Для синхронных генераторов мощностью Р г = 150кВт и менее защита может выполняться плавкими предохранителями. В соответствии с [31] защиту генераторов мощностью Р г < 1,5 МВт от всех видов повреждений и ненормальных режимов допускается осуществлять путем установки автоматических воздушных выключателей или максимальной токовой зашиты при наличии коммутационного аппарата, например контактора. Защиту следует включать в выводы со стороны нейтрали, если это возможно. Она выполняется двухфазной. Для генераторов с глухозаземленной нейтралью защита должна предусматриваться в трехфазном исполнении или в виде двух комплектов: защиты от многофазных коротких замыканий и защиты от однофазных коротких замыканий на землю.
В ряде случаев, когда появляются повышенные требования к надежности и селективности действия защиты при внутренних повреждениях на генераторах, работающих параллельно с другими генераторами или электрической системой, рекомендуется дополнительно устанавливать токовую отсечку без выдержки времени со стороны выводов к сборным шинам. При отключении генератора защита должна также действовать на устройство АГП, если оно имеется. Для генераторов мощностью Р г < 1,0 МВт допускается устройства АГП не устанавливать.
|
|
Защита от многофазных коротких замыканий. Защита плавкими предохранителями. При выборе плавких предохранителей F1 для защиты генераторов (рис. 12.1) используют условия (5.1) и (5.2). При этом: максимальный ток I к.mах определяют по наибольшему из токов I к.г(K 1) и I к.г (К2), в качестве тока I раб.max принимают номинальный ток генератора I г.ном; при выборе коэффициента запаса k зап меньшее значение принимают для одиночно работающего генератора и большее для генераторов, работающих параллельно с энергосистемой или другими генераторами. Выбранные предохранители должны удовлетворять требованиям селективности и чувствительности, изложенным выше (см. § 5.3).
Защита автоматическими воздушными выключателями. Комбинированные расцепители автоматов осуществляют защиту генератора от коротких замыканий и перегрузок. При наличии минимального расцепителя напряжения можно выполнить защиту от понижения напряжения. Вспомогательный контакт автомата может использоваться для воздействия на устройство АГП. Выбор автоматов осуществляется по правилам, изложенным выше (см. § 5.5 и § 5.6).
Максимальная токовая защита. Ток срабатывания защиты
I сз = k зап k сз I г.ном / k в, (12.1)
где k сз = 1,5÷1,7 — коэффициент самозапуска, учитывающий повышение тока электродвигателей при их самозапуске после отключения внешнего короткого замыкания.
|
|
Выдержка времени защиты определяется по ступенчатому принципу. Чувствительность защиты считается достаточной, если при трехфазном коротком замыкании на выводах одиночно работающего генератора коэффициент чувствительности k ч > 1,2. При меньших значениях коэффициента ток срабатывания I с.з снижают, обеспечивая k ч=1,2, а отстройку от тока самозапуска осуществляют по времени. Для этого удобно использовать реле типа РТ-80.
Токовая отсечка без выдержки времени. Ток срабатывания отсечки должен удовлетворять условиям (6.17) и (8.2). При этом должна обеспечиваться требуемая чувствительность. Расчетным видом повреждения при определении чувствительности отсечки генератора, работающего с изолированной нейтралью, является короткое замыкание между двумя фазами на выводах. При заземленной нейтрали следует рассмотреть однофазное и двухфазное короткие замыкания на землю. Чувствительность отсечки считается достаточной при k ч > 2.
Защита от замыканий на землю. При двухфазном выполнении защиты от многофазных коротких замыканий в обмотке статора генератора, работающего с заземленной нейтралью, дополнительно предусматривается защита нулевой последовательности — максимальная токовая или продольная дифференциальная. Схемы таких защит показаны на рис 12.2 [57].
В схеме максимальной токовой защиты нулевой последовательности (рис. 12.2, а) реле тока КА включено через трансформатор тока ТА в нулевой провод генератора. При коротких замыканиях на землю в обмотке статора и в сети генераторного напряжения в этом проводе проходит утроенный ток нулевой последовательности. Параметры защиты выбирают так же, как и для аналогичной защиты сетей (см. § 6.6).
Продольная дифференциальная защита нулевой последовательности (рис. 12.2, б) выполнена по схеме с циркулирующими токами.
Сравнивается ток трехтрансформаторного фильтра тока нулевой последовательности (ТА1—ТАЗ) с вторичным током трансформатора тока ТА4 в нулевом проводе. Для исключения срабатывания защиты при обрывах в цепях обмоток трансформаторов фильтра нулевой последовательности необходимо выполнить условие
I сз = k зап I г.ном, (12.2)
где k зап = 1,3÷1,4.
В схеме дифференциальной защиты, показанной на рис. 12.2, в, применен один трансформатор тока нулевой последовательности TAZ. Ток в реле КА пропорционален разности магнитного потока, создаваемого токами фазных проводов, и потока, создаваемого током нулевого провода. При внешних коротких замыканиях на землю эта разность близка к нулю и ток в реле недостаточен для срабатывания защиты. В случае повреждения на землю в зоне действия защиты магнитные потоки суммируются, ток в реле превышает ток срабатывания и защита отключает генератор. Для выбора тока срабатывания защиты используется условие (12.2), в котором принимается k зап = 0,2—0,4.