Защита генераторов напряжением до 1000 В

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.