Защита синхронного генератора
В перспективе защиты устройства генераторы представляют собой специальный класс оборудования для электросетей, поскольку неисправности очень редки, но могут быть очень разрушительными и, следовательно, очень дорогостоящими, когда они возникают. Если для большинства утилит целостность генерации должна быть сохранена, избегая ошибочного отключения, удаление генератора в случае серьезной неисправности также является первичным, если не абсолютным требованием.
Защита дисбаланса напряжения синхронного генератора (код ANSI 60)
Кроме того, должна быть предусмотрена защита от задержек, которые обычно не встречаются в других типах оборудования, таких как перенапряжение, перевозбуждение, ограниченная частота или диапазон скоростей и т. Д.
Рисунок 0 - Типичная схема защиты генератор-трансформатор
В таблице ниже приведен список защитных реле и их функций, наиболее часто встречающихся в схемах защиты генераторов. Эти реле реализованы, как показано на однолинейной диаграмме рис., Как показано в столбце «Тип реле», большинство защитных реле, обнаруженных в схемах защиты генераторов, не являются специфическими для этого типа оборудования, но являются более универсальными типами.
| ANSI | Описание функции | Тип реле |
| 87G | Защита фазных фазных генераторов | Дифференциальная защита |
| 87T | Дифференциальная защита ступенчатого трансформатора | Дифференциальная защита |
| 87U | Комбинированный дифференциальный трансформатор и защита генератора | Дифференциальная защита |
| 40 | Защита от потери напряжения поля или тока | Смещение реле mho |
| 46 | Защита от текущего дисбаланса. Измерение тока фазной отрицательной последовательности | Реле максимального тока |
| 32 | Антикоррозионная защита | Реверсивное реле |
| 24 | Защита от возбуждения | Реле Volt / Hertz |
| 59 | Защита от перенапряжения фаз | Реле защиты от перенапряжения |
| 60 | Обнаружение плавких предохранителей | Реле баланса напряжения |
| 81 | Защита от пониженной и повышенной частоты | Частотные реле |
| 51V | Резервная защита от сбоев системы | Реле защиты от перенапряжения или напряжения с ограничением по времени |
| 21 | Резервная защита от сбоев системы | Дистанционное реле |
| 78 | Защита от потери синхронизации | Сочетание смещения mho и слепых |
Теперь давайте рассмотрим конкретную защиту ANSI 60 - Обнаружение предохранителей с раздутым трансформатором напряжения.
Потеря сигнала фазы напряжения
Потеря сигнала фазы напряжения может быть вызвана рядом причин. Основной причиной этой неприятности является раздутый предохранитель в цепи трансформатора напряжения. Другими причинами могут быть ошибка проводки, отказ трансформатора напряжения, открытие контакта, неправильная эксплуатация и т. Д.
Поскольку целью этих ВТ является обеспечение сигналов напряжения для защитных реле и регулятора напряжения, непосредственным эффектом потери VT-сигнала будет возможная неправильная эксплуатация некоторых защитных реле и причина чрезмерного возбуждения генератора регулятором напряжения.
Среди защитных реле, которые могут быть затронуты потерей сигнала VT, являются:
- Функция 21 - реле расстояния. Резервное копирование сбоев фазы системы и генератора.
- Функция 32 - Реверсивное реле мощности. Функция защиты от мотора, последовательное отключение и непреднамеренные функции включения.
- Функция 40 - Защита от потери поля.
- Функция 51V - реле максимального тока с ограничением по напряжению.
Обычно эти функции должны блокироваться, если обнаружено состояние отказа предохранителя.
Для крупных генераторов принято использовать два набора трансформаторов напряжения для защиты, регулирования напряжения и измерения.
Поэтому наиболее распространенной практикой потери потери сигналов VT является использование реле баланса напряжения, как показано на рисунке 1, для каждой пары вторичных фазных напряжений. Когда срабатывает предохранитель, отношение напряжения становится несбалансированным, и реле работает. Как правило, дисбаланс напряжения будет установлен на уровне около 15%.
Рисунок 1 - Пример реле баланса напряжения
Появление цифровых реле позволило использовать сложные алгоритмы на основе симметричных компонентов для обнаружения потери сигнала VT.
Когда возникает ситуация потери одного или нескольких сигналов VT, возникают следующие условия:
- Будет падение напряжения положительной последовательности, сопровождаемое увеличением величины напряжения отрицательной последовательности. Величина этого падения будет зависеть от количества фаз, на которые влияет отказ плавкого предохранителя.
- В случае потери сигнала VT и вопреки условию неисправности не должно быть никаких изменений в величинах и фазах тока. Следовательно, токи с отрицательной и нулевой последовательностью должны оставаться ниже небольшого значения допуска. Состояние отказа можно отличить от потери сигнала VT, контролируя изменения положительного и отрицательного уровней тока. В случае потери сигналов VT эти изменения должны оставаться ниже небольшого уровня допуска.
Все вышеуказанные условия могут быть включены в сложную логическую схему, чтобы определить, действительно ли было условие потери сигнала VT или неисправности.
Рисунок 2 - Выполнение симметричного компонента обнаружения отказа плавкого предохранителя
На рисунке 2 представлена логическая реализация однократного и двойного плавкого предохранителя трансформатора напряжения на основе симметричных компонентов.
Если в течение времени, превышающего T1, соблюдаются следующие условия (и условие):
- Напряжение положительной последовательности ниже заданного значения напряжения SET_1,
- Напряжение отрицательной последовательности выше установленного значения напряжения SET_2,
- Существует такое небольшое значение тока, что ток I1 положительной последовательности находится выше небольшого установленного значения SET_4, а токи I2 и I2 отрицательной и нулевой последовательности не превышают маленькое заданное значение SET_3,
то условие отказа предохранителя будет подниматься до одного и оставаться в этом состоянии благодаря эффекту защелки. Сбой предохранителя определенной фазы может быть обнаружен путем контроля уровня напряжения каждой фазы и сравнения его с заданным значением SET_5. Как только напряжение положительной последовательности вернется к значению, превышающему заданное значение SET_1, и напряжение отрицательной последовательности исчезнет, условие отказа предохранителя возвращается в нулевое состояние.
Ссылка: Руководство по электротехнике - LL Grigsby (Книга с твердым переплетом из Amazon)