Защита и автоматика синхронных генераторов.

[Jonny1990]

Как все уже знают, что в процессе эксплуатации синхронных генераторов возможны повреждения обмоток ротора, статора и ненормальные режимы работы.
К повреждениям обмотки статора относится многофазное короткое замыкание, однофазное замыкание на землю, замыкание между витками одной фазы.
При возникновении электрической дуги в месте повреждения разрушается изоляция, а иногда даже может выплавиться значительную часть магнитопровода. Для того, чтобы ограничить масштабы повреждения предусмотрена быстродействующая защита от многофазных коротких замыканий.
Синхронные генераторы напряжением выше 1000 В обычно работают в режиме с изолированной или включенной через дугогасящий реактор с нейтралью. Если ток замыкания на землю более 5 А, то защита действует на включение, а до 5 А на сигнал. Самое главное, что принципы выполнения защит такие же как и для ЛЭП в сетях с изолированной нейтралью.
Для синхронных генераторов до 1000 В токи однофазных замыканий на землю большие и защита должна действовать строго на отключение. Нужно знать, что межвитковые замыкания также опасны как и многофазные короткие замыкания, поэтому в таком случае необходима быстродействующая защита.
К повреждениям обмотки ротора относится замыкание в одной и во второй точках, так как цепь возбуждения выполняется только изолированной, то замыкание на землю считается замыканием на магнитопровод ротора. Когда замыкание происходит в двух точках, тогда часть обмотки ротора будет закорочена, а ток в обмотке возрастет и полностью перекроет ее, а вот магнитный поток в свою очередь искажается, вызывая при этом вибрацию у ротора. Такая ситуация очень опасна для явнополюсных машин, то есть гидрогенератор при замыкании в одной точке защиты работает на сигнал, а во второй точке на отключение.
А вот на турбогенераторах периодически контролируется сопротивление изоляции и при появлении замыкания в одной точке вводится защита от замыканий во второй точке.
Возможно, кто-то не знает, что такое ненормальный режим работы синхронного генератора. Попытаюсь объяснить это сверхтоки при симметричных и несимметричных перегрузках при внешних коротких замыканиях, а также повышения напряжения.
При внешних коротких замыканиях, когда происходит случай отказа защиты поврежденного элемента у синхронных генераторов предусмотрена специальная защита от внешних коротких замыканий.
Вообще при несимметричных коротких замыканиях появляются составляющие обратной последовательности, создается магнитное поле, которое вращается встречно, а именно относительно вращения ротора. В обмотке ротора индуктируются токи, которые дополнительно нагревают ее, а потом возникает пульсирующий момент вызывающий вибрацию генератора. Длительно допустимым током для турбогенератора считается такая ситуация когда неравномерность токов составляет 10%, а для гидрогенераторов 20%.
Повышение напряжение синхронного генератора возникает при внезапном сбросе нагрузки и при этом возрастает частота вращение ротора. Вы должны знать, что у паровых турбин регуляторы частоты быстродействующие, а у гидротурбин медленные, а поэтому напряжение может возрастать в 1,5-2 раза, поэтому в таком случае необходимо предусмотреть защиту от повышения напряжения.
Самой главной особенностью защит синхронных генераторов является то, что кроме отключение поврежденного генератора от сети должен быть отключен ток возбуждения – автомат гашения поля (АГП) возбуждения генератора.
Кроме всех защит на синхронных генераторах имеются устройства автоматики для поддержания напряжения в системе. Применяются автоматического регулирования возбуждения, которые всем вам известны, а именно АРВ. Для того, чтобы включить синхронный генератор на параллельную работу нужно устройство автоматической синхронизации.
В данной теме я высказал все свои знания по теме защиты и автоматики синхронных генераторов. Если у вас есть какие-то конкретные вопросы по теме или возможно даже не только по ней, вы можете смело задавать их. Я постараюсь дать вам ответы на все интересующие вас вопросы.
Возможно, вы захотите высказать какое-то свое мнение относительно данной темы или предложить какую-то альтернативную тему, в которой вы хотите пообщаться. Однозначно поддержу любую тему, и будем ее развивать.
Будем надеяться, что вам понравилась данная тема. Хотя конструктивную критику воспринимаю адекватно. Жду ваших сообщений.