Защита от несимметричных перегрузок генератора с интегрально-зависимой характеристикой времени

 

Защита предназначена для предотвращения повреждения мощных синхронных генераторов при перегрузках токами обратной последовательности, вызванных несимметричной нагрузкой в нормальном режиме или не нормальными режимами работы системы (обрыв фазы и т.п.), либо внешним к.з.

Функционально защита выполняется как защита генератора от термического действия токов двойной частоты в роторе (зубцах, металлических клиньях, в успокоительной обмотке) при несимметрии токов фаз статора. Эту защиту называют защитой от перегрузки током обратной последовательности. Выполняется защита с помощью интегрального и сигнального органов блок – реле БЭ 1101, структурная схема которого приведена на рис.8.

Подключим данную защиту к ТТ ТШ-20.

 

Структурная схема блока БЭ 1101 включает в себя:

· ВП – входной преобразователь, выделяющий из входного тока составляющие обратной последовательности . Основной узел входного преобразователя – фильтр токов обратной последовательности.

· СО – сигнальный орган, срабатывающий с фиксированной выдержкой времени при увеличении тока выше величины, определяемой уставкой, и срабатывает при увеличении тока сверх длительно допустимого.

· ПО – пусковой орган, срабатывающий без выдержки времени при увеличении тока выше длительно допустимой его величины, определяемой уставкой, и осуществляющей пуск интегрального органа

· ИО – интегральный орган, срабатывающий с выдержкой времени, определяемой выражением:

; .

– где – ток обратной последовательности в первичной цепи генератора;

А – постоянная генератора, численно равная допустимой длительности несимметричного режима для данного типа генератора при =1 в секциях.

Рисунок 8. Структурная схема блок – реле БЭ 1101.

 

Интегральный орган учитывает накопление тепла в обмотке ротора в процессе перегрузки и охлаждения ротора после устранения перегрузки. Орган реализует зависимую выдержку времени на срабатывание от значения тока обратной последовательности и выполняет функции ближнего и дальнего резервирования.

Интегральный орган воздействует на отключение блока от сети, в которой находится причина недопустимой перегрузки генератора токами обратной последовательности. При этом, собственные нужды продолжают питаться от генератора.

· ОТО – орган токовой отсечки, срабатывающий с фиксированной выдержкой времени при увеличении тока выше величины, определяемой уставкой. ОТО осуществляет функции резервирования защит, смежных с генератором элементов.

· БК – блок контроля, осуществляющей функциональный и тестовый контроль блока защиты.

Блок защиты БЭ 1101 включается во вторичные цепи фаз А, В и С трансформаторов тока, установленных со стороны фазных выводов генератора.

Величины допустимых токов для разных генераторов определена в заводской документации и в ПУЭ.

При появлении несимметрии токов статора на входе фильтра токов обратной последовательности (ФТОП) на выходе фильтра выделяется напряжение пропорциональное току , которое проходит фильтр низких с полосой пропускания 50 Гц и поступает пороговые элементы реагирующих органов (пусковой орган, сигнальный элемент, отсечка).

При срабатывании сигнального органа и “Отсечки“ запускаются каналы блока независимых выдержек времени. При достижении определенной выдержки времени происходит срабатывание соответствующей ступени

Выбор уставок.

1) Сигнальный орган.

Орган БЭ1101 имеет уставку срабатывания по току , регулируемую дискретно в диапазоне 0,05÷0,35 с минимальной ступенью регулирования не более 0,025.

Принимаем =0,075.

Номинальный ток статора генератора Iном.ген = 8845 А.

Значение тока обратной последовательности, протекающего в цепях статора генератора, при котором сработает сигнальный орган БЭ1101:

=0,075×8845=663,38 А.

Коэффициент возврата органа не ниже 0,95.

Уставка выдержки времени органа регулируется дискретно в диапазоне (0,4÷12,8) сек с минимальной ступенью регулирования не более 0,25 сек.

Выбираем уставку выдержки времени 6.6 секунд.

2) Пусковой орган

Орган БЭ1101 имеет уставку срабатывания по току регулируемую дискретно в диапазоне 0,08÷0,53 с минимальной ступенью регулирования не более 0,035.

Принимаем =0,115.

Номинальный ток статора генератора Iном.ген = 8845 А.

Значение тока обратной последовательности, протекающего в цепях статора генератора, при котором сработает пусковой орган БЭ1101:

=0,115×8845=1017,18 А.

Коэффициент возврата органа не ниже 0,95.

3)Орган токовой отсечки.

Орган БЭ1101 имеет уставку срабатывания по току регулируемую дискретно с минимальной ступенью регулирования не более 0,12 от 0,4 до 1,9.

Принимаем =1,24.

Номинальный ток статора генератора Iном.ген = 8845 А.

Значение тока обратной последовательности, протекающего в цепях статора генератора, при котором сработает пусковой орган БЭ1101:

=1,24×8845=10967,8 А.

Уставка выдержки времени органа регулируется дискретно в диапазоне (0,4÷12,8) сек с минимальной ступенью регулирования не более 0,25 сек.

Защита, установленная на отходящих линиях шин блока имеет уставку времени, равную 1,1 сек.

ОТО осуществляет функции резервирования защит, смежных с генератором элементов.Выбираем уставку выдержки времени 1,6 секунд.

4) Интегральный орган.

Для защищаемого генератора постоянная“A“ равна 12.

Интегральный орган БЭ1101 имеет уставку по постоянной “A“, регулируемую дискретно с минимальной ступенью регулирования не более 12% от максимальной уставки. Максимальная уставка, для диапазона уставки по постоянной “A“, равна 20.