Уставки дифференциальной защиты генераторов

10-2. Продольная дифференциальная защита

Основной защитой генераторов от многофазных коротких замыканий в обмотке статора является продольная дифференциальная защита. Эта защита подключается к трансформаторам тока, установленным со стороны выводов и со стороны нулевой точки генератора; в зону ее действия входят обмотки, выводы статора и кабели или шины до распределительного устройства генераторного напряжения.

На электростанциях без обслуживающего персонала, где продольная дифференциальная защита при срабатывании автоматически пускает воду в генератор, она подключается к трансформаторам тока так, чтобы в зону ее действия входили лишь обмотка и выводы статора.

В настоящее время на генераторах, работающих на шины генераторного напряжения, применяются главным образом две схемы продольной дифференциальной защиты (рис. 10-1). В первой из них, которая применяется на генераторах мощностью меньше 30 МВт, используются два токовых реле и четыре трансформатора тока (рис. 10-1, а). Недостатком этой схемы защиты является то, что она не будет срабатывать при двойном замыкании на землю (одно в сети, другое в обмотке статора), если в генераторе замкнется на землю фаза статора, в которой отсутствуют трансформаторы тока защиты.

Для отключения генератора в этом случае предусматривается дополнительное токовое реле в схеме защиты от замыканий на землю, действующее без выдержки времени на отключение (см. ниже). Поэтому продольная дифференциальная защита может быть выполнена в двух фазах лишь на тех генераторах, которые имеют защиту от замыканий на землю, действующую на отключение и обеспечивающую отключение генератора без выдержки времени при двойных замыканиях на землю.

Если генератор не имеет защиты от замыканий на землю, действующей на отключение, продольная дифференциальная защита должна устанавливаться в трех фазах (рис. 10-1, б). Для повышения надежности защиты генераторов мощностью выше 30 МВт продольная дифференциальная защита на них выполняется, как правило, в трехфазном исполнении независимо от наличия защиты от замыканий на землю, действующей на отключение.

Ток срабатывания продольной дифференциальной защиты выбирается по условию отстройки оттока небаланса, проходящего в реле при внешних коротких замыканиях:

где —коэффициент надежности, равный 1,3; I_{нб.расч} — расчетный ток небаланса, определяемый согласно следующему выражению:

где — коэффициент апериодичности, учитывающий дополнительную погрешность трансформаторов тока в переходном процессе и принимаемый равным 1,0 для защиты с реле РНТ-565 и 1,5—2 для защиты с реле РТ-40 или с реле прямого действия РТМ; — коэффициент однотипности трансформаторов тока, принимаемый равным 0,5; f_i — относительная величина погрешности трансформаторов тока, равная 0,1; I_{к.з.макс} — периодическая составляющая тока (при t = 0), который проходит по трансформаторам тока защиты при внешнем металлическом коротком замыкании на шинах генераторного напряжения.

Чтобы уменьшить токи небаланса, проходящие в реле при внешних коротких замыканиях, для продольной дифференциальной защиты подбираются трансформаторы тока, имеющие одинаковые характеристики намагничивания. При расчете по формуле (10-3) это учитывается коэффициентом однотипности.

С этой же целью рекомендуется выравнивать сопротивления плеч дифференциальной защиты подбором соответствующих сечений жил соединительных кабелей и включать последовательно с токовыми реле добавочные сопротивления 5—10 Ом (рис. 10-1, а).

Для уменьшения тока небаланса; и повышения чувствительности дифференциальной защиты наиболее целесообразно использовать в схеме реле с насыщающимися трансформаторами (рис. 10-1, б). Как показывает опыт эксплуатации, продольная дифференциальная защита с реле РНТ более надежна, чем защита с простыми токовыми реле.

Ток срабатывания продольной дифференциальной защиты на турбогенераторах мощностью 60 МВт и более, а также на гидрогенераторах мощностью свыше 5 МВт выбирается согласно выражению (10-2) и, как правило, бывает меньше номинального тока генератора (0,5 — 1) I_HOM. На генераторах меньшей мощности рекомендуется принимать ток срабатывания выше номинального тока генератора (1,3—1,4) I_HOM. При такой уставке срабатывания дифференциальная защита, как правило, бывает надежно отстроена от тока небаланса, и вместе с тем предотвращается ее ложное срабатывание в нормальном режиме в случае обрыва соединительных проводов или неисправности одного из трансформаторов тока.

Для сигнализации обрыва соединительных проводов дифференциальной защиты в нулевой провод токовых цепей включается токовое реле Т_о (рис. 10-1, б), ток срабатывания которого устанавливается равным 20—30% I_HOM.

В некоторых случаях на генераторах применяют дифференциальную защиту со специальной схемой включения обмоток реле РНТ-565, обеспечивающую повышенную чувствительность к многофазным коротким замыканиям и вместе с тем не срабатывающую при обрыве соединительного провода.

В этой схеме, приведенной на рис. 10-2, используются две обмотки реле РНТ-565, одна из которых, дифференциальная, включается на разность токов трансформаторов тока одноименных фаз, а вторая, уравнительная, включается в нулевой провод дифференциальной схемы с встречной полярностью.

Ток срабатывания реле в рассматриваемой схеме продольной дифференциальной защиты выбирается по двум условиям: отстройки от тока небаланса согласно (10-2), а также по условию отстройки от тока, который будет проходить в реле при обрыве соединительных проводов, согласно следующему выражению:

Обычно определяющим является условие (10-4). Число витков дифференциальной и уравнительной обмоток реле PHT-565 принимается равным:

При обрыве соединительного провода от одного из трансформаторов тока ток будет проходить по дифференциальной обмотке одного из реле и, замыкаясь через нулевой провод, по уравнительным обмоткам всех трех реле. Рассмотрим, как будет вести себя при этом каждое реле, если вторичный ток в плече дифференциальной защиты равен I_ном. Реле фазы, соединительный провод которой оборван, будет находиться под действием разности намагничивающих сил, создаваемых дифференциальной и уравнительной обмотками реле:

Подставляя значения из (10-5), (10-6) и I_с.з из (10-4), получаем следующее выражение:

В реле двух других фаз, где несбалансированный ток проходит только по уравнительным обмоткам, включенным в нулевой провод,

Поскольку намагничивающие силы во всех трех реле меньше величины, при которой реле срабатывает (100 А), ни одно из реле не подействует ложно при обрыве соединительного провода.

При многофазных коротких замыканиях в зоне действия защиты по уравнительным обмоткам ток проходить не будет, и реле сработает под действием магнитного потока, создаваемого дифференциальной обмоткой.

Поскольку ток срабатывания рассматриваемой дифференциальной защиты, определенный согласно (10-4), в 2 раза меньше, чем у защиты, выполненной по обычной схеме (рис. 10-1) при условии отстройки уставки ее срабатывания от номинального тока генератора, схема на рис. 10-2 будет в 2 раза чувствительнее при междуфазных коротких замыканиях в статоре генератора, когда по уравнительным обмоткам ток не проходит.

При двойных замыканиях на землю, одно из которых находится в зоне защиты, а другое в сети, защита загрубляется, так как ток повреждения проходит по обеим обмоткам: дифференциальной и уравнительной. Ток срабатывания защиты при этом виде повреждения определяется следующим выражением:

В этом случае рассматриваемая защита равночувствительна с защитой, выполненной по обычной схеме (рис. 10-1), при условии отстройки уставки ее срабатывания от номинального тока генератора.

Для надежной отстройки реле РНТ от токов небаланса в переходном режиме при внешних коротких замыканиях на короткозамкнутой обмотке реле РНТ-565 устанавливаются отпайки А—А, а на реле РНТ-565 сопротивление, подключенное к короткозамкнутой обмотке, принимается равным 10 Ом.

Продольная дифференциальная защита генератора во всех случаях должна обеспечивать коэффициент чувствительности больше двух при коротких замыканиях на выводах генератора:

где I_к.з.мин — периодическая составляющая тока короткого замыкания для t = 0 при металлическом двухфазном коротком замыкании на выводах генератора.

Расчетный ток короткого замыкания определяется для двух режимов: повреждение одиночно работающего генератора, когда ток к месту повреждения подходит только от генератора, и повреждение генератора, включаемого методом самосинхронизации, когда ток к месту короткого замыкания подходит только от сети. В формулу (10-12) подставляется меньшее значение тока короткого замыкания, определенное для этих двух расчетных режимов.

Особенности дифференциальной защиты силового оборудования

Дифференциальная токовая защита является одним из типов релейной защиты, которая характеризуется высокой эффективностью, а также имеет сравнительно неплохие показатели скорости срабатывания. Применяется она как для силового оборудования (двигателей, трансформаторов, генераторов и секций шин), так и в последнее время чаще стала широко использоваться для защиты бытовых объектов от фазных замыканий. Это стало возможно, за счёт специальных компактных устройств похожих по конструкции на обычный автоматический выключатель.

Однако некоторое силовое оборудование просто обязано, согласно правилам электроснабжения, быть оборудовано быстродействующей дифференциальной релейной защитой. Среди разновидностей ДФЗ различают два основных её типа:

1. продольная;
2. поперечная.

Для того чтобы понять нужна ли дифференциально фазная защита для конкретного электрооборудования и как её выполнить, нужно понять принцип её работы, а также разобраться в нюансах по установке.

Принцип действия дифференциальной защиты

Действие данной защиты базируется на сравнивании токов, которые приходят в участок нуждающийся в защите, и выходят из него. Для такого сравнения величины силы тока применяются трансформаторы тока, так как только за счёт них есть возможность измерять большие его величины. Лучше всего это видно на примере простейшей схемы, приведённой ниже.

В схеме трансформаторы тока обозначены ТА1 и ТА2. Вторичные цепи их соединяются с реле тока КА. Таким образом, получается, что обмотка главного реле защиты получает разницу токовых значений от двух трансформаторов, и при нормальном рабочем процессе она будет равна нулевому значению, а значит реле КА останется не втянутым. Однако если в цепи, которая защищается, происходит межфазное короткое замыкание (к. з.), то на обмотку реле поступит уже значение равное сумме нескольких токов, это и приведёт в движение подвижную часть электромеханического реле, которая, в свою очередь, замкнёт контакты и подаст сигнал на отключение оборудования от источника электрической энергии. Однако это всё в теории, а в практике всегда через катушку реле будет протекать некий небольшой ток небаланса, который при расчёте катушки необходимо учесть.

Вот несколько причин возникновения этого отрицательного явления:

• ТТ (трансформаторы тока) могут иметь характеристики значительно отличающие их друг от друга. Чтобы снизить эти показатели применяются более точные трансформаторы, изготовленные попарно специально для этого вида защиты;
• За счёт тока намагничивания, возникающего в обмотке защищаемого трансформатора в момент его включения из режима холостого хода, в рабочий режим с наличием нагрузки. Для того чтоб избежать ложного срабатывания реле КА нужно подобрать ток срабатывания реле побольше чем, самое большое значение тока намагничивания, которые может произвести защищаемый объект, в данном случае трансформатор;
• За счёт различного соединения обмоток (звезда-треугольник и наоборот). Для этого нужно выбрать число витков трансформаторов тока, участвующих в дифзащите, таким образом, чтобы они компенсировали эти неблагоприятные величины.

Ток небаланса в дифференциальной защите, возникающий при эксплуатации — это отрицательное явление, с которым нужно бороться и которое нужно обязательно учесть при расчёте данного защитного электрооборудования.

Дифференциальная защита шин (ДЗШ)

Шины и шинные сборки являются ключевым надёжным токоведущим элементом электроустановки, соединяющим источник напряжения с распределительным устройством или же самим действующим агрегатом. Он отличается высокой нагрузочной способностью и возможностью визуального контроля за состоянием изоляторов. При этом многие знают что нужно выполнять схемы, защищающие электрооборудование, а шины при этом очень часто остаются не защищёнными.

Основные виды повреждений шин:

1. Неправильные или ошибочные манипуляции обслуживающего персонала с переключениями шинных разъединителей;
2. Фазное перекрытие или же короткое замыкание на землю из-за ухудшения изоляции посредством загрязнения изоляторов;
3. Пробой при атмосферных агрессивных явлениях (гроза, молния);
4. Неполадки изоляторов разъединителей с обеих сторон.

Для защиты шин используется в основном дифференциальная токовая защита. Принцип её действия аналогичен, и основан на сопоставлении токов в присоединениях защищаемых шин. Когда шины находятся в нормальном рабочем состоянии в катушке реле дифференциальной защиты протекает только лишь ток небаланса, который не приводит в действие подвижный механизм реле. Во время фазного замыкания о реле защиты получит ток, величина которого будет равна сумме всех токов, питающих присоединение, где произошел пробой.

Основные преимущества такой защиты это:

1. Высокая скорость срабатывания;
2. Отличная селективность;
3. Сравнительно несложная реализация.

Недостаток здесь один — это ложное срабатывание, возможное чаще всего, при обрыве монтажных (соединительных) проводов, который может возникнуть вследствие различных причин как электрических, так и механических. Для того чтобы максимально уменьшить вероятность ложного срабатывания необходимо ток срабатывания ДЗШ подбирать немного больше, чем рабочий ток самого мощного присоединения.
Зона действия данной защиты ограничивается непосредственно промежутком где установлены ТТ, её срабатывание направлено на отключение от напряжения всех питающих присоединений. Для ручного контроля за током небаланса, на панели управления, устанавливается миллиамперметр и обслуживающий персонал обязан проверять его, нажав на соответствующую кнопку. Это действие персонал обязан производить один раз в смену, с записью в оперативный журнал.

Дифференциальная защита ошиновки выводится с работы в следующих случаях:

1. Появление звукового или светового сигнала о неисправности токовых цепей или увеличение тока небаланса;
2. Если произошло новое подключение, токовые цепи которого не присоединены к системе защиты, а также не были правильно сфазированы;
3. При плановой проверке данной защиты.

Продольная дифференциальная защита генератора

Для защиты различных генераторов от многофазных к. з. продольная дифференциальная защита получила наиболее широкое использование. Она подключается так же как и предыдущая к ТТ, только вот устанавливаются они со стороны нулевой точки генератора, а также со стороны выводов. Зона её действия это:

• обмотки электрической машины;
• вывода статора;
• шины или кабеля, которые проложены до распределительного устройства.

Ток срабатывания такой защиты устанавливается по условию настройки тока небаланса, проходящего в реле дифференциальной защиты при внешних к. з.
Приведена схема защиты генератора повышенной чувствительности, с применением самых надёжных для этого случая реле РНТ.

Ток срабатывания такой схемы выставляется по двум условиям:

1. Настройка реально существующего тока небаланса;
2. Настройка тока, который будет проходить при обрыве монтажных проводов.

Поперечная дифференциальная защита генератора

Данная защита выполняется чтобы защитить от виковых замыканий, которые могут возникнуть непосредственно в обмотке статора, и, конечно же, если есть параллельные ветви статорных обмоток. Это возможно, за счёт сравнения величин токов этих ветвей по каждой из фаз. Поперечная дифзащита выполняется таким образом, чтобы для каждой из фаз она была организована отделено, то есть будет реагировать на межвитковые замыкания только в одной из фаз.

Ток, при котором, катушка поперечной дифзащиты втянется, отстраивается по максимальному току небаланса, который может протекать в реле при различных внешних коротких замыканиях, и принимается равным:

Рекомендовано при наладке системы дифзащиты производить более точный подсчет уставки с учетом абсолютно всех реально протекающих токов небаланса, а не расчётных. Как показывает навыки в процессе эксплуатации, на турбогенераторах они сравнительно невелики, и ток их срабатывания не требует дополнительных регулировок и подстроек. На гидрогенераторах, наоборот, величины этих нежелательных токов велики, потому приходится существенно загрублять настройки реле этой поперечной защиты, что иногда понижает ее сверхэффективность.

В итоге хотелось бы отметить, что расчётом и настройкой этих защит должны заниматься только профессионалы, имеющие опыт работы в данной сфере, чаще всего это инженеры электротехнических проектно-конструкторских бюро. Дифференциально фазная защита в быту тоже очень эффективна и выполнить её на основе компактных устройств, продающихся в специализированных магазинах, сможет даже начинающий электромонтёр, сложностей по подключению там возникнуть не должно. Главное, соблюдать элементарные правила электробезопасности.

Видео дифференциальная защита

Что такое дифференциальная защита

В целях обеспечения безопасности электроустановок и оборудования выполняются различные действия, одним из которых является дифференциальная защита. Ее отличает быстрота действия и абсолютная селективность, то есть способность точно выявлять неисправные сети или установки и быстро отключать их от нормально функционирующих участков. Данные устройства защищают трансформаторы и генераторы, электродвигатели, сборные шины, линии электропередач.

1. Принцип действия
2. Продольная дифференциальная защита
3. Поперечная дифференциальная защита
4. Дифференциальная защита генератора

Принцип действия

Основной функцией дифференциальной защиты является предотвращение межфазных и коротких замыканий в электрической аппаратуре и системах с глухозаземленной нейтралью. Она считается разновидностью релейной защиты и работает путем сравнения токовых величин и направлений тока по сторонам объекта.

В основе работы дифференциальной защиты лежит сравнение фазных токов, которые протекают через защищаемый участок сети или проходят через защищаемую аппаратуру. Сила тока измеряется на концах участков с помощью двух трансформаторов тока, соединенных вторичными цепями с токовым реле. В результате, на обмотку реле поступает разница токов каждого из трансформаторов. Таким образом, дифференциальная защита — это система срабатывания, основанная на разнице токов.

В обычном режиме работы происходит вычитание одного значения тока из другого. Идеальным результатом считается нулевое значение тока в обмотке токового реле. Если же на защищаемом участке возникает короткое замыкание, на обмотку реле поступает не разница, а сумма токов. Под их воздействием контакты реле замыкаются, отдавая команду отключить поврежденный участок.

В реальных условиях эксплуатации ток, протекающий через обмотку реле, всегда будет отличаться от нуля. Он известен как ток небаланса, а его наличие зависит от ряда факторов.

• Во-первых, оба трансформатора не идентичны и различаются между собой техническими характеристиками. Для уменьшения влияния данного фактора, изготовление трансформаторов тока, участвующих в системе дифференциальной защиты, происходит попарно, с подгонкой между собой еще на стадии изготовления. В качестве дополнительной меры у измерительного трансформатора изменяется количество витков, подгоняемое под коэффициент трансформации защищаемого устройства.
• Другой причиной появления тока небаланса может стать возникновение намагничивающего тока в обмотках защищаемого трансформатора. При нормальном рабочем режиме значение этого тока может составлять 5% от номинала. Ток намагничивания в некоторых случаях в несколько раз превышает номинальное значение, особенно во время переключения трансформатора с холостого хода на нагрузку и при других переходных процессах. С учетом этого фактора, ток срабатывания в реле устанавливается выше максимального значения тока намагничивания.
• Ток небаланса иногда появляется из-за неодинакового соединения обмоток, установленных на первичной и вторичной сторонах защищаемого трансформаторного устройства. В таких случаях вектор тока вторичной цепи смещается по отношению к току первичной цепи на 30 градусов. Отрегулировать и компенсировать эту разницу путем подбора витков на трансформаторе, практически невозможно. Данная проблема решается соединением обмоток: на стороне треугольника – звездой, а на стороне звезды – треугольником.

Современные устройства дифференциальной защиты на микропроцессорах способны самостоятельно учитывать эту разницу. Соединение вторичных обмоток измерительных трансформаторов осуществляется на обоих концах способом звезда, о чем указывается в настройках защитного устройства.

Продольная дифференциальная защита

В состав релейной защиты входят различные устройства, обеспечивающие надежную и безопасную работу трансформаторов, оборудования, линий электропередачи. Одной из ее разновидностей является продольная дифференциальная защита, которая в обязательном порядке используется с трансформаторами мощностью 6300 кВа и выше. Ее основная функция заключается в предупреждении аварий и выхода из строя оборудования, причиной которых могут стать многофазные замыкания на выводах и внутри обмоток.

Продольный вид защиты устанавливается и на трансформаторах, работающих параллельно, при мощности каждого из них 4000 кВа и более. Трансформаторные устройства с небольшой мощностью, не превышающей 1000 кВа, также оборудуются защитой, если отсутствует газовая защита. При этом, максимальная токовая защита имеет большую выдержку по времени, а токовая отсечка обладает низкой степенью чувствительности.

Аварийное отключение трансформатора с помощью дифференциальной продольной защиты осуществляется практически мгновенно, сразу же после возникновения неисправности.

Поперечная дифференциальная защита

Поперечная защита, работает также по принципу сравнивания токовых значений. Однако в отличие от продольной системы, установка трансформаторов тока выполняется не на концах защищаемого участка, а на отдельных линиях, подключенных к одному источнику питания. Это могут быть, например, параллельные кабельные линии, отходящие от общего выключателя.

При внешнем коротком замыкании поперечная дифференциальная защита его не сможет определить, поскольку разница значений силы тока на этих линиях будет нулевой. Если же короткое замыкание произойдет на одной из защищаемых линий, в этом случае разница токов будет иметь определенное значение, необходимое для срабатывания защиты. С помощью данной системы в основном выполняется дифференциальная защита линии электропередачи, проложенной по воздуху. В случае аварии выбирается и отключается только поврежденная линия.

В конструкцию системы входит токовое реле, выполняющее пусковую функцию, и включающееся также, как и в продольной защите с участков направления мощности. Оно включается на разницу токов в защищаемых линиях и в соответствии с напряжением шин на подстанции. Подача оперативного тока осуществляется на реле защиты путем последовательного соединения вспомогательных контактов, установленных на защищаемых линиях. За счет этого защита автоматически выводится из действия, когда отключается хотя-бы одна из линий. Таким образом, исключается не селективное действие защиты в случае внешнего короткого замыкания.

Дифференциальная защита генератора

В электрической сети иногда могут возникнуть межфазные короткие замыкания на участке от оборудования до трансформатора тока. Для предупреждения подобных ситуаций применяется дифференциальная токовая защита устройств, в том числе и генераторов. В основном используются продольные системы, отличающиеся абсолютной селективностью. Они наиболее эффективны для генераторов, обладающих средней и высокой мощностью. В состав защиты входят дифференциальные реле в количестве трех единиц.

При наличии заземления нейтрали генератора обеспечивается дифференциальная защита от коротких замыканий на землю. Однофазные короткие замыкания предупреждаются с помощью чувствительной защитной системы, при которой выполняется сравнение токов нулевой последовательности. Данные токи протекают с обеих сторон обмоток статора.

Для того чтобы исключить неправильное действие защиты при внешнем коротком замыкании, выполняется блокировка дифференциальной защитной системы. В первую очередь это касается больших токов, при которых возникает насыщение трансформаторов тока. Блокировка производится, когда один из максимальных токов фаз превышает свое установленное заданное значение. Защитные устройства срабатывают в тех случаях, когда появляется напряжение с нулевой последовательностью и определенной величиной. Дополнительно происходит контроль над величиной угла между токами нулевой последовательности сторон в обмотках статора. За счет этого значительно повышается селективность в случае внешнего однофазного короткого замыкания.

В некоторых случаях допускается применение поперечной дифференциальной защиты генератора. Таким образом, предупреждаются витковые замыкания в обмотке статора, когда имеются параллельные ветви статорных обмоток и существует возможность для сравнения токов в ветвях всех фаз. Дифференциальная защита генератора устанавливается отдельно для каждой фазы, поэтому реакция на межвитковые замыкания касается только своей фазы.

Дифференциальная защита трансформатора

Дифференциальный автоматический выключатель

Что такое дифференциальный ток

Токовая защита нулевой последовательности

УЗО или дифференциальный автомат: что выбрать и как отличить

Объявления

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

Дифзащита генератора (Страница 1 из 2)

Чтобы отправить ответ, вы должны войти или зарегистрироваться

Сообщений с 1 по 20 из 34

1 Тема от Yerbol 2013-11-14 21:00:33

• Yerbol
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2013-11-12
• Сообщений: 12
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Тема: Дифзащита генератора

Добрый день народ.
У меня возникла проблема с определением причин срабатывания продольной диф. защиты генератора.
Снята векторная диаграмма токов: со стороны выключателя
Фаза А, I=1,097 A. угол 60L
Фаза В, I=0,857 A. угол 179L
Фаза С, I=0,867 A. угол 61С
Со стороны нулевого вывода генератора
Фаза a, I=0,877 A. угол 61C
Фаза b, I=0,196 A. угол 138L
Фаза c, I=0,864 A. угол 60L
При этом проверили сопротивление обмоток генератора на наличие межвиткового замыкания, всё идеально, также сопротивление изоляции обмоток генератора, тоже в пределах нормы. Сняли вольтамперные характеристики трансформаторов тока, тоже нормально. Явно что-то упустили.
помогите советами, не хватает квалификации, заранее благодарен.

2 Ответ от SVG 2013-11-14 21:15:21

• 
• SVG
• guest
• Неактивен

• Откуда: Гондурас
• Зарегистрирован: 2011-01-07
• Сообщений: 3,594

Re: Дифзащита генератора

с фазой В в нуле генератора какая-то ерунда. Ну и, сдаётся мне, что фазы А и С где-то надо поменять местами. Давно генераторы не ковырял. Но принцип-то один. Ну и небалансы в дифреле измерили? Нет?

3 Ответ от ShSF 2013-11-15 07:30:21

• 
• ShSF
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2011-01-17
• Сообщений: 713
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Дифзащита генератора

Векторная диаграмма ТТ выключателя генератора
http://rzia.ru/extensions/hcs_image_uploader/uploads/50000/8500/58973/thumb/p189d042nidain6linq42e1put1.JPG
фаза В вывернута.
Векторная диаграмма ТТ в нуле генератора
http://rzia.ru/extensions/hcs_image_uploader/uploads/50000/8500/58973/thumb/p189d054b81entoftvuk1kt01v3s2.JPG

По векторной диаграмме дифзащиты.
Если за точку отсчета принять векторную диаграмму выключателя генератора то:
1. Поворачиваем фазу В на 180 градусов.
Тогда на ТТ в нуле генератора надо :
1. Поменять местами фазы А и С.
2. Повернуть все фазы на 180 градусов.
3. Разобраться почему ток в фазе В мал. Может чем-то зашунтирован.
Хотя может более правильнее начать с 3 пункта.

4 Ответ от falcon 2013-11-15 08:28:43

• falcon
• guest
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2011-01-20
• Сообщений: 800
• Репутация : [ 2 | 0 ]

Re: Дифзащита генератора

#3,

Векторная диаграмма ТТ выключателя генератора
фаза В вывернута.

Пардон, однако, но каким таким таинственным образом вектор «Фаза В, I=0,857 A. угол 179L» оказался в первом квадранте, тогда как он должен быть практически на границе II-го и III-го?

5 Ответ от scorp 2013-11-15 08:41:42

• scorp
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2011-01-07
• Сообщений: 4,831

Re: Дифзащита генератора

для начала надо правильно построить первую векторную диаграмму,затем со второй разбираться

6 Ответ от rimsasha 2013-11-15 08:49:26

• rimsasha
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2011-01-12
• Сообщений: 902
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Дифзащита генератора

#1,

Похоже у вас со стороны нулевых выводов неправильно собраны токовые цепи, с фазой «B» вообще не понятно (возможно две земли).

Первое предположение, что фаза «А» и «С» перепутана маркировка, фазу «В» — закоротили где то, но ко всему в добавок по моей версии, нужно перекручивать концы от трансформаторов тока что бы вывернуть токи на 180 градусов. А начать с замеров небалансов по всем плечам. После переборки цепей — прогрузить.

7 Ответ от SVG 2013-11-15 09:06:41

• 
• SVG
• guest
• Неактивен

• Откуда: Гондурас
• Зарегистрирован: 2011-01-07
• Сообщений: 3,594

Re: Дифзащита генератора

Векторная диаграмма ТТ выключателя генератора фаза В вывернута.

Как раз на выключателе всё более-менее.

8 Ответ от SVG 2013-11-15 09:42:18

• 
• SVG
• guest
• Неактивен

• Откуда: Гондурас
• Зарегистрирован: 2011-01-07
• Сообщений: 3,594

Re: Дифзащита генератора

Первое предположение, что фаза «А» и «С» перепутана маркировка, фазу «В» — закоротили где то, но ко всему в добавок по моей версии, нужно перекручивать концы от трансформаторов тока что бы вывернуть токи на 180 градусов.

Согласен. Только вот про 180. Если цифра, то не обязательно. На ЭМ — безусловно.

9 Ответ от ShSF 2013-11-15 10:23:58

• 
• ShSF
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2011-01-17
• Сообщений: 713
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Дифзащита генератора

таинственным образом вектор «Фаза В, I=0,857 A. угол 179L»

Именно таинственным. Виноват.
Ну тогда без предположений. Переделки требует звезда в нуле генератора.

10 Ответ от Yerbol 2013-11-15 11:20:20

• Yerbol
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2013-11-12
• Сообщений: 12
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Дифзащита генератора

Добрый день. Хочу поблагодарить вас за ваши отклики.Первый раз сюда пишу, не думал что так оперативно будут ответы. Причину вроде нашли. Все таки причина не в схеме, генератор до этого нормально работал, из-за ограниченности времени схему досканально не проверяли. Завтра еду на обьект. Вчера опять проверили изоляцию, отбраковали кабель со стороны выключателя, видать ли после первой проверки мы изоляцию все таки прожгли, после замены кабеля опять снимем векторную диаграмму. Все ваши замечания учтем. Я еще забыл обьяснить всю ситуацию. Работали в параллельной работе 3 генератора, автономная система. Не с того не сего вырубается все три генератора, на первом и втором выпадает блинкера пониженная частота, на третьем выпадает блинкер дифзащиты. Ну я энергетику говорю что надо вырубать 3ий генератор, мы поспорили он говорит что два генератора должны были поднять данную нагрузку, Опять включили 3 генератора, проблем не возникло, и опять через пару дней авария, все таки я был прав, еще к удивлению 3ийй генератор оказался незаземленный, ну мы заземлили его. после этого то 3 генератор вообще перестал работать, срабатывала дифзащита. Поэтому мое первое подозрение было, что все таки земля, но так как первые испытания изоляции прошли нормально мы оказались в тупике, и вот вроде надеюсь что после замены кабеля все будет нормально. Еще раз спасибо.

11 Ответ от Yerbol 2013-11-15 11:44:20

• Yerbol
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2013-11-12
• Сообщений: 12
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Дифзащита генератора

Результаты проверки я выложу, Потом еще вопрос относительно уставок МТЗ, мы произвели расчет, так как данных паспортных не было, мы взяли сверпереходное сопротивление Хd=0,125, Е=1,07 со справочника. Данные генератора
Полная мощность S, кВА 3125
Номинальное напряжение Uном., кВ 6,3
Активная мощность P, кВт 2500
Коэффициент мощности cosµ 0,8
Отношение короткого замыкания ОКЗ 0,9
Максимальное напряжение возбуждения Uвозб., В 74
Максимальный ток возбуждения Iвозб., А 287
Сверхпереходное сопротивление генератора в отн. единицах 0,125
Сверхпереходной ЭДС генератора в отн. единицах 1,08
Ток трехфазного КЗ на шинах генератора при параллельной работе трех генераторов по расчетам оказался свыше 7000 А в начальный момент времени, а при одном генераторе 2400 А. Но на практике оказалось что ток КЗ трехфазного оказался равен 2500 А при трех генераторах, как раз произошел такой случай, мы это посмотрели в регистраторе цифрового реле. Я понимаю что защита МТО срабатывает после 0,1 сек. Поэтому в реальности ток К.з. будет ниже, но не с такой же погрешностью даже с учетом всех возможных коэффициентов.Выходит данные со справочника не подходять. Генератор тип СГС-14-100, Установка ПАЭС. Короче экспериментируем, главное чтобы систему не развалили

ОПИСАНИЕ ЗАЩИТ И РАСЧЕТ ИХ УСТАВОК

РАСЧЕТ НОМИНАЛЬНЫХ ТОКОВ

ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ ОБОРУДОВАНИЯ

Тип	СВФ 1285/275-42 УХЛ4
мощность номинальная	полная
активная
номинальное напряжение
коэффициент мощности cos φ
частота
частота вращения
число фаз обмотки статора (количество параллельных ветвей)
номинальный ток статора
ток ротора при номинальной нагрузке
напряжение на кольцах ротора при номинальной нагрузке
индуктивное сопротивление по продольной оси (о.е.)	синхронное Xd
переходное X’d
сверхпереходное X»d
индуктивное сопротивление обратной последовательности Х2
емкость обмотки статора
соединение фаз обмотки статора
количество выводов генератора	главных
нейтральных
режим работы нейтрали

б) Трансформатор силовой повышающий (группа однофазных силовых повышающих трансформаторов с расщепленной обмоткой низшего напряжения)

Тип

мощность номинальная

номинальное напряжение

напряжение короткого замыкания

группа соединений

режим работы нейтрали

в) Трансформатор собственных нужд ГЭС

Тип

мощность номинальная

номинальное напряжение

напряжение короткого замыкания

группа соединений

режим работы нейтрали

г) Трансформатор агрегатных собственных нужд(если есть)

Тип

мощность номинальная

номинальное напряжение

напряжение короткого замыкания

группа соединений

режим работы нейтрали

ПЕРЕЧЕНЬ ЗАЩИТ БЛОКА ГЕНЕРАТОР-ТРАНСФОРМАТОР

Выбираем по ПУЭ согласно мощности генератора.

На главном генераторе ГГ:

· Продольная дифференциальная зашита генератора от многофазных коротких замыка­ний в обмотках статора генератора и на его выводах

· Поперечная дифференциальная защита генератора

· Защита от замыканий на землю (100%) обмотки статора генератора

· Защита от замыканий на землю обмотки ротора генератора

· Защита от повышения напряжения

· Защита обратной последовательности от токов внешних несимметричных коротких замыканий и несимметричных перегрузок генератора

· Защита от симметричных перегрузок статора

· Дистанционная защита от внешних коротких замыканий

· Защита от асинхронного режима без потери возбуждения генератора

· Защита от асинхронного режима при потере возбуждения генератора

· Защита от перегрузки обмотки ротора

· Защита от длительной форсировки

· Устройство контроля исправности цепей генераторного напряжения

· Устройство резервирования отказа выключателя (УРОВ) генератора

· Защита от понижения частоты на холостом ходу генератора

· Защита оперативного резерва

На силовом трансформаторе блока:

· Дифференциальная защита от всех видов коротких замыканий

· Устройство выбора поврежденной фазы трансформатора, охватывающее обмотку ВН (Дифференциальная защита нулевой последовательности)

· Защита от частичного пробоя изоляции высоковольтных вводов (КИВ)

· Токовая защита нулевой последовательности от замыканий на землю в сети 500кВ

· Резервная максимальная токовая защита

· Защита от замыканий на землю на стороне 15,75кВ трансформатора блока

· Защита от потери охлаждения

· Контроль тока и напряжения для пуска пожаротушения трансформатора блока

· Реле тока охлаждения трансформатора блока

На трансформаторе СН ГЭС:

· Дифференциальная защита от всех видов коротких замыканий

· Максимальная токовая защита с комбинированным пуском по напряжению

· Защита от перегрузки

· Реле тока охлаждения

· Реле тока блокировки PПН

На агрегатном трансформаторе СН (если есть):

· Максимальная токовая защита

· Защита от коротких замыканий в сети 0,4кВ.

ОПИСАНИЕ ЗАЩИТ И РАСЧЕТ ИХ УСТАВОК

5.1 Продольная дифференциальная защита генератора (I∆G)

Продольная дифференциальная защита генератора является основной быстродействую­щей чувствительной (Iср

Номинальный ток генератора: Iном. = 26100 А.

Коэффициент трансформации трансформаторов тока: ή_тт=30000/5А.

1) Начальный ток срабатывания определяет чувствительность защиты при малых тор­мозных токах. Величина Icp.oвыбирается с учетом возможности отстройки защиты от тока не­баланса номинального режима:

где Кодн =0,5 — коэффициент однотипности трансформаторов тока;

f_i=0,1- относительная погрешность трансформаторов тока.

Уставка выбирается из условия:

где Кн = 2 — коэффициент надежности.

Принимаем уставку: Icp.o= (0,15÷ 0,20) Iн.

2) Коэффициент торможения Кг определяет чувствительность защиты к повреждениям при протекании тока нагрузки. Величина Кт выбирается с учетом отстройки защиты от токов небаланса, вызванных погрешностями трансформаторов тока при сквозных коротких замыка­ниях.

Максимальный ток небаланса при внешнем трехфазном коротком замыкании равен:

где К_АП = 2 – коэффициент апериодической составляющей;

fi=0,1- относительная погрешность трансформаторов тока;

Кодн =0,5 — коэффициент однотипности трансформаторов тока (0,5-для однотипынхТТ, 1,0 для разных ТТ);

Iмакс — максимальный ток через трансформаторы тока в линейных выводах при внешнем трехфазном коротком замыкании в цепи генераторного напряжения, определяемый как:

Коэффициент торможения выбирается из условия:

где К_Н = 2 – коэффициент надежности;

Iт — ток трехфазного короткого замыкания на выводах генератора

Принимаем уставкуКт = 0,3 ÷0,5.

3) Уставка начального торможения (увеличивает зону работы защиты без торможения) равна:

4) Тормозной ток В определяет точку излома характеристики срабатывания. При выборе В должно выполняться условие:

Принимаем типовое значение уставки В = 1,5 (при этом условие выполняется).

4) Для обеспечения надежной работы при больших токах короткого замыкания в зоне действия, предусматривается токовая отсечка с током срабатывания I_ОТС = 2÷12Iном.

Принимаем уставку: I_ОТС = 6Iном.

На рисунке 1 приведена характеристика срабатывания дифференциальной защиты генератора, на рисунке 2 – трансформатора.

5.2 Защита от замыканий на землю обмотки статора генератора (Un (Uo).

Защита обеспечивает 100% охват обмотки статора генератора, работающего в режиме изолированного блока и не имеющего гальванической связи с системой собственных нужд.

Защита выполнена с помощью двух органов напряжения:

1) Первый орган (U₀) реагирует на основную составляющую напряжения нулевой последова­тельности U₀ и защищает 85-95% витков обмотки статора со стороны фазных выводов; U₀ включается на напряжение нулевой последовательности3U₀ ТН линейных выводов генератора, измеряемое обмоткой «разомкнутый треугольник».

Напряжение срабатывания органа основной гармоники выбирается из условия отстройки от действующего значения напряжения нулевой последовательности основной час­тоты обусловленного электростатической индукцией силового трансформатора блока (Uoэл.ст.) при КЗ на землю на стороне ВН.

Расчет Uoэл.ст. выполнен в соответствии с методикой, рекомендованной Руководящими Указаниями (вып.5).

Расчетное значение Uoэл.ст. = 317 В.

Напряжение срабатывания защиты определится из выражения:

2) Второй орган (U₀₃) реагирует на соотношение напряжений третьей гармоники в нейтрали и на выводах генератора и защищает часть витков обмотки статора со стороны нейтрали (зависит от Кт). Состоит из двух контуров, рабочего и тормозного.

Рабочая цепь U₀₃ включается на напряжения нулевой последовательности на выводах генератора (U∆) и в его нейтрали (Un), а тормозная цепь включается на напряжение нулевой последовательно­сти в нейтрали генератора (Un).При этом, орган U₀₃ реагирует только на отношение абсолютных значений третьей гармоники указанных напряжений, в соответствии с условием срабатывания защиты:

где – рабочее напряжение,

– тормозное напряжение,

К_Т – коэффициент торможения.

Расстояние от нейтрали генератора до места замыкания в обмотке статора зависит от Кт:

Например при Кт=1,5 орган U₀₃ работает селективно и защищает 28,6% обмотки статора со стороны нейтрали.

Принцип действия продольной и поперечной токовой дифзащиты

Принцип действия продольной дифференциальной токовой защиты

Эта защита основана на сравнении токов в начале и конце защищаемого элемента. Для выполнения защиты линии на ее концах устанавливаются измерительные трансформаторы тока с одинаковыми коэффициентами трансформации.

Вторичные обмотки трансформаторов тока одноименных фаз и обмотка реле соединяются так, чтобы при коротком замыкании вне зоны, ограниченной измерительными трансформаторами, ток в реле отсутствовал, а при повреждении внутри зоны был равен току короткого замыкания.

Применяются две возможные схемы выполнения дифференциальной защиты: с циркулирующими токами и с уравновешенными напряжения. С циркулирующими токами: схема получается путем параллельного соединения вторичных обмоток трансформаторов тока ТАI, ТAII и обмотки реле тока КА. При этом ток в реле İ_р определяется с учетом принятых условных положительных направлений токов İ_1I и İ_1II по концам защищаемой линии Л.

С учетом положительных направлений в нормальном режиме, а также при внешних коротких замыканиях ток в реле равен геометрической разности вторичных токов:

При равенстве первичных токов İ_1I и İ_1II и отсутствии погрешностей измерительных трансформаторов вторичные токи İ_2I = İ_2II , поэтому ток в реле I_р = 0 и защита не срабатывает. В этом случае вторичные токи İ_2I и İ_2II циркулируют только по вспомогательным проводам, соединяющим вторичные обмотки трансформаторов тока.

При повреждении в зоне токи İ_1II и İ_2II при показанном условном положительном направлении становятся отрицательными, вследствие чего токи İ_2I и İ_2II в обмотке реле складываются: İр= İ_2I + İ_2II =İ_2к . При одностороннем питании один из токов, например İ_2II , равен нулю. При этом ток İ_2I не может замыкаться через вторичную обмотку второго трансформатора тока, так как трансформатор тока работает в режиме источника тока (сопротивление обмотки реле во много раз меньше внутреннего сопротивления трансформатора тока). Весь ток İ_2I проходит через реле. Таким образом, при коротком замыкании в зоне ток в реле İ_р определяется током İ_к в точке повреждения. При этом защита срабатывает, если I_Р > I_cp.

Следовательно, продольная дифференциальная защита действует при повреждениях в зоне и не реагирует на внешние короткие замыкания и токи нормальной работы, т.е. она обладает абсолютной селективностью. Эта принципиальная особенность дает возможность выполнять защиту без выдержки времени, а при выборке тока срабатывании — не учитывать токов нагрузки.

В действительности трансформаторы тока имеют погрешности. Поэтому, несмотря на равенство первичных токов, вторичные токи İ_2I и İ_2II при нормальной работе и внешних коротких замыканиях не одинаковы по абсолютному значению и не совпадают по фазе и в реле появляется ток, называемый током небаланса I_нб . Для исключения неправильной работы дифференциальной защиты ток срабатывания реле должен выбираться с учетом токов небаланса.

Поперечная дифференциальная токовая защита

Принцип действия защиты и выбор тока срабатывания.

Эта защита основана на сравнении токов одноименных фаз параллельных цепей с мало отличающимися параметрами. Для осуществления защиты используют трансформаторы тока с одинаковыми коэффициентами трансформации, установленные со стороны питающих шин А. Реле тока КА включается на разность токов двух одноименных фаз сдвоенной линии по схеме с циркулирующими токами. При принятом условном положительном направлении токов от шин в линию ток в реле İ_р = İ_2I – İ_2II . Поэтому, как и в продольной дифференциальной защите, при нормальной работе и внешних коротких замыканиях (за пределами сдвоенной линии в точке K₁) по обмотке реле проходит только ток небаланса.

Ток срабатывания реле тока выбирается по условию I_с.р = k_зап I_{нб.рсч.max} при k_зап = 1,3. Максимальный расчетный ток небаланса для защиты линий с одинаковыми параметрами определяется по выражению :

Учитывая изложенное о возможных погрешностях трансформаторов тока и о апериодической составляющей, можно принять k_одн k_ап =1,0.

При коротком замыкании на одной из линий равенство токов İ_2I и İ_2II нарушается, в реле появляется ток. Если İ_р = | İ_2I – İ_2II | > İ_c.p, то реле срабатывает и отключает выключатель Q линии.

Мертвая зона защиты.

При удалении точки короткого замыкания от места установки защиты ток в поврежденной линии уменьшается, а в неповрежденной возрастает, вследствие чего ток I_р в обмотке реле уменьшается так, что при повреждении вблизи шин противоположной подстанции, он становится меньше тока срабатывания. При этом защита отказывает в действии. Длина участка l_м.з , при повреждении в пределах которого защита не работает из-за недостаточного тока в реле, называется мертвой зоной поперечной дифференциальной токовой защиты.

Согласно требованиям, длина мертвой зоны не должна превышать l_м.з

Оценка защиты.

Защита по принципу действия не защищает сборки сдвоенной линии и шины подстанции, а в случае отключения одной из цепей должна выводиться из действия, так как ее ток срабатывания в общем случае оказывается не отстроенным от тока оставшейся в работе цепи и защита не имеет выдержки времени. Это, а также наличие мертвой зоны являются недостатком защиты, исключающим возможность ее применения в качестве единственной защиты сдвоенных линий.

Поперечная дифференциальная токовая защита не способна определить, на какой из параллельных цепей имеется повреждение, поэтому она не может быть использована для параллельных линии с выключателями на каждой из них, когда требуется и имеется возможность отключать только поврежденную линию. Такая возможность появляется и на сдвоенной линии, если разъединители в ее параллельных цепях снабжены приводами с дистанционным управлением. В этом случае действие защиты может быть согласовано с работой устройства АПВ линии. При повреждении любой параллельной цепи защита сначала отключает выключатель Q , после этого отключается разъединитель QS1 или QS2 поврежденной цепи, а затем выключатель включается.

Читайте также:

1. Трансформатор холостого хода генератора
2. Трехфазный генератор в машине
3. Тяговый генератор тепловоза тэм2
4. Уаз с генератором от пазика
5. Уличный короб для генератора
6. Уровень масла в генераторе хонда
7. Установка генератора в краснодаре
8. Установка ремня генератора golf 4