вторичной обмотке трансформатора напряжения, установленного на выводах генератора. С помощью этих реле обеспечивается четырехступенчатая токовая защита обратной последовательности (рис. 10-23).

Первая ступень защиты, предназначенная для отключения коротких замыканий на выводах генератора, осуществляется с помощью реле Т₃ и реле напряжения нулевой последовательности Н₀. Реле напряжения нулевой последовательности срабатывает при двухфазных коротких замыканиях на землю на выводах генераторного напряжения, разрешая защите действовать на отключение блока. При коротком замыкании на стороне высшего напряжения блока напряжение нулевой последовательности на стороне генераторного напряжения не появляется, и первая ступень защиты не действует.

Благодаря такому выполнению схемы выдержка времени первой ступени не отстраивается от резервных защит линий, подключенных к шинам высшего напряжения, и может быть принята небольшой, что необходимо для предотвращения повреждения генератора токами обратной последовательности.

Вторая ступень защиты, предназначенная действовать при несимметричных коротких замыканиях на выводах высшего напряжения блока, выполняется с помощью того же самого реле тока обратной последовательности, что и первая ступень, но без контроля напряжения нулевой последовательности. Эта ступень также действует на полное отключение блока.

Третья и четвертая ступени защиты предназначены для отключения блока при удаленных несимметричных коротких замыканиях в сети высшего напряжения и при несимметричных режимах, представляющих опасность для генератора. Третья ступень осуществляется с помощью токового реле Т₄ и реле времени В₄, а четвертая ступень соответственно T₁ и В_1.

Третья и четвертая ступени защиты имеют по две выдержки времени, так же как и защита от симметричных коротких замыканий. С первой выдержкой времени каждая ступень действует на отключение выключателя стороны высшего напряжения, а со второй — на полное отключение и останов блока.

Токовое реле обратной последовательности Т₂ действует на сигнал при прохождении небольших токов обратной последовательности. Уставки токовых защит обратной последовательности блоков, действующих на отключение, приведены в табл. 10-6.

На реле напряжения нулевой последовательности выполняется уставка срабатывания 40 В вторичных.

Токовая защита обратной последовательности, действующая на сигнал, имеет уставку срабатывания 0,05—0,06 I_ном и выдержку времени 20 с.

Поскольку ступенчатая токовая защита не обеспечивает отключения турбогенератора при прохождении тока обратной последовательности в точном соответствии с характеристикой допустимой перегрузки генераторов, разработано реле с зависимой характеристикой типа РТФ-6, опыт эксплуатации которого пока недостаточен.

Для повышения чувствительности резервных защит к внешним однофазным коротким замыканиям применяется специальная токовая защита нулевой последовательности, которая подключается обычно к трансформатору тока, установленному в цепи заземления нулевой точки трансформатора.

На блоках, трансформаторы которых постоянно работают с глухим заземлением нейтрали, защита выполняется с одним токовым реле, которое с первой выдержкой времени действует на отключение выключателя стороны высшего напряжения, а со второй — на полное отключение и останов блока. Ток срабатывания этой защиты согласуется с защитами линий, отходящих от шин высшего напряжения. Кроме того, предусматривается ускорение защиты от замыканий на земле блока до 0,5—1 с по следующим соображениям.

В практике эксплуатации неоднократно отмечались случаи отказа одной или двух фаз выключателя высшего напряжения при ручных операциях по включению или отключению этих выключателей. Возникающий при этом несимметричный режим (отключена одна или две фазы на стороне высшего напряжения) сопровождается прохождением значительных токов обратной последовательности, что может привести к повреждению генератора.

Поскольку в рассматриваемом случае выключатель блока неисправен, отделение блока от сети должно производиться выключателями других присоединений, подключенных к той же системе шин высшего напряжения, что и блок с неисправным выключателем. Это осуществляется с помощью специального устройства резервирования отказа выключателя (УРОВ). Пуск же УРОВ в рассматриваемом случае будет производиться защитой от замыканий на земле неисправного блока, которая сработает от токов нулевой последовательности, проходящих в неполнофазном режиме.

Для того чтобы ускорить отключение неисправного блока, не допустить отключения других блоков и линий, предусматривается ускорение токовой защиты нулевой последовательности, которое осуществляется с помощью реле «непереключения фаз», срабатывающего, если одна или две фазы выключателя из трех остаются включенными.

С целью уменьшения токов коротких замыканий на землю на шинах станций 110—220 кВ нейтрали части трансформаторов разземляются. При этом токовая защита нулевой последовательности усложняется, так как на нее возлагается дополнительная задача предотвратить повреждение трансформаторов, работающих с незаземлен-ной нейтралью при отключении внешнего однофазного короткого замыкания. Для этого предусматривается специальная защита нулевой последовательности, обеспечивающая отключение блока с незаземленной нейтралью раньше, чем блоков с заземленной нейтралью.

На блоках с воздушными выключателями на стороне высшего напряжения, трансформаторы которых нормально работают с изолированной нейтралью, для предотвращения их повреждения в неполнофазном режиме не допускается проведение операций с выключателем высшего напряжения, когда нулевая точка изолирована. Поэтому в схеме предусматривается автоматическое включение короткозамыка-теля, установленного в нуле трансформатора, при любой операции включения или отключения воздушного выключателя со стороны высшего напряжения блока.

На блоках генератор — двухобмоточный трансформатор устанавливается только одна защита от перегрузки. На блоках генератор — трехобмоточный трансформатор или автотрансформатор устанавливаются две или три защиты от перегрузки. На этих блоках устанавливаются также дополнительные токовые защиты для того, чтобы обеспечить селективное отключение выключателей при внешнем коротком замыкании на стороне высшего или среднего напряжения трансформатора (автотрансформатора).

г) Защита от замыканий на землю с реле максимального напряжения

Для защиты от однофазных замыканий на землю в статоре генераторов, работающих в блоке с трансформаторами, применяется реле максимального напряжения, которое вклю-чается на обмотку трансформатора напряжения, соединенную в разомкнутый треугольник (рис. 10-24).

Реле напряжения срабатывает при появлении замыкания на землю в любой точке генераторного напряжения и действует на сигнал с выдержкой времени 0,5 с. Напряжение срабатывания реле напряжения обычно устанавливается 10—15 В для отстройки от напряжения небаланса. В случае, если емкостный ток генератора, работающего в блоке с тран-сформатором, превышает 5 А, целесообразно установить в нулевой точке генератора дугогасящую катушку, компенсирующую емкостный ток до величины меньше 5 А, и защиту включить с действием на сигнал.

На блоках мощностью 150 МВт и больше, генераторы которых не имеют поперечной дифференциальной защиты от витковых замыканий, допускается для повышения надежности включать защиту максимального напряжения нулевой последовательности на отключение даже при токе замыкания на землю меньше 5 А. В этом случае выдержка времени рассматриваемой защиты должна на ступень селективности превышать выдержки времени защит от замыканий на землю, установленных на стороне высшего и среднего напряжения.

Ремонт генератора. Часть 2. Пайка, сборка, приколы с разъемом, рукожопость или пренебрежение правилами.

Итак, в дополнение к первой части наконец-то созрел написать вторую. В этот раз без предысторий, болтовня внутри)))
1. Так как я не нашел адекватной замены старой «+» клемме, хотя очень хотелось, ведь она перегревалась (химический состав пострадал, она не такая простая, как вы думаете, перегрев опасен), восстановил старую. Чтобы безопасно разогнуть усики и ничего не сломать делаем одну хитрость — подбираем сверло, примерно по диаметру оставшегося мусора между усиками и высверливаем. После чего, спокойно отгибаем их, сперва отверткой, затем за всю площадь плоскогубцами, дабы не сломать.

Я решил, что провод буду припаивать к этой клемме, а не обжимать. По моему личному мнению пайка намного надежнее с точки зрения токопроводности.
2. Пока (на тот момент) не приехал диодный мост, занялся подготовкой. У меня есть преобразователь 12/220, поэтому паять было очень просто. Лудим клемму, очищаем провод от окислов, лудим провод, спаиваем (провода, не людей), обязательно промываем место пайки от присадок тем же очистителем тормозов (будь то флюс, или кислота, паять канифолью умеют только эксперты, и те, кто продали за это душу, с канифолью очень сложно совладать, чтобы все хорошо припаялось).

В прошлом посте я прикрепил ОЕМ корпуса разъема генератора. Я не знал, что у него нет пинов и резиночек защиты от влаги. Учимся на ошибках, как говорится. Но я все же его разобрал ради интереса. Разъем разбирается очень просто, берете ножичек, и тянущим движением вверх поддеваете белый фиксатор. Не бойтесь, он довольно туго выходит на оригинальном разъеме, смело тяните, он вытащится, только после этого получится вставить пины.

Пины ждать и искать не стал, поэтому я пошел на авторынок и купил разъем в сборе с проводами, китай по ходу, очень не хотелось, но старые пины сгнили, а новых ждать не было времени, тачка очень нужна. По аналогии с клеммой, зачищаем, надеваем термоусадочки, скручиваем, паяем, опять же промываем, только потом обжимаем термоусадки.

После всего заматываем косу специальной изолентой, которая устойчива к высоким температурам, подкапотка хорошо греется, не просрите этот момент, она стоит недорого.

3. Приехал нужный диодный мост, также китай, потому что орига стоит, как 3 генератора с разборки (на exist от 12 до 17к лол). Не брал контракт гену по причинам долгой доставки и интереса к самостоятельной переборке гены, которая вскрыла кучу проблем. Также купил новые болтики для крепления моста, все использованные запчасти указаны в конце. Собираем дядю Гену, предварительно все промыв, негоже собирать грязное.

4. Ставим гену на место, обрабатываем разъем мама/папа, шпильку «+» клеммы смазкой для защиты электрических разъемов, дабы оно не окислялось, не гнило и не портило проводимость. Клемму закручиваем не в усмерть, это не несущая часть самолета, среднего усилия достаточно, не забываем под гайку подложить медную шайбу, обязательно медную, а не стальную, так правильно. Ну и все, пожалуй, на этом) Заводим и радуемся, обязательно сразу же проверяем зарядку на холодную, по мануалу тойоты должна быть в районе 14.5-15.2В, после прогрева или покатушек, смотрим на горячую, в районе 13.9-14.3В. Пристально следим, чтобы ничего нигде не задымилось, пробуем провод генератора, чтобы также не грелся.

5. Рукожопость или пренебрежение правилами. Все очень просто, клоун в лице меня решил не отключать аккумулятор при работе с «+» проводом генератора. В итоге она таки попала на корпус и коротнула, выгорел главный предохранитель на 120А. И он не такой простой, как кажется. Кому интересно, вот ссылочка на видос, где человек подробно рассказывает о том, как его поменять, ошибки при замене, которые допустил и я)))

Используемые запчасти и расходники:
1. Запчасти на генератор указаны в первой части, переходите.
2. Полиамидная изолента для проводки (она термостойкая, большинство ваших пластиковых патрубков под капотом как раз сделаны из полиамида) — цена 200р за 5м
3. Винты с плоской шляпкой М4*6 (6мм — длина резьбы, большую длину не берите, упрется), 2 гайки нержавеющие М8*1.25, шайба медная М8, цена за все — 50р.
4. Смазка для защиты электрических разъемов и контактов — примерно 300р.
5. Оригинальный предохранитель 120А (90982-08271) — 969р (да, довольно дорогой, но он непростой, посмотрите видос по замене)

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.

Особенности выполнения защит блоков генератор-трансформатор

На современных мощных электростанциях, как правило, применяют блочные схемы электрических соединений. Основные схемы блоков генератор-трансформатор приведены на рис. 9-1.

Рис. 9-1. Основные схемы блоков

а, б, в – блок генератор-трансформатор с ответвлением на с.н.

г – укрупненнаый блок

д – объединенный блок (спареные блоки).

На генераторах и трансформаторах соединённых в один блок, устанавливаются те же защиты, что и в случае их раздельной работы. Однако блочная схема позволяет объединить однотипные защиты генератора и трансформатора в одну общую защиту. Обычно общими для блока выполняют продольную и дифференциальную защиту, защиты от сверхтоков при внешних симметричных и несимметричных к.з., защиты от симметричных и несимметричных перегрузок, а также защиту от повышения напряжения и защиту от замыканий на землю в сети генераторного напряжения блока.

Продольные дифференциальные защиты

На практике применяются различные схемы продольных дифференциальных защит блока генератор-трансформатор. Наиболее распространённые схемы выполнения диф. защит показаны на рис. 9-2.

На блоках мощностью менее 100 мВт применяются простые схемы с общей диф. защитой блока (рис. 9-2 а и б). В первой схеме (рис. 9-2, а) защита подключается к ТТ, установленным со стороны нулевых выводов генератора и со стороны ВН блочного трансформатора, а во второй (рис. 9-2, б) токовые цепи защиты подключены также и к ТТ установленным на отпайке к трансформатору собственных нужд. В первой схеме в зону действия диф. защиты блока входят обмотки генератора, трансформатора, а также трансформатор с.н., а во второй зоне действия защиты ограничивается ТТ на отпайке (трансформатор с.н. в зону действия не входит).

В схеме на рис. 9-2, в предусматривается установка в дополнение к общей диф. защите блока отдельной диф. защиты генератора. Отдельная диф. защита на генераторах блоков устанавливается в следующих случаях:

на турбогенераторах мощностью 100 мВт и более;

на турбогенераторах мощностью менее 100 мВт, если ток срабатывания общей диф. защиты блока превышает 1,5 I_ном.Г;

на гидрогенераторах если ток срабатывания общей диф. защиты блока превышает I_ном.Г.

На блоках мощностью 200-300 мВт и более с генераторами, имеющими непосредственное охлаждение обмоток применяется схема 9-2, г, в которой предусмотрены две отдельные диф. защиты для генератора и для трансформатора.

Рис. 9-2. Варианты схем дифференциальной защиты оборудования блоков генератор-трансформатор.

Индивидуальные диф. защиты генераторов и трансформаторов применяются во всех случаях, когда генераторы подключаются к блочному трансформатору через свой выключатель.

«Правилами устройства электроустановок» определены требования к расстановке диф. защит в схемах блоков:

Общая продольная дифференциальная защита блока устанавливается на блоках, состоящих из одного генератора с косвенным охлаждением и одного трансформатора при отсутствии выключателя в цепи генератора (рис. 9-2, а).

При наличии генераторного выключателя в цепи блока на генераторе и на трансформаторе должны быть установлены отдельные продольные диф. защиты.

При использовании в блоке 2-х трансформаторов (объединенный блок), а также при работе двух и более генераторов без выключателей на один блочный трансформатор (укрупненный блок) на каждом генераторе и каждом трансформаторе мощностью 125 МВА и более также устанавливаются отдельные продольные диф. защиты.

На генераторах, имеющих непосредственное охлаждение проводников обмоток, всегда должна устанавливаться отдельная продольная диф. защита генератора. Если при этом в цепи генератора имеется выключатель, то на трансформаторе блока также должна быть установлена отдельная диф. защита трансформатора.

При отсутствии генераторного выключателя для защиты трансформатора должна устанавливаться либо отдельная диф. защита трансформатора, либо общая продольная дифференциальная защита блока.

Для защиты ошиновки между выключателями со стороны обмотки ВН трансформатора и трансформатором блока должна устанавливаться отдельная диф. защита ошиновки ВН.

Для резервирования выше указанных отдельных диф. защит генератора трансформатора на блоках с генераторами мощностью 160 мВт и более, имеющих непосредственное охлаждение проводников обмоток, как правило, предусматривается резервная диф. защита, охватывающая генератор и трансформатор блока вместе с ошиновкой на стороне ВН.

Дифференциальная защита блока отстраивается от броска тока намагничивания блочного силового трансформатора и от повышенных значений тока небаланса, обусловленных разнотипностью ТТ и различием сопротивлений плеч защиты. Как правило, ток срабатывания блочной диф. защиты получается больше, чем у диф. защиты генератора. Обычно диф. защита блоков выполняется с помощью диф. реле типа РНТ565-566 (с БНТ без торможения), а в случаях когда не удовлетворяются требования чувствительности – с помощью диф. реле с торможением типа ДЗТ-11.

При наличии отдельной диф. защиты генератора диф. защита блока является резервной быстродействующей защитой для генератора.

В случаях установки отдельной диф. защиты блочного трансформатора общая диф защита блока, как правило, не ставится.

На блоках генератор-трансформатор мощностью до 100 МВт в качестве основной защиты от междуфазных к.з. применяют общую продольную дифференциальную защиту блока в зону действия которой входят обмотка статора генератора, токоведущие части между генератором и блочным трансформатором и обмотки блочного трансформатора.

Отдельная продольная диф. защита блочных генераторов в дополнение к общей диф. защите блока устанавливается: на турбогенераторах мощностью 100 МВт и более; на гидрогенераторах, если ток срабатывания общей диф. защиты блока превышает номинальный ток генератора, а также на турбогенераторах мощностью менее 100 МВт, если ток срабатывания общей диф. защиты блока превышает в 1,5 раза номинальный ток генератора.

На блоках мощностью 200-300 МВт и более с генераторами, имеющими непосредственное охлаждение обмоток устанавливаются две отдельные диф. защиты для генератора и трансформатора.

В блочных схемах при наличии выключателя в цепи генератора отдельная диф. защита генератора применяется во всех случаях.

Генераторы постоянного тока

Принцип действия генератора постоянного тока

Работа генератора основана на использовании закона электромагнитной индукции, согласно которому в проводнике, движущемся в магнитном поле и пересекающем магнитный поток, индуцируется э д. с.

Одной из основных частей машины постоянного тока является магнитопровод, по которому замыкается магнитный поток. Магнитная цепь машины постоянного тока (рис. 1) состоит из неподвижной части — статора 1 и вращающейся части — ротора 4. Статор представляет собой стальной корпус, к которому крепятся другие детали машины, в том числе магнитные полюсы 2. На магнитные полюсы насаживается обмотка возбуждения 3, питаемая постоянным током и создающая основной магнитный поток Ф0.

Рис. 1. Магнитная цепь машины постоянного тока с четырьмя полюсами

Рис. 2. Листы, из которых набирают магнитную цепь ротора: а — с открытыми пазами, б — с полузакрытыми пазами

Ротор машины набирают из стальных штампованных листов с пазами по окружности и с отверстиями для вала и вентиляции (рис. 2). В пазы (5 на рис. 1) ротора закладывается рабочая обмотка машины постоянного тока, т. е. обмотка, в которой основным магнитным потоком индуцируется э. д. с. Эту обмотку называют обмоткой якоря (поэтому ротор машины постоянного тока принято называть якорем).

Значение э. д. с. генератора постоянного тока может изменяться, но ее полярность остается постоянной. Принцип действия генератора постоянного тока показан на рис. 3.

Полюсы постоянного магнита создают магнитный поток. Представим, что обмотка якоря состоит из одного витка, концы которого присоединены к различным полукольцам, изолированным друг от друга. Эти полукольца образуют коллектор, который вращается вместе с витком обмотки якоря. По коллектору при этом скользят неподвижные щетки.

При вращении витка в магнитном поле в нем индуцируется э. д. с

где В — магнитная индукция, l — длина проводника, v — его линейная скорость.

Когда плоскость витка совпадает с плоскостью осевой линии полюсов (виток расположен вертикально), проводники пересекают максимальный магнитный поток и в них индуцируется максимальное значение э. д. с. Когда виток занимает горизонтальное положение, э. д. с. в проводниках равна нулю.

Направление э. д. с. в проводнике определяется по правилу правой руки (на рис. 3 оно показано стрелками). Когда при вращении витка проводник переходит под другой полюс, направление э. д. с. в нем меняется на обратное. Но так как вместе с витком вращается коллектор, а щетки неподвижны, то с верхней щеткой всегда соединен проводник, находящийся под северным полюсом, э. д. с. которого направлена от щетки. В результате полярность щеток остается неизменной, а следовательно, остается неизменной по направлению э. д. с. на щетках — е_щ (рис. 4).

Рис. 3. Простейший генератор постоянного тока

Рис. 4. Изменение во времени э.д.с. простейшего генератора постоянного тока

Хотя э. д. с. простейшего генератора постоянного тока постоянна по направлению, по значению она изменяется, принимая за один оборот витка два раза максимальное и два раза нулевое значения. Э. д. с. с такой большой пульсацией непригодна для большинства приемников постоянного тока и в строгом смысле слова ее нельзя назвать постоянной.

Для уменьшения пульсаций обмотку якоря генератора постоянного тока выполняют из большого числа витков (катушек), а коллектор — из большого числа коллекторных пластин, изолированных друг от друга.

Рассмотрим процесс сглаживания пульсаций на примере обмотки кольцевого якоря (рис. 5), состоящей из четырех катушек (1, 2, 3, 4), по два витка в каждой. Якорь вращается по направлению часовой стрелки с частотой n и в проводниках обмотки якоря, расположенных на внешней стороне якоря, индуцируется э. д. с. (направление показано стрелками).

Обмотка якоря представляет собой замкнутую цепь, состоящую из последовательно соединенных витков. Но относительно щеток обмотка якоря представляет собой две параллельные ветви. На рис. 5, а одна параллельная ветвь состоит из катушки 2, вторая — из катушки 4 (в катушках 1 и 3 э. д. с. не индуцируется, и они обеими концами соединены с одной щеткой). На рис. 5, б якорь показан в положении, которое он занимает через 1/8 оборота. В этом положении одна параллельная ветвь обмотки якоря состоит из последовательно включенных катушек 1 и 2, а вторая — из последовательно включенных катушек 3 и 4.

Рис. 5. Схема простейшего генератора постоянного тока с кольцевым якорем

Каждая катушка при вращении якоря по отношению к щеткам имеет постоянную полярность. Изменение э. д. с. катушек во времени при вращении якоря показано на рис. 6, а. Э. д. с. на щетках равна э. д. с. каждой параллельной ветви обмотки якоря. Из рис. 5 видно, что э. д. с. параллельной ветви равна или э. д. с. одной катушки, или сумме э. д. с. двух соседних катушек:

В результате этого пульсации э. д. с. обмотки якоря заметно уменьшаются (рис. 6, б). При увеличении числа витков и коллекторных пластин можно получить практически постоянную э. д. с. обмотки якоря.

Конструкция генераторов постоянного тока

В процессе технического прогресса в электромашиностроении конструктивный вид машин постоянного тока изменяется, хотя основные детали остаются теми же.

Рассмотрим устройство одного из типов машин постоянного тока, выпускаемых промышленностью. Как указывалось, основными частями машины являются статор и якорь. Статор 6 (рис 7), изготовленный в виде стального цилиндра, служит как для крепления других деталей, так и для защиты от механических повреждений и является неподвижной частью магнитной цепи.

К статору крепятся магнитные полюсы 4, которые могут представлять собой постоянные магниты (у машин малой мощности) или электромагниты. В последнем случае на полюсы насаживается обмотка возбуждения 5, питаемая постоянным током и создающая неподвижный относительно статора магнитный поток.

При большом числе полюсов их обмотки включают параллельно или последовательно, но так, чтобы северный и южный полюсы чередовались (см. рис. 1). Между главными полюсами располагаются добавочные полюсы со своими обмотками. К статору крепятся подшипниковые щиты 7 (рис. 7).

Якорь 3 машины постоянного тока набирается из листовой стали (см. рис. 2) для уменьшения потерь мощности и от вихревых токов. Листы изолируются друг от друга. Якорь является подвижной (вращающейся) частью магнитопровода машины. В пазы якоря укладывается обмотка якоря, или рабочая обмотка 9.

Рис. 6. Изменение во времени э.д.с катушек и обмотки кольцевого якоря

В настоящее время выпускаются машины с якорем и обмоткой барабанного типа. Рассмотренная ранее обмотка кольцевого якоря имеет недостаток, заключающийся в том, что э. д. с. индуцируется только в проводниках, расположенных на внешней поверхности якоря. Следовательно, активными являются только половина проводников. В обмотке барабанного якоря все проводники — активные, т. е. для создания той же э. д. с, что и в машине с кольцевым якорем, требуется почти в два раза меньше проводникового материала.

Расположенные в пазах проводники обмотки якоря соединяются между собой лобовыми частями витков. В каждом пазу обычно располагается несколько проводников. Проводники одного паза соединяются с проводниками другого паза, образуя последовательное соединение, называемое катушкой или секцией. Секции соединяются последовательно и образуют замкнутую цепь. Последовательность соединения должна быть такой, чтобы э. д. с. в проводниках, входящих в одну параллельную ветвь, имели одинаковое направление.

На рис. 8 показана простейшая обмотка якоря барабанного типа двухполюсной машины. Сплошными линиями показано соединение секций друг с другом со стороны коллектора, а пунктирными — лобовые соединения проводников с противоположной стороны. От точек соединения секций делаются отпайки к коллекторным пластинам. Направление э. д. с. в проводниках обмотки показано на рисунке: «+» — направление от читателя, «•» — направление на читателя.

Обмотка такого якоря имеет также две параллельные ветви: первая, образованная проводниками пазов 1, 6, 3, 8, вторая — проводниками пазов 4, 7, 2, 5. При вращении якоря сочетание пазов, проводники которых образуют параллельную ветвь, все время изменяется, но всегда параллельная ветвь образуется проводниками четырех пазов, занимающих постоянное положение в пространстве.

Рис. 7. Устройство машины постоянного тока якоря барабанного типа

Рис. 8. Простейшая обмотка

Выпускаемые заводами машины имеют десятки или сотни пазов по окружности барабанного якоря и число коллекторных пластин, равное числу секций обмотки якоря.

Коллектор 1 (см. рис. 7) состоит из медных изолированных друг от друга пластин, которые соединяют с точками соединения секций обмотки якоря, и служит для преобразования переменной э. д. с. в проводниках обмотки якоря в постоянную э. д. с. на щетках 2 генератора или преобразования постоянного тока, подводимого к щеткам двигателя из сети, в переменный ток в проводниках обмотки якоря двигателя. Коллектор вращается вместе с якорем.

При вращении якоря по коллектору скользят неподвижные щетки 2. Щетки бывают графитовые и медно-графитовые. Они крепятся в щеткодержателях, которые допускают поворот на некоторый угол. С якорем соединена крыльчатка 8 для вентиляции.

Классификация и параметры генераторов постоянного тока

В основу классификации генераторов постоянного тока положен вид источника питания обмотки возбуждения. Различают:

1. генераторы с независимым возбуждением, обмотка возбуждения которых питается от постороннего источника (аккумулятора или другого источника постоянного тока). У генераторов малой мощности (десятки ватт) основной магнитный поток может создаваться постоянными магнитами,

2. генераторы с самовозбуждением, обмотка возбуждения которых питается от самого генератора. По схеме соединения обмоток якоря и возбуждения по отношению к внешней цепи бывают: генераторы параллельного возбуждения, у которых обмотка возбуждения включена параллельно с обмоткой якоря (шунтовые генераторы), генераторы последовательного возбуждения, у которых эти обмотки включены последовательно (сериесные генераторы), генераторы смешанного возбуждения, у которых одна обмотка возбуждения включена параллельно обмотке якоря, а вторая — последовательно (компаундные генераторы).

Номинальный режим генератора постоянного тока определяется номинальной мощностью — мощностью, отдаваемой генератором приемнику, номинальным напряжением на зажимах обмотки якоря, номинальным током якоря, током возбуждения, номинальной частотой вращения якоря. Эти величины обычно указываются в паспорте генератора.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети: