Поперечная дифференциальная защита

Продольная диф. защита генератора не действует при витковых замыканиях в обмотке статора, так как токи, проходящие со стороны главных и нулевых выводов в этом случае одинаковы.

Защиту от витковых замыканий на генераторах, не имеющих параллельных ветвей в обмотке статора вследствие отсутствия простых способов её исполнения, не предусматривают.

На мощных генераторах, имеющих две и более параллельных ветви в фазах обмотки статора, применяют специальную поперечную дифференциальную защиту, предназначенную для защиты генератора от витковых замыканий в обмотке статора. При этом со стороны нулевых выводов каждая параллельная ветвь должна иметь изолированный вывод.

Принцип действия поперечной диф. защиты основан на сравнении геометрической суммы токов в параллельных ветвях фаз обмотки статора генератора.

Такое сравнение можно осуществлять с помощью трёхсистемной или односистемной схемы поперечной защиты. Обычно применяется односистемная схема, которая выполняется при помощи одного трансформатора тока устанавливаемого в цепь между двумя нулевыми точками соединённых в звезду параллельных ветвей обмотки статора и одного реле сравнивающего сумму токов параллельных ветвей всех трёх фаз обмотки статора генератора.

Упрощённая схема односистемной поперечной дифференциальной защиты генератора представлена на рис. 7-5.

 

 

В нормальном режиме и при внешнем к.з. геометрическая сумма токов каждой группы параллельных ветвей фаз, соединённых в звезду, равна нулю и в реле защиты попадает только ток небаланса.

При витковом замыкании в одной из ветвей (например, фазы А на рис. 7-5) сопротивление этой ветви и э.д.с. уменьшаются. В контуре, образованном обеими ветвями фазы А, возникает разность э.д.с. и ток . Ток виткового к.з. протекает по трансформатору тока поперечной защиты и вызывает её срабатывание.

Величина I_к зависит от количества замкнувшихся витков, поскольку DЕ прямо пропорционально их числу.

Необходимо отметить, что в месте повреждения величина тока может оказаться во много раз больше за счёт тока, циркулирующего в контуре образованном коротко замкнутыми витками.

Поперечная диф. защита будет работать также при замыканиях между витками ветвей разных фаз и может не сработать при замыканиях между витками разных ветвей одной фазы при одинаковом числе замкнувшихся витков т.к. в этом случае .

С целью повышения чувствительности токовое реле поперечной защиты включается через фильтр токов основной частоты для отстройки от воздействия гармоник, кратных трём, наличие которых обусловлено искажением формы кривой э.д.с. генератора.

На генераторах с непосредственным охлаждением обмоток поперечная диф. защита выполняется без выдержки времени с действием на отключение и развозбуждение генератора.

Кроме своего основного назначения – защиты от витковых замыканий, поперечная диф. защита может также в некоторых случаях срабатывать и при междуфазных к.з. в обмотке статора генератора, резервируя продольную диф. защиту генератора.

Ток срабатывания токового реле поперечной диф. защиты отстраивается от максимального тока небаланса, который может проходить в реле при внешних к.з. и принимается равным:

I_с.з.= (0,2¸0,3) I_ном

В качестве токовых реле в поперечной диф. защите применяются реле типа РТ-40/Ф.

К недостаткам рассматриваемой схемы поперечной диф. защиты следует отнести наличие «мёртвой зоны» при малом числе замкнувшихся витков.

К достоинствам защиты относятся простота исполнения, а также достаточно высокая чувствительность.

Выводы:

1. Поперечная дифференциальная защита является основной защитой от витковых замыканий в обмотке статора генератора имеющего параллельные ветви в фазах статорной обмотки.

2. Принцип действия поперечной дифференциальной защиты основан на сравнении геометрической суммы токов в параллельных ветвях фаз обмотки статора генератора.

3. Односистемная поперечная диф. защита, нашедшая наибольшее применение на генераторах, имеющих параллельные ветви в фазах обмотки статора, отличается простотой и обладает необходимым быстродействием и чувствительностью.

4. К недостаткам односистемной поперечной диф. защиты относятся наличие «мёртвой зоны» при малом числе замкнувшихся витков обмотки статора, а также невозможность её использования в качестве защиты от витковых замыканий на генераторах, не имеющих параллельных ветвей.