Защита ротора генератора от перегрузок током возбуждения с интегрально – зависимой характеристикой выдержки времени

 

Защита предназначена для действия (на сигнал, на ограничение тока возбуждения генератора и на отключение генератора) при не допустимой длительности перегрузки обмотки ротора током возбуждения. Защита, ранее выполняемая на реле РЗР–1М, в современных схемах выполняется на блоке защиты БЭ1102.

Блок защиты БЭ1102 на микроэлектронной базе предназначен для защиты генераторов мощностью 63 – 1000 МВт с непосредственным охлаждением проводников обмоток, от перегрузки обмотки ротора при длительных форсировках возбуждения в случаях аварийного снижения напряжения в энергосистеме или при неисправностях в системе возбуждения.

Блок защиты может включаться в одну фазу вторичных цепей трансформаторов тока, установленных на выпрямительном трансформаторе или вспомогательном генераторе системы возбуждения, а также к датчикам тока ротора различного типа с выходным переменным тока значением 5 мА.

Характеристика интегрального органа должна согласоваться с характеристикой блока ограничения перегрузки автоматического регулирования возбуждения.

Структурная схема блока защиты БЭ 1102 приведены на рис.9.

Структурная схема блока защиты БЭ1102 включает в себя:

· ВП – входной преобразователь тока.

· СО – сигнальный орган, срабатывающий с фиксированной выдержкой времени при увеличении относительного тока ротора выше значения уставки и осуществляющий пуск интегрального органа.

· ПО – пусковой орган, срабатывающий без выдержки времени при увеличении относительного тока ротора выше значения уставки и осуществляющий пуск интегрального органа.

· ИО – интегральный орган, срабатывающий с зависимой от тока ротора выдержкой времени, определяемой из выражения.

,

где В и С – коэффициенты, зависящие от характеристики срабатывания;

– относительный ток ротора, который равняется

.

 

 

Рисунок 9. Структурная схема блока защиты БЭ1102.

 

Орган имеет две ступени срабатывания:

· I ст – с действием на развозбуждение генератора;

· II ст – с действием на отключение генератора и гашение поля ротора.

· БК – блок контроля, осуществляющий функциональный и тепловой контроль блока защиты.

Блок защиты БЭ1102 может подключатся к датчику тока ротора с номинальным значением выходного переменного тока частоты 50 (60) Гц, равным 5 mА или 2,5 А, средне выпрямленное значение которого пропорционально току ротора.

Выбор уставок.

1) Сигнальный орган.

Орган БЭ1102 имеет уставку срабатывания по току , регулируемую дискретно в диапазоне 1,0÷1,35, с минимальной ступенью регулирования не более 0,06

Принимаем =1,12.

Номинальный ток ротора генератора I_{рот ном} = 1880А.

Значение тока, протекающего в цепях ротора генератора, при котором сработает сигнальный орган БЭ1102:

=1,12×1880=2105,6 А.

Коэффициент возврата органа не ниже 0,98.

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 5,15секунд.

2) Пусковой орган.

Орган БЭ1102 имеет уставку срабатывания по току , регулируемую дискретно в диапазоне 1,0÷1,35, с минимальной ступенью регулирования не более 0,06

Принимаем =1,18.

Номинальный ток ротора генератора Iрот ном = 1880 А.

Значение тока, протекающего в цепях ротора генератора, при котором сработает пусковой орган БЭ1102:

=1,18×1880=2218,4А.

Коэффициент возврата органа не ниже 0,98.

3) Интегральный орган.

Интегральный орган БЭ1102 имеет плавную регулировку коэффициента “В“ в диапазоне 0,8÷1,0 и плавно ступенчатую регулировку коэффициента “С” в диапазоне 3÷40. В заводской поставке БЭ1102 настраивается на значение коэффициентов В = 0,9, С = 19,4, что соответствует следующей характеристике срабатывания (табл. 6).

 

Таблица 6. Характеристика срабатывания реле БЭ1102

Относительный ток ротора,	1,1	1,2	2,0
Время срабатывания На развозбуждение, сек

 

Интегральный орган имитирует процесс охлаждения генератора после устранения перегрузки по экспоненциальному закону. При этом, промежуток времени, за который перегрев обмотки ротора генератора снижается от максимально допустимой величины до 0,135 от этой величины, условно называется временем “полного охлаждения“ и равен (600 ± 90) сек или (1200±180) сек. В состоянии поставки с завода эта величина равна (600 ± 90) сек.

В блоке защиты предусмотрен отдельный контактный вход для запрета повторной форсировки возбуждения генератора после действия защиты на развозбуждение на время “полного охлаждения“.