Релейная защита блока генератор-трансформатор.

В соответствии с ПУЭ и другими нормативно-директивными материалами на блоках генератор – трансформатор предусматриваются защиты от повреждений и не нормальных режимов работы, приведенные в табл. 2

Таблица 2

Виды возможных ненормальных режимов работы и типы защит,

применяемых в этих случаях защит

№	Тип повреждения и ненормальных режимов работы	Вид защиты
	От многофазного к.з. в обмотке статора генератора и на его выводах	Продольная дифференциальная защита
	От к.з. между витками одной фазы в обмотке статора генератора.	Односистемная поперечная дифференциальная токовая защита
	От замыканий на землю в обмотке статора генератора	БРЭ 1301
	От асинхронных режимов при потере возбуждения генератора	Защита на реле сопротивления
	От несимметричных перегрузок генератора	Блок защиты БЭ 1101
	От перегрузок ротора током возбуждения	Блок защиты БЭ 1102
	От симметричных КЗ и перегрузок генератора	Блок защиты БЭ 1103
	От повышения напряжения на турбогенераторах и трансформаторах при работе блока на холостом ходу	Защита от повышения напряжения
	От замыканий на землю в одной точке цепи возбуждения	Блоки защит БЭ 1104 и БЭ 1105
	От всех видов к.з. в обмотках трансформатора и на ошиновке при внешнем напряжении 220 кВ	Дифференциальная защита трансформатора
	От замыканий внутри кожуха трансформатора, сопровождающихся выделением газа, и от понижения уровня масла	Газовая защита
	От пожара в трансформаторе	Датчик устройства пожаротушения на трансформаторе
	Отказ основных защит блока	Резервная дифференциальная защита блока
	От внешних к.з. на землю в сети с большим током замыкания на землю:
14.1	Для трансформаторов, допускающих работу с разземленной нейтралью	В виде двух защит: · Токовая защита нулевой последовательности, предназначенной для случая работы трансформатора с заземленной нейтралью; · Специальной защиты, действующей при работе трансформатора с незаземленной нейтралью.

 

В унифицированных проектных решениях защит блоков генератор – трансформатор учтены требования, обусловленные специфическими особенностями атомных электростанций и тепловых электростанций на органическом топливе.

На блоках ТЭС распространено решение устанавливать резервную дифференциальную защиту блока для улучшения ближнего резервирования. В результате, наличие быстродействующего ближнего резервирования позволило отказаться от ступенчатого действия других резервных защит блока, действующих при внешних симметричных и несимметричных к.з., а также исключить оперативное ускорение резервных защит при выводе из действия основных защит блока.

Резервные защиты блока от внешних симметричных и несимметричных к.з. включены на трансформаторы тока, встроенные в линейные вводы генератора, а не на трансформаторы тока нулевых выводов, как это было ранее. Это целесообразно в связи с наличием ближнего резервирования.

Защита ротора генератора от перегрузок током возбуждения с интегрально-зависимой выдержкой времени предусматривается как при работе на рабочем, так и на резервном возбуждении. Защита выполняется на блок-реле
БЭ-1102.

В схемах защиты блока предусматривается применение более совершенной релейной аппаратуры, чем для отдельных элементов, а для мощных блоков и датчики для выдачи информации в информационно-вычислительную систему АСУ для регистрации аварийных ситуаций.

Выключатель в цепи генератора отсутствует.

Системы релейной защиты блока выполняются, исходя из следующих условий:

· Отсутствует РПН трансформаторов блоков;

· Трансформаторы напряжения устанавливаются со стороны линейных выводов и в нейтрали генератора и со стороны высшего напряжения трансформатора;

· Используется в качестве основной тиристорной системы независимого возбуждения, а в качестве резервной – электромашинной системы возбуждения;

· От симметричных перегрузок генератора в современных схемах применяется блок защиты БЭ1103;

· От перегрузки ротора генератора током возбуждения применяется токовая защита интегрально-зависимой выдержкой времени;

· От замыканий на землю в одной точке цепи ротора генератора используется защита с наложением переменного напряжения частотой
25 Гц (блок реле БЭ 1104 и БЭ 1105).

 

Системой защиты блока предусматривается также:

· Ускоренная ликвидация неполнофазного подключения блока к распределительному устройству (РУ) высшего напряжения, которое может возникнуть при оперативных переключениях или при действии защит, обеспечивающих дальнее резервирование;

· Пуск устройства гашения пожара трансформатора (необходимость в которой отпадает с внедрением в эксплуатацию специальных датчиков пожаротушения, устанавливаемых на трансформаторах).

 

Воздействие защит

 

На блоке генератор – трансформатор предусматриваются следующие действия защит:

1) Продольная и поперечная дифференциальная защита генератора и защита от замыканий на землю в обмотке статора генератора без выключателя в цепи генератора действуют:

· На отключение выключателей блока, обеспечивающих отсоединение поврежденного генератора от системы и от собственных нужд;

· На гашение поля генератора и возбудителя;

· В схему технологических защит на останов блока;

· В блок релейной форсировки регулирования;

· В схему УРОВ 220 кВ;

2) Защита от асинхронных режимов при потере возбуждения генератора и при допустимости асинхронного режима действует:

· На отключение выключателей, обеспечивающих отсоединение собственных нужд от блока;

· На гашение поля генератора и возбудителя;

· На включение шунтирующего контура в системе возбуждения;

· В систему технологических защит на разгрузку блока по активной мощности;

· В блок релейной форсировки регулирования турбины.

При недопустимости асинхронного режима защита действует в тех же направлениях, что и дифференциальная защита генератора за исключением останова турбины.

3) Дифференциальная защита трансформатора, газовая защита, действуют:

· Аналогично дифференциальным защитам генератора в блоках без выключателя в цепи генератора;

· В схему пуска устройства тушения пожара трансформатора блока и трансформатора собственных нужд (ТСН), если последнее предусмотрено на ТСН.

Газовая защита выполняется с возможностью перевода ее действия отключением на сигнал.

4) Резервная дифференциальная защита блока действует на отключение и останов поврежденного блока аналогично основной дифференциальной защите трансформатора, кроме воздействия на пуск устройства тушения пожара.

5) Защита от внешних симметричных к.з. действует:

· Сигнальный орган – на сигнал;

· С 1-ой выдержкой времени на деление шин высшего напряжения блока;

· С 2-ой выдержкой времени на отключение выключателя высшего напряжения блока и в схему УРОВ 220 кВ;

· В блок релейной форсировки турбины.

6) Защита от внешних несимметричных к.з. и несимметричных перегрузок генератора с интегрально-зависимой выдержкой времени действует:

· Сигнальный орган – на сигнал с независимой от тока выдержкой времени;

· Интегральный орган – на отключение блока от сети, в которой находится причина недопустимой перегрузки генератора;

· Орган “отсечка” – аналогично защите от внешних симметричных к.з..

7) Защита от внешних к.з. на землю в сети с большими токами замыкания на землю действует:

· При работе грубого органа ТЗНП на трансформаторах блоков с заземленной нейтралью – аналогично 2-ой ступени защиты от внешних симметричных к.з.;

· При работе чувствительного органа защиты на трансформаторах с заземленной нейтралью обеспечивается действием на деление шин высшего напряжения блока и ускорении защиты при неполнофазном отключении выключателя 220 кВ;

· При работе специальной защиты нулевой последовательности на трансформаторе блока 220 кВ с незаземленной нейтралью – аналогично 2-й ступени защиты от внешних симметричных к.з.

8) Защита от симметричных перегрузок генератора действует на:

· сигнал с выдержкой времени;

· сигнал о пуске с выдержкой времени;

· отключение с зависимой от тока статора выдержкой времени.

9) Защита от повышения напряжения на генераторе и трансформаторе действует на гашение поля генератора и возбудителя.

10) Защита ротора генератора от перегрузки с интегрально-зависимой выдержкой времени действует:

· Сигнальный орган – на сигнал с независимой выдержкой времени;

· Интегральный орган – двумя степенями и интегрально-зависимой выдержкой времени при работе блока как с основным, так и с резервным возбуждением:

– с 1-ой выдержкой времени – на развозбуждение генератора;

– с 2-ой выдержкой времени – аналогично дифференциальной защите генератора за исключением останова турбины.

11) Защита от замыканий на землю в одной точке цепи ротора генератора действует на сигнал с выдержкой времени.

12) На электростанциях с подключением элементов к двойной системе шин 220 кВ УРОВ выключателей должен действовать:

· При к.з. в блоке генератор – трансформатор в зоне действия основных защит блока с отказом выключателей блока на стороне 220 кВ – на выходные реле защит шин;

· При к.з. на шинах с отказом выключателя блока – на выходные реле защиты блока, осуществляющие полный останов блока по цепям электрических и технологических защит.

 

ЗАЩИТА ГЕНЕРАТОРА

Выбор и расчет защит генератора, проводится с учетом особенности выбора и расчета защит генераторов, обусловленных их работой в блоке генератор – трансформатор.