9.3. Поперечний диференційний захист генератора

Для захисту генератора від виткових замикань застосовують поперечний диференційний захист. Цей захист застосовується на генераторах з виконанням обмоток статора у вигляді паралельних віток. Принципова схема захисту наведена на рис. 9.4.

Рис. 9.4. Схема поперечного диференційного захисту

Захист, виконаний на фільтровому реле РТ-40/Ф, під`єднується до трансформатора струму, встановленого в перемичку, яка з`єднує дві нейтралі обмоток статора (на рис. 9.1, рис. 9.2 фільтрове реле приєднується до трансформатора струму ТА3). Цей захист реагує на замикання між витками однієї вітки (точка К3), між вітками однієї фази (точка К2), між вітками різних фаз (точка К1). Під час цих к.з. порушується баланс струмів у вітках генератора і через перемичку, яка з‘єднує нейтралі обмоток генератора, починає протікати струм. Саме тому вимірний орган захисту приєднується до трансформатора струму, встановленого в цій перемичці.

В е.р.с обмоток статора генератора є значний вміст третьої гармоніки та гармонік кратних трьом. Тому навіть в нормальному режимі через перемичку буде протікати струм з вмістом вищих гармонічних складових і реле може хибно спрацювати. Тому у вимірному органі захисту передбачений фільтр, який служить для відлагодження від вищих гармонічних складових. У випадку підвищення частоти опір виконавчого органу – реле КА збільшується (за рахунок індуктивності обмотки), а конденсатора зменшується, тому струми вищих гармонік будуть в основному замикатись через конденсатор С, через обмотку реле вони протікати не будуть.

Первинна обмотка проміжного трансформатора TAL виконується з відпайками, що дозволяє отримати чотири діапазони уставок спрацювання реле в межах від 1,75А до 17,6А. Таке виконання дозволяє застосовувати захист для генераторів різної потужності.

Уставка спрацювання захисту вибирається з умови відлагодження від струму небалансу, який буде максимальним під час зовнішнього трифазного к.з. Під час проектування струм спрацювання захисту та струм спрацювання реле РТ-40/Ф визначається за виразом

(9.8)

де – номінальний струм статора генератора, – коефіцієнт трансформації трансформатора струму.

Насправді цей струм є меншим і він уточнюється під час випробувань генератора. Вимірюється струм небалансу в обмотці вимірного органу захисту – реле КА в режимі холостого ходу, коли напруга обмотки статора досягає максимального допустимого значення та під час зовнішнього трифазного к.з., коли струм обмотки статора встановлюється рівним номінальному значенню. Вимірювання здійснюється для мінімального діапазону уставок реле (1,75 – 3,5 А). Після цього визначається точний струм спрацювання вимірного органу захисту (реле КА)

(9.9)

де – коефіцієнт відлагодження, приймається рівним 1,5; – виміряний струм небалансу в режимі холостого ходу генератора; – виміряний струм небалансу під час досліду к.з.; – коефіцієнт кратності максимального значення періодичної складової струму к.з., величина якого визначається з виразу

(9.10)

де – величина надперехідного реактансу генератора, в.о.; – величина реактансу блочного трансформатора, у відносних одиницях, рівна напрузі короткого замикання трансформатора у відносних одиницях, яка визначається як .

За визначеним значенням струму спрацювання вимірного органу за виразом (9.10) визначається струм спрацювання реле захисту за характеристиками, наведеними на рис. 9.5

Рис. 9.5. Характеристики уставок реле РТ-40/Ф.

1 – 2 – 3 – 4 –

Питання для самоперевірки

1. На які пошкодженя в обмотці статора генератора реагує поперечний диференційний захист генератора?

2. Чому в якості вимірного органу поперечного диференційного захисту застосовують фільтрове реле РТ-40/Ф?

3. Яким чином здійснюється вибір діапазону уставок струму спрацюванняч в поперечному диференційному захисті генератора?

4. Як попередньо розраховується уставка струму спрацювання поперечного диференційного захисту?

5. Чому попередньо розрахована уставка спрацювання поперечного диференційного захисту уточнюється після увімкнення генератора в мережу?