Поперечная дифференциальная защита генераторов (назначение, принцип действия).
Для защиты генераторов, имеющих две параллельные ветви и более, применяется специальная поперечная дифференциальная защита, которая реагирует на разность токов, проходящих в параллельных ветвях обмотки статора. Принцип действия защиты такой же, как у поперечной дифференциальной (восьмерочной) защиты параллельных линий. В нормальном режиме в параллельных ветвях проходят равные токи и в реле попадает только ток небаланса. При замыкании между витками одной из параллельных ветвей равенство токов нарушается и реле срабатывает.
Рис. 3.2. Схема поперечной дифференциальной защиты: а — цепи защиты; б — фильтр гармоник, кратных трем.
На рис. 3.2 показана схема однорелейной поперечной дифференциальной защиты, которая наиболее широко применяется в Советском Союзе. В этой схеме токовое реле подключено к ТТ, установленному в цепи между двумя нулевыми точками соединенных в звезду параллельных ветвей обмотки статора. В нормальном режиме, когда токи в обеих параллельных ветвях равны, а сумма токов в каждой звезде равна нулю, ток в реле не проходит. При возникновении виткового замыкания в одной из ветвей равенство токов нарушается и в реле проходит ток, под действием которого оно срабатывает. С целью повышения чувствительности токовое реле включается через фильтр ZF для отстройки от воздействия гармоник, кратных трем, наличие которых обусловлено искажением формы кривой ЭДС генератора. В результате ток срабатывания реле при частоте 150 Гц (третья гармоника) примерно в 10 раз превышает ток срабатывания при частоте 50 Гц.
Защита выполняется без выдержки времени. Поперечная дифференциальная защита так же, как и продольная, должна действовать на отключение всех выключателей генератора, на гашение поля, а также на останов турбины. Кроме своего основного назначения — защиты от витковых замыканий, поперечная дифференциальная защита может также в некоторых случаях срабатывать и при многофазных КЗ, резервируя продольную дифференциальную защиту. Ток срабатывания поперечной дифференциальной защиты отстраивается от максимального тока небаланса, который может проходить в реле при внешних КЗ, и принимается равным:
Рекомендуется при наладке и в условиях эксплуатации производить уточненный расчет с учетом действительных токов небаланса.
Защита от однофазных замыканий на землю в цепи статора генератора (назначение, принцип действия).
Все виды РЗ от однофазных замыканий на землю реагируют на составляющие нулевой последовательности токаI0 и напряжения U0.Простейшим устройством является неселективная сигнализация о появлении замыкания на землю, реагирующая на 3U0. Такое устройство состоит из одного реле повышения напряжения KV0,которое питается напряжением 3U0 от обмоток ТН, соединенных по схеме разомкнутого треугольника (рис.9.5). Подобная неселективная сигнализация устанавливается на шинах РУ 6-35 кВ. Возможен и другой вариант ее исполнения, изображенный на том же рисунке. В этой схеме сигнал о появлении земли дает реле КА0,включенное в нулевой провод вольтметров контроля изоляции фаз сети, показания которых позволяют определить поврежденную фазу.
Селективная сигнализация должна дополняться РЗ, способной определять, на каком участке сети возникло замыкание на землю. В качестве селективных применяются токовые ненаправленные и направленные РЗ, реагирующие на составляющие НП. Все применяемые РЗ можно подразделить на четыре группы защиты, реагирующие: 1) на естественный емкостный ток сети (такой способ РЗ возможен только при отсутствии компенсации или при наличии перекомпенсации емкостного тока сети); 2) на токи НП, создаваемые искусственным путем;
3) на токи высших гармоник, возникающие в поврежденной ЛЭП при резонансной компенсации емкостных токов в установившемся режиме; 4) на токи переходного режима, возникающие в первый момент замыкания.