Защиты генератора какие бывают
10-1. Повреждения и ненормальные режимы работы синхронных генераторов. Типы защит генераторов
а) Повреждения обмотки статора
Многофазные короткие замыкания относятся к наиболее тяжелым повреждениям генератора. Они сопровождаются большими токами, в несколько раз превышающими номинальный ток генератора. Для защиты от многофазных коротких замыканий, вызывающих значительные разрушения в статоре, на всех генераторах мощностью выше 1 000 кВт при наличии выводов отдельных фаз со стороны нейтрали устанавливается продольная дифференциальная защита, действующая на отключение генератора.
На генераторах малой мощности для защиты от многофазных коротких замыкании допускается применение более простых устройств: максимальной токовой защиты или отсечки, установленной со стороны выводов генератора, а также автоматов или плавких предохранителей.
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.
10-3. Поперечная дифференциальная защита
Продольная дифференциальная защита не действует при витковых замыканиях в обмотке статора, так как в этом случае токи, проходящие со стороны выводов и нулевой точки, одинаковы, вследствие чего ток в реле отсутствует.
Для защиты генераторов, имеющих две параллельные ветви и более, применяется специальная поперечная дифференциальная защита, которая реагирует на разность токов, проходящих в параллельных ветвях обмотки статора. Принцип действия защиты такой же, как у поперечной дифференциальной (восьмерочной) защиты параллельных линий (см. гл. 8). В нормальном режиме в параллельных ветвях проходят равные токи, и в реле попадает только ток небаланса. При замыкании между витками одной из параллельных ветвей равенство токов нарушается, и реле срабатывает.
10-4. Защита от однофазных замыканий на землю
а) Назначение защиты
Для уменьшения тока замыкания на землю в сети генераторного напряжения, что существенно повышает надежность эксплуатации генераторов и кабельных сетей, генераторы напряжением 2 кВ и выше, как правило, работают с изолированной нулевой точкой.
10-5. Токовые защиты от внешних коротких замыканий и перегрузки
а) Максимальная токовая защита с блокировкой по напряжению
Максимальная токовая защита устанавливается для защиты генераторов от сверхтоков, вызванных внешними короткими замыканиями. Три максимальных реле тока T1 включены на фазные токи генератора (рис. 10-10). При таком включении токовых реле обеспечивается срабатывание защиты при любом виде короткого замыкания как в сети генераторного напряжения, так и на стороне высшего напряжения силовых трансформаторов, соединенных по схеме 
10-6. Защита от повышения напряжения
Защита, схема которой показана на рис. 10-13, состоит из реле напряжения, включенного на междуфазное напряжение генератора, и реле времени для предотвращения срабатывания защиты при кратковременном повышении напряжения.
10-7. Защита цепи возбуждения от замыканий на землю
а) Защита от замыкания на землю в одной точке
Для периодического контроля состояния изоляции цепей возбуждения используется вольтметр, один зажим которого связан с землей, а второй поочередно подсоединяется к полюсам ротора. Если изоляция ротора хорошая, замеры вольтметра в обоих случаях будут близки к нулю. При замыкании на землю в роторе вольтметр замерит величину напряжения каждого полюса относительно земли. Для того чтобы точнее замерить величину сопротивления изоляции ротора относительно земли, необходимо использовать вольтметр с высоким сопротивлением.
На гидрогенераторах и синхронных компенсаторах рекомендуется устанавливать специальную защиту, действующую на сигнал. На рис. 10-15 приведена принципиальная схема такой защиты, которая может применяться на гидрогенераторах при емкости цепи возбуждения относительно земли не больше 0,5 мкФ.
10-8. Защита ротора от перегрузки
Как уже отмечалось выше, не допускается длительная перегрузка обмотки ротора мощных турбогенераторов с непосредственным охлаждением. Для предотвращения повреждения ротора при перегрузке предусматривается специальная защита, а также выполняется ограничение длительности форсировки возбуждения.
Наиболее полноценная защита ротора от перегрузки может быть осуществлена с помощью реле, имеющего характеристику, зависимую от тока ротора. Такая защита разработана во Всесоюзном научно-исследовательском институте релестроения (ВНИИР) и установлена в опытную эксплуатацию на нескольких мощных турбогенераторах. Однако вследствие отсутствия достаточного опыта эксплуатации таких защит в настоящее время на турбогенераторах с непосредственным охлаждением обмоток устанавливается временная защита с независимой характеристикой. Варианты выполнения временной защиты ротора от перегрузки приведены на рис. 10-18.
10-9. Полная схема защиты генератора
На рис. 10-20 показана полная схема защиты турбогенераторов типов ТВФ-60-2 и ТВФ-100-2, работающих на шины генераторного напряжения.
На генераторе установлены следующие защиты: продольная дифференциальная с реле РНТ (1, 2, 3); защита от замыканий па землю (4, 5, 17, 25, 26); поперечная дифференциальная защита с реле РТФ (13); токовая защита обратной последовательности (8 — 12, 15, 16, 20 — 24); токовая защита с блокировкой минимального напряжения (7, 14, 19); токовая защита от перегрузки (6, 18).
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.
Источник
Виды защит генераторов
Назначение и общие принципы выполнения защиты. В качестве основной РЗ от междуфазных КЗ в генераторе применяется быстродействующая продольная дифференциальная РЗ.Эта РЗ , выполняемая по схеме с циркулирующими токами, подключается к ТТ, установленным со стороны линейных выводов и со стороны нулевой точки генератора; в зону ее действия входят обмотки, выводы статора , а для генераторов, работающих на сборные шины,- кабели или шины, соединяющие генератор с его выключателем.
Разновидности схем продольных дифференциальных защит. На рис.17.3 и 17.4 приведены три основные схемы дифференциальных РЗ. Первая схема (рис 20 а, б) выполнена с помощью двух реле типа РНТ-565. Подобная схема обычно применяется на генераторах небольшой мощности ( менее 30МВт).Ток срабатывания при этом допускается принимать равным (1,3 — 1,4) Iном. При такой уставке срабатывания дифференциальная РЗ , 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 ТТ.
При этом для сигнализации обрыва соединительных проводов дифференциальной РЗ в нулевой провод токовых цепей включается токовое реле КА0 (рис 20 а), уставка срабатывания которого принимается равной (20-30%)Iном.
Недостатком первой схемы РЗ по рис. 20 ,а является то, что она не срабатывает при двойном замыкании на землю (одно в сети, другое в обмотке статора),если в генераторе замыкается на землю фаза статора, на которой отсутствуют ТТ РЗ (рис. 17.5). Для отключения генератора в этом случае предусматривается дополнительное токовое реле в схеме РЗ от замыканий на землю с ТТНП, действующее без выдержки времени на отключение (см.ниже).
Вторая, наиболее распространенная схема, применяется на генераторах с косвенным охлаждением обмоток, средней мощности от 30 до 160 МВт приведена на рис 20, в, г. Она выполняется в трехфазном исполнении с помощью реле РНТ-565 с
Улучшенной отстройкой от апериодической составляющей тока небаланса, для чего сопротивление в короткозамкнутой обмотке реле принимается наибольшим (10 Ом). Ток срабатывания РЗ с РНТ обычно принимается равным (0,5-0,6)Iном.г . Защита при этом оказывается надежно отстроенной от тока небаланса.
Рис. 21. Дифференциальная защита с торможением : а – схема защиты; б – тормозная х-ка ДЗТ-11/5; в – схема включения ДЗТ-11/5 для мощн.ген.
Третья схема (рис 21, а) найболее совершенная,она сочетает два принципа отстройки РЗ от тока небаланса : торможение ,при котором ток Iс.р автоматически увеличивается с ростом тока КЗ , и применение НТТ. В результате такого сочетания РЗ весьма надежно отстраивается от тока небаланса как в установившемся , так и в переходном режимах и обладает высокой чувствительностью при КЗ и генераторе. Ток срабатывания такой РЗ Iс.з = 0,15Iном. Подобная схема РЗ устанавливается на турбогенераторах мощностью 160МВт и более. В качестве дифференциального реле применяется токовое реле ДЗТ-11/5 с торможением от тока КЗ. Реле ДЗТ-11/5 [15] имеет такую же, как и все реле серии ДЗТ-11,магнитную систему , но отличается в части первичных обмоток, рабочая обмотка Wр имеет одно ответвление — в ее середине (рис 17.4, в). Обмотка Wр включена на разность токов ТТ ТАI и ТАII . По рабочей обмотке проходит ток Ip = I1в — I2в . Тормозная обмотка Wт включена на ток ТАI , установленного на линейных выводах генератора.
Назначение и виды защит от внешних КЗ. Защиты генераторов от внешних КЗ служит для отключения генераторов при повреждениях на сборных шинах электростанций или на отходящих от них присоединениях при отказе РЗ или выключателей этих элементов.
В тех случаях, когда сборные шины генераторного напряжения не имеют специальной РЗ, защита генератора от внешних КЗ служит основной РЗ от повреждений на шинах. Защита от внешних КЗ дополнительно используется для
резервирования дифферециальной РЗ генератора при между фазных КЗ в нем.Защита должна подключаться к ТТ, установленным со стороны нулевых выводов генераторов, благодаря чему обеспечивается ее срабатывание от тока генератора при повреждении а его обмотках статора. В качестве РЗ генераторов от внешних КЗ применяются МТЗ с блокировкой (пуском) по напряжению , МТЗ ОП.
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Источник
Защиты генератора какие бывают
10-1. Повреждения и ненормальные режимы работы синхронных генераторов. Типы защит генераторов
а) Повреждения обмотки статора
Многофазные короткие замыкания относятся к наиболее тяжелым повреждениям генератора. Они сопровождаются большими токами, в несколько раз превышающими номинальный ток генератора. Для защиты от многофазных коротких замыканий, вызывающих значительные разрушения в статоре, на всех генераторах мощностью выше 1 000 кВт при наличии выводов отдельных фаз со стороны нейтрали устанавливается продольная дифференциальная защита, действующая на отключение генератора.
На генераторах малой мощности для защиты от многофазных коротких замыкании допускается применение более простых устройств: максимальной токовой защиты или отсечки, установленной со стороны выводов генератора, а также автоматов или плавких предохранителей.
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.
10-3. Поперечная дифференциальная защита
Продольная дифференциальная защита не действует при витковых замыканиях в обмотке статора, так как в этом случае токи, проходящие со стороны выводов и нулевой точки, одинаковы, вследствие чего ток в реле отсутствует.
Для защиты генераторов, имеющих две параллельные ветви и более, применяется специальная поперечная дифференциальная защита, которая реагирует на разность токов, проходящих в параллельных ветвях обмотки статора. Принцип действия защиты такой же, как у поперечной дифференциальной (восьмерочной) защиты параллельных линий (см. гл. 8). В нормальном режиме в параллельных ветвях проходят равные токи, и в реле попадает только ток небаланса. При замыкании между витками одной из параллельных ветвей равенство токов нарушается, и реле срабатывает.
10-4. Защита от однофазных замыканий на землю
а) Назначение защиты
Для уменьшения тока замыкания на землю в сети генераторного напряжения, что существенно повышает надежность эксплуатации генераторов и кабельных сетей, генераторы напряжением 2 кВ и выше, как правило, работают с изолированной нулевой точкой.
10-5. Токовые защиты от внешних коротких замыканий и перегрузки
а) Максимальная токовая защита с блокировкой по напряжению
Максимальная токовая защита устанавливается для защиты генераторов от сверхтоков, вызванных внешними короткими замыканиями. Три максимальных реле тока T1 включены на фазные токи генератора (рис. 10-10). При таком включении токовых реле обеспечивается срабатывание защиты при любом виде короткого замыкания как в сети генераторного напряжения, так и на стороне высшего напряжения силовых трансформаторов, соединенных по схеме 
10-6. Защита от повышения напряжения
Защита, схема которой показана на рис. 10-13, состоит из реле напряжения, включенного на междуфазное напряжение генератора, и реле времени для предотвращения срабатывания защиты при кратковременном повышении напряжения.
10-7. Защита цепи возбуждения от замыканий на землю
а) Защита от замыкания на землю в одной точке
Для периодического контроля состояния изоляции цепей возбуждения используется вольтметр, один зажим которого связан с землей, а второй поочередно подсоединяется к полюсам ротора. Если изоляция ротора хорошая, замеры вольтметра в обоих случаях будут близки к нулю. При замыкании на землю в роторе вольтметр замерит величину напряжения каждого полюса относительно земли. Для того чтобы точнее замерить величину сопротивления изоляции ротора относительно земли, необходимо использовать вольтметр с высоким сопротивлением.
На гидрогенераторах и синхронных компенсаторах рекомендуется устанавливать специальную защиту, действующую на сигнал. На рис. 10-15 приведена принципиальная схема такой защиты, которая может применяться на гидрогенераторах при емкости цепи возбуждения относительно земли не больше 0,5 мкФ.
10-8. Защита ротора от перегрузки
Как уже отмечалось выше, не допускается длительная перегрузка обмотки ротора мощных турбогенераторов с непосредственным охлаждением. Для предотвращения повреждения ротора при перегрузке предусматривается специальная защита, а также выполняется ограничение длительности форсировки возбуждения.
Наиболее полноценная защита ротора от перегрузки может быть осуществлена с помощью реле, имеющего характеристику, зависимую от тока ротора. Такая защита разработана во Всесоюзном научно-исследовательском институте релестроения (ВНИИР) и установлена в опытную эксплуатацию на нескольких мощных турбогенераторах. Однако вследствие отсутствия достаточного опыта эксплуатации таких защит в настоящее время на турбогенераторах с непосредственным охлаждением обмоток устанавливается временная защита с независимой характеристикой. Варианты выполнения временной защиты ротора от перегрузки приведены на рис. 10-18.
10-9. Полная схема защиты генератора
На рис. 10-20 показана полная схема защиты турбогенераторов типов ТВФ-60-2 и ТВФ-100-2, работающих на шины генераторного напряжения.
На генераторе установлены следующие защиты: продольная дифференциальная с реле РНТ (1, 2, 3); защита от замыканий па землю (4, 5, 17, 25, 26); поперечная дифференциальная защита с реле РТФ (13); токовая защита обратной последовательности (8 — 12, 15, 16, 20 — 24); токовая защита с блокировкой минимального напряжения (7, 14, 19); токовая защита от перегрузки (6, 18).
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.
Источник