3.10. Защита частоты (f)
Назначение - защита от изменения частоты.
Защита от изменения частоты содержит следующие функциональные органы:
- орган частоты с выходами срабатывания при повышении частоты (F>) и при понижении частоты (F<);
- орган максимального напряжения (U>), контролирующий наличие входного напряжения и вводящий в действие защиту.
U > срабатывает при входном напряжении 0,5·uhom. Защита не срабатывает при снятии и подаче напряжения контролируемой сети плавно или толчком. Частота сети при этом отличается от частоты срабатывания (в сторону возврата) более чем на 0,2 Гц.
3.11. Защита от перевозбуждения (u/f)
Назначение - защита генераторов и трансформаторов от перевозбуждения.
Под явлением перевозбуждения понимается наличие избыточного магнитного потока в сердечнике, который вызывает насыщение и создает дополнительные потери от вихревых токов в сердечнике и в смежных с ним электропроводящих материалах. Перевозбуждение может возникать из-за перенапряжения, понижения частоты или из-за сочетания обоих факторов.
Защита реагирует на отношение средневыпрямленного значения напряжения к частоте U/f и содержит следующие функциональные органы:
- сигнальный орган (МСИГН), срабатывающий при увеличении величины U/f выше значения уставки;
- пусковой орган МПУСК срабатывающий при увеличении величины U/f выше значения уставки;
- орган максимального напряжения (U>), контролирующий наличие входного напряжения и вводящий в действие защиту;
- интегральный орган (ИО), срабатывающий с зависимой от кратности возбуждения выдержкой времени, определяемой выражением:
,
где М - кратности возбуждения относительно номинального возбуждения; В и С - постоянные коэффициенты, величина которых определяется с целью наилучшего приближения к характеристике допустимого перевозбуждения трансформатора (генератора), заданной в табличной форме.
При этом защита должна отключать перевозбужденный трансформатор ранее допустимых значений. ИО имитирует процесс охлаждения ротора генератора после устранения перегрузки по экспоненциальному закону. При этом промежуток времени, за который перегрев защищаемого объекта снижается от максимально-допустимой величины до 0,135 от этой величины, условно называемая временем "полного охлаждения" (tОХЛ).
3.12. Защита ротора от замыканий на землю (Rе<)
Назначение - выявление замыканий на землю в одной точке цепи возбуждения.
Наложенное напряжение от источника вспомогательного напряжения (G) частотой порядка 16,7 Гц через разделительный трансформатор TV1, дроссель L1 и разделительный конденсатор С1 поступает в цепь возбуждения. Через первичную обмотку W2 трансформатора ТVЗ протекает полный ток замыкания цепи возбуждения на землю, величина которого зависит от величины сопротивления изоляции и емкости цепи возбуждения на землю защищаемого генератора. Конденсатор С1 и дроссель L1 настроены в резонанс на частоте наложенного напряжения, поэтому падение напряжения в них на этой частоте определяется только активным сопротивлением дросселя L1 которое равно сопротивлению резистора RK, включенного в контур компенсации емкостного тока. Емкость контура компенсации СК настраивается на величину, равную сумме емкости цепи возбуждения, для включенной в данный момент в работу системы возбуждения, и емкости ротора относительно земли. Поэтому ток, протекающий по обмотке W3 трансформатора ТVЗ будет равен составляющей емкостного тока замыкания на землю на частоте наложенного напряжения. Так как обе первичные обмотки W3 и W2 трансформатора TV3 равны и включены встречно, то в токе вторичной обмотки W1 этого трансформатора будет содержаться только составляющая активного тока замыкания на землю.
Для составляющих высших гармоник в напряжении цепи возбуждения дроссель L1 представляет значительное сопротивление, которое ограничивает ток с частотой сети высших гармоник, поступающий из цепи возбуждения в данное устройство. Постоянная составляющая напряжения ротора в устройство не проходит благодаря наличию разделительного конденсатора С1. Данная схема осуществляет гальваническую развязку цепей возбуждения генератора от измерительной части защиты при помощи трансформатора ТVЗ и разделительного трансформатора TV1.
В случае нарушения контакта перехода щетки - вал генератора теряется цепь возбуждения генератора. Это приводит к появлению небаланса реактивной составляющей на входе трансформатора TVЗ, сигнал от которого усиливается и поступает к АЦП.
Защита подключается к цепям возбуждения через специальный разделительный блок частотного фильтра (например, типа БЭ1105), обеспечивающий подавление высших гармонических составляющих напряжения возбуждения и ограничение напряжения на выходе до 120 В.
Защита имеет две независимые ступени срабатывания по сопротивлению изоляции.
В защите имеется устройство компенсации емкости цепей возбуждения генераторов с дискретной регулировкой ступенями по 0,025 мкФ, настраивающиеся на конкретное значения емкости цепи возбуждения.
Частота вспомогательного источника напряжения находится в пределах (16,7 ± 0,3) Гц.
Защита peагирует на нарушение (обрыв) контакта релейной щетки при емкости ротора относительно земли не менее 0,2 мкФ и обеспечивает сигнализацию о неисправности.
В защите предусмотрены выдержки времени при действии I и II ступеней, а также устройства контроля контакта релейной щетки.
Защита выдает сигналы для действия на табло «Неисправность» и на звуковую сигнализацию и действует на отключение генератора от сети.