ОМИКРОН ОМИКРОН ОМИКРОН
Система Orphus
Релейная защита воздушных линий 110-220 кВ типа ЭПЗ-1636 [25] Расчет уставок устройств релейной защиты [24] ДИСТАНЦИОННАЯ ЗАЩИТА [18] Максимальная токовая защита [14] Проверка релейной защиты [13] Дифференциальная защита линий [12] Защита синхронных генераторов [12] Измерительные трансформаторы [10] Принципы построения измерительных и логических органов релейной защиты на полупроводниковой и интегральной базе [10] Токовая направленная защита [9] Защита электродвигателей [9] Реле [9] Защита от однофазных замыканий на землю в сети с изолированной нейтралью [8] Правила выполнения схем РЗА [8] Проверка защиты первичным током нагрузки и рабочим напряжением [8] Высокочастотные защиты [7] Защита воздушных и кабельных линий электропередачи [7] Защита трансформаторов и автотрансформаторов [7] Защита предохранителями и автоматическими выключателями [7] Защита от коротких замыканий на землю в сети с глухозаземленной нейтралью [6] Векторные диаграммы. Короткие замыкания в электрических системах [6] Действие релейной защиты при качаниях [6] Аппаратура для проверки релейной защиты [5] Защита шин [3] Особенности защиты линий и трансформаторов, подключенных к линиям без выключателей на стороне высшего напряжения [3] Оперативный ток [3] Общие сведения [3] Управление выключателями [2]

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

Токовые реле максимальной токовой защиты обычно подключаются к трансформаторам тока, установленным со стороны нулевых выводов обмотки статора. При этом защита обеспечивает также резервирование основной продольной дифференциальной защиты генератора при многофазных коротких замыканиях в обмотках статора.

Так как токовые реле будут срабатывать не только при коротких замыканиях, но и при перегрузках, когда нет необходимости отключать генератор, в схему защиты вводится блокировка по напряжению. Эта блокировка может быть выполнена с помощью трех реле минимального напряжения, включенных на междуфазные напряжения (см. гл. 7). Однако для повышения чувствительности защиты к коротким замыканиям за трансформаторами и реакторами на генераторах мощностью до 30 МВт используется обычно блокировка с двумя реле напряжения: одно реле напряжения обратной последовательности и одно минимальное реле напряжения, включенное на междуфазное напряжение (рис. 10-10).

Реле напряжения в этой схеме защиты включены так, чтобы обеспечить высокую чувствительность ко всем видам коротких замыканий. При перегрузках, не сопровождающихся значительным снижением напряжения, минимальное реле напряжения H будет держать контакт разомкнутым, предотвращая ложное срабатывание защиты.

При несимметричных коротких замыканиях сработает реле напряжения обратной последовательности H2 и разомкнет свой контакт, снимая напряжение с обмотки реле H. Реле минимального напряжения H замыкает свой контакт и подготавливает цепь на обмотку реле времени В1.

При трехфазном коротком замыкании минимальное реле напряжения H замкнет свой контакт, разрешая действовать защите.

Благодаря тому, что в цепь обмотки минимального реле напряжения включен размыкающий контакт реле H2 (рис. 10-10), чувствительность блокировки к трехфазным коротким замыканиям повышается. Действительно, поскольку в первый момент трехфазного короткого замыкания хотя бы кратковременно существует несимметрия, реле H2 разомкнет, а реле H замкнет контакт независимо от удаленности места повреждения. После того как несимметрия исчезнет и короткое замыкание станет симметричным, реле H2 замкнет контакт и на обмотку реле H будет подано напряжение. Если напряжение возврата минимального реле напряжения будет больше, чем остаточное напряжение на его обмотке, контакт реле останется замкнутым, и защита может подействовать на отключение. Поскольку при этом реле Н в рассматриваемой схеме будет работать на возврат, а напряжение возврата минимального реле напряжения превышает напряжение срабатывания, то обеспечивается более высокая чувствительность к трехфазным коротким замыканиям.

Реле напряжения Н может замкнуть свой контакт в нормальном режиме при неисправности цепей напряжения, вследствие чего будет снята блокировка токовых реле. Для того чтобы персонал мог своевременно принять меры к восстановлению цепей напряжения, в схеме предусмотрена сигнализация, срабатывающая при их повреждении. Плюс на сигнал подается через вспомогательный контакт ВК выключателя генератора, что необходимо для предотвращения действия сигнализации, когда генератор отключен.

При выполнении защиты следует иметь в виду, что недопустимо включать реле напряжения блокировки и устройства форсировки и регулирования возбуждения генератора на один трансформатор напряжения, так как в случае отключения автомата А в общих цепях напряжения это приведет к ложному срабатыванию защиты и отключению генератора.

Ток срабатывания токовых реле отстраивается от номинального тока генератора

Напряжение срабатывания минимального реле напряжения отстраивается от минимального эксплуатационного напряжения Uмин:

Для предотвращения неправильного действия защиты при самозапуске электродвигателей собственных нужд, когда напряжение на шинах генератора значительно снижается, допускается в случае необходимости уменьшать напряжение срабатывания реле напряжения до 0,5 Uном. Снижение уставки минимального реле напряжения целесообразно также на генераторах, которые могут работать в асинхронном режиме.

Напряжение срабатывания реле напряжения обратной последовательности принимается минимально возможным, отстроенным от напряжения небаланса на выходе фильтра. Обычно принимается напряжение срабатывания порядка 6 В фазных вторичных обратной последовательности на входе фильтра.

Выдержка времени защиты устанавливается на одну-две ступени больше выдержки времени защит трансформаторов и линий, отходящих от шин генераторного напряжения.

В ряде случаев защита выполняется с двумя выдержками времени: с первой через проскальзывающий контакт реле времени В1 подается сигнал на отключение выключателей трансформатора, секционных и шиносоединительных, связывающих данную секцию или систему шин с соседними, а со второй выдержкой времени — на отключение генератора.

На генераторах мощностью меньше 1 000 кВт допускается установка максимальной токовой защиты без блокировки по напряжению.

б) Максимальная токовая защита от перегрузки

Защита от перегрузки, действующая на сигнал, выполняется одним токовым реле Т2 (рис. 10-10), так как перегрузка имеет место во всех фазах. Для того чтобы защита не срабатывала при кратковременных перегрузках, в схему введено реле времени В2, термически устойчивое при длительном прохождении тока по его катушке.

Ток срабатывания токового реле Т2 отстраивается от номинального тока генератора:

Выдержка времени устанавливается больше выдержки времени максимальной токовой защиты генератора. На гидростанциях без постоянного дежурного персонала защита от перегрузки выполняется с двумя выдержками времени: с меньшей на снижение тока возбуждения для уменьшения тока статора и с большей — на отключение генератора.

в) Токовая защита обратной последовательности

Как уже отмечалось, токи обратной последовательности представляют большую опасность для генераторов. Рассмотренные же схемы максимальной токовой защиты даже при опасных для генератора токах обратной последовательности могут не сработать, если не хватит чувствительности токовых реле, включенных на фазные токи. Поэтому на генераторах мощностью выше 30 МВт для защиты от внешних несимметричных коротких замыканий применяется токовая защита обратной последовательности.

Схема такой защиты для генератора с косвенным охлаждением с реле РТ-2 (см. § 6-7) приведена на рис. 10-11.

При возникновении несимметричного короткого замыкания сработают токовые реле Т2 и Т3. Реле Т2 подаст плюс на обмотку реле времени. По истечении выдержек времени проскальзывающего и упорного контактов будут замкнуты цепи промежуточных реле, которые подействуют на отключение соответствующих выключателей.

Ток срабатывания токового реле T2 принимается равным:

Принято выбирать ток срабатывания реле Т2 так, чтобы он не превышал величинытока обратной последовательности, прохождение которого допустимо для генератора данного типа в течение 2 мин (или 120 с).

Для этого должно быть соблюдено следующее условие:

где А — постоянная величина для генератора данного типа (см. § 10-1).

Так, например, для турбогенератора с косвенным охлаждением типа ТВ (А = 20) для гидрогенераторов (А = 40)

Для того чтобы токовая защита обратной последовательности генератора не срабатывала при удаленных коротких замыканиях, когда защиты соседних элементов трансформаторов и линий не действуют, она должна быть согласована с этими защитами по чувствительности. При этом условие (10-22) не должно нарушаться. Выдержка времени защиты выбирается точно так же, как и для максимальной токовой защиты с блокировкой по напряжению.

Токовое реле T3, уставка срабатывания которого принимается чувствительнее, чем реле Т2, порядка (0,08—0,1) Iном, предназначено для сигнализации в случае возникновения несимметрии в первичной сети, сопровождающейся прохождением сравнительно небольшого тока обратной последовательности.

В схеме защиты на рис. 10-11 для действия при трехфазных коротких замыканиях предусмотрено одно токовое реле Т1 включенное на фазный ток, и одно реле напряжения Н, подключенное на междуфазное напряжение. Уставки срабатывания этих реле выбираются точно так же, как и реле максимальной токовой защиты с блокировкой по напряжению.

На мощных турбогенераторах с непосредственным охлаждением, которые значительно более чувствительны к перегрузкам токами обратной последовательности, предложено использовать токовую защиту обратной последовательности с зависимой характеристикой, обеспечивающей чувствительную и селективную защиту генератора. Такое реле типа РТФ-6 разработано и установлено на ряде генераторов. Однако опыт эксплуатации защит с зависимой характеристикой еще мал, и они не получили широкого распространения.

Для того чтобы обеспечить удовлетворительную защиту мощных турбогенераторов с непосредственным охлаждением обмоток, на них устанавливается многоступенчатая токовая защита обратной последовательности с независимой характеристикой (трех-, четырехступенчатая). На рис. 10-12 показана схема токовой защиты обратной последовательности, которая устанавливается на турбогенераторах типов ТВФ-60 и ТВФ-100, работающих на шины генераторного напряжения.

Защита выполняется с двумя устройствами фильтр-реле тока обратной последовательности типа РТФ-2. Одно из устройств РТФ-2 применяется в заводском исполнении. Чувствительное реле этого устройства Т2 используется для сигнализации, а грубое реле T1 — для второй ступени защиты. Второе устройство РТФ-2 несколько модифицируется. ' Для получения необходимых уставок срабатывания оно загрубляется путем подключения параллельно стабило-вольтам сопротивления 400—500 Ом. С помощью чувствительного элемента второго устройства РТФ-2 выполняется третья ступень защиты Т5, а грубый элемент T 4 используется для вывода из действия токовой защиты нулевой последовательности, чтобы предотвратить ее срабатывание при внешнем коротком замыкании (см. § 6-7).

Для выполнения первой ступени защиты используется дополнительное токовое реле Т3 (рис. 10-12) типа РТ-40/0,6, подключение которого к фильтру второго устройства РТФ-2 осуществляется через специальные выводы.

Каждая ступень токовой защиты обратной последовательности действует на свое реле времени, а для последней, третьей ступени предусмотрена установка двух последовательно включенных реле времени В4 и В5 чтобы обеспечить необходимую выдержку времени. Первая, наиболее грубая, ступень защиты с одной и той же выдержкой времени действует на отключение АГП, выключателя генератора и на промежуточное реле, отключающее шиносоедини-тельные и секционные выключатели. Вторая же и третья ступени действуют с двумя разными выдержками времени: с первой через проскальзывающие контакты реле времени В4 и В5 на отключение шиносоединительных и секционных выключателей, а со второй на отключение АГП и выключателя генератора.

Как уже отмечалось выше, в схеме используется специальное токовое реле обратной последовательности Т4 для вывода из действия токовой защиты нулевой последовательности при внешних несимметричных коротких замыканиях. Это обусловлено следующими обстоятельствами. В зависимости от величины тока, проходящего при двойном замыкании на землю, повреждение будет отключаться либо продольной дифференциальной защитой генератора, либо грубым реле токовой защиты нулевой последовательности. Для того чтобы весь возможный диапазон токов повреждения был перекрыт и двойное замыкание на землю всегда отключалось быстродействующей защитой, ток срабатывания реле, выводящих из действия токовую защиту нулевой последовательности при внешних коротких замыканиях, необходимо выбирать грубее тока срабатывания продольной дифференциальной защиты. Для того чтобы точно и с необходимым запасом выполнить это условие, и предусмотрено специальное токовое реле обратной последовательности T4. Для реле токовой защиты обратной последовательности генераторов типа ТВФ, работающих на шины генераторного напряжения, рекомендуются уставки, указанные в табл. 10-5.

Эти уставки выбраны на основании следующих соображений.

Ток срабатывания первой ступени принят по условию обеспечения необходимой чувствительности (kч.т = 1,2) при двухфазном коротком замыкании на выводах защищаемого генератора, когда выключатель его отключен. Выдержка времени первой ступени защиты определялась в соответствии с характеристикой, определяющей допустимую длительность прохождения тока обратной последовательности при двухфазном коротком замыкании на выводах генератора.

Уставки срабатывания второй ступени защиты по току выбирались таким образом, чтобы обеспечивалась необходимая чувствительность защиты при несимметричном коротком замыкании за резервируемым элементом, например за повышающим трансформатором, сохранялась селективность с защитами соседних элементов и удовлетворялись требования защиты генератора от тока обратной последовательности. Этим требованиям, как правило, удовлетворяют уставки, указанные в табл. 10-5.

Ток срабатывания третьей ступени принимается равным 0,25 Iном. В соответствии с тепловой характеристикой прохождение такого тока обратной последовательности через генераторы типов ТВФ-60 и ТВФ-100 допускается в течение 3 мин. Таким образом, в случае возникновения несимметричного режима с током обратной последовательности меньше уставки срабатывания третьей ступени защиты персонал будет иметь достаточно времени, 3—5 мин, для того чтобы принять меры к устранению причины, вызвавшей несимметричный режим, или разгрузить и отключить генератор. Выдержка времени второй ступени определяется по тепловой характеристике и определяет допустимое время прохождения тока обратной последовательности, равного току срабатывания первой ступени.

Аналогично выдержка времени третьей ступени определяется допустимой продолжительностью прохождения через генератор тока обратной последовательности, равного уставке срабатывания второй ступени. Определенная таким образом выдержка времени равна 40 с. Для уменьшения количества реле в схеме защиты эту выдержку времени можно понизить до 20 с, что может быть осуществлено с одним реле времени типа ЭВ-140.

Ток срабатывания токового реле T2, действующего на сигнал, принимается равным (0,05—0,06) Iном.

Ток срабатывания токового реле T2, блокирующего токовую защиту нулевой последовательности при внешних коротких замыканиях, выбирается по условию согласования по чувствительности с реле продольной дифференциальной защиты генератора при двойном замыкании на землю согласно следующему выражению:

где I2С.З—ток срабатывания блокирующего токового реле обратной последовательности; Iс.з.диф—ток срабатывания продольной дифференциальной защиты, равный (0,5—0,6) Iном; I2H.H — ток обратной последовательности несимметричной нагрузки, принимается 0,25 Iном, равным току срабатывания третьей ступени токовой защиты обратной последовательности; — коэффициент надежности, равный 1,2.

8 Июнь, 2009              26414              ]]>Печать]]>
0 / 0 ( Нет оценки )

Добавить комментарий

Ваше имя

Текст

Контрольный вопрос

Dвa pлюs тpi ? (цифрой)

Вверх страницы