3.8. Защита генератора от асинхронного режима
Защита от потери возбуждения, Ф<
Назначение - защита турбогенераторов от потери возбуждения.
Защита выполняется на основе органа (Z) и подключается к измерительным трансформаторам, установленным в цепи генератора, и включается на междуфазное напряжение и соответствующую разность фазных токов. Защита вводится в работу при включении генератора в сеть.
Защита содержит два канала срабатывания: основной и дополнительный.
Срабатывание защиты по основному каналу обеспечивается при попадании годографа сопротивления на зажимах генератора в область срабатывания органа Z. По основному каналу защита действует через выдержку времени (0,5 - 1,0) с.
Срабатывание защиты по дополнительному каналу обеспечивается при потере возбуждения и асинхронном ходе, при котором годограф сопротивления существенно изменяется и может кратковременно выйти из области срабатывания органа Z и защита по основному каналу не успевает набрать выдержку времени. Срабатывание дополнительного канала происходит, если интервал времени нахождения годографа сопротивления вне зоны срабатывания органа Z меньше времени tB, а в области срабатывания органа Z - более времени срабатывания органа tср.
Уставка по сопротивлению срабатывания основной функции на угле максимальной чувствительности ZУСТ принимается равной синхронному реактивному сопротивлению генератора:
,
(для обеспечения надежной работы реле при потере возбуждения ненагруженного генератора),
где
.
Уставка по сопротивлению смещения основной функции на угле максимальной чувствительности zсм принимается равной половине переходного реактивного сопротивления генератора:
,
где
.
Угол
максимальной чувствительности равен
°.
Предусмотрена возможность смещения характеристики срабатывания вдоль реактивной оси в сторону III и IV квадрантов на величину (0 - 0,4)·ZУ.
Коэффициент возврата не более 1,05.
Рис.3.4. Характеристика срабатывания защиты от потери возбуждения.
ZУСТ – уставка по сопротивлению срабатывания основной функции на угле максимальной чувствительности 2700;
ZСМ – уставка по сопротивлению смещения основной функции на угле максимальной чувствительности;
Хd – синхронное реактивное сопротивление генератора;
Х′d – переходное реактивное сопротивление генератора;
ZР – вектор измеряемого полного сопротивления генератора;
Поведение годографа сопротивления на выводах генератора в различных режимах:
1 – при полной потере возбуждения;
2 – при частичной потере возбуждения;
3 – при возникновении КЗ и последующих синхронных качаниях.
Функция DZ отличает внешнее КЗ от потери возбуждения по скорости относительного изменения полного сопротивления на входе защиты и используется для блокировки основной функции.
При выборе уставки функции DZ должно выполняться условие (функция DZ не должна работать при качаниях и асинхронном ходе в ЭС, когда годограф сопротивления проходит через характеристику срабатывания основной функции Z):
где ткач - минимальный период качаний или асинхронного хода, допускаемый в энергосистеме (DtСР - принимается не меньше выдержки времени действия защиты на отключение); кзап - коэффициент заполнения (принимается равным 4); КН - коэффициент надежности (принимается равным 2,0...3,0).
При этом должно выполняться условие (функция ΔZ должна чётко работать при внешнем КЗ на землю, когда возможно попадание годографа в зону работы основной функции Z):
где ZН - значение полного сопротивления нормального нагрузочного режима; ZХ - значение полного сопротивления характеристики срабатывания органа минимального сопротивления, определяемое как ближайшее к величине ZН; ТНОМ - период промышленной частоты, 0,02 с; КН - коэффициент надежности, принимаемый равным 2,0...3,0.
Zн = cosφ+jsinφ=0,85+j0,56
Значение числителя определяется графически, учитывая, что:
;
;
;
.
В защите предусмотрена возможность блокировки при внешних к.з. от органа Z.
При потере возбуждения или недовозбуждении генератора возникают опасные условия по напряжению с потерей устойчивости или выпадению из синхронизма.
Защита от потери возбуждения действует на отключения генератора от сети и торможение турбины.