7. Типовые схемы включения трансформаторов тока и напряжения (область применения, анализ схем).

Т рансформаторы напряжения.

П ервичная обмотка w1, имеющая большее число витков тонкого провода, включается в сеть ВН, а к вторичной обмотке w2, имеющей меньшее количество витков, подключаются параллельно реле и измерительные приборы.

а) Схема включения одного ТН на междуфазное напряжение. б)Сх. Соединения двух ТН в открытый треугольник, или в неполную звезду. Для получения двух или трёх междуфазных напряжений. в)Сх. соед. трёх ТН в звезду. Если для измерений нужны фазные напряжения или же фазные и междуфазные одновременно. г)Сх. соед. трёх ТН треугольник – звезда. Сх. обеспечивает напряжение на вторичной стороне равеное Сх. используется для питания эл.маг. корректоров напряжения устройств АРВ генераторов.

Рис.4.4. сх. соед. ТН, имеющих две вторичные обмотки. Первичные и вторичные обмотки соединены в звезду. Дополнительные вторичные обмотки соединены в схему разомкнутого треугольника( на сумму фазных напряжений). Такое соед. применяется для получения напряжения нулевой последовательности, необхолимого для включения реле напряжения и реле направления мощности защиты от однофазных КЗ в сети с заземлёнными нулевыми точками трансформаторов и для сигнализации при однофазных КЗ на землю в сети с изолированными нулевыми точками трансформаторов.

Трансформаторы тока. Первичная обмотка выполняется толстым проводом, имеет несколько витков и включается последовательно в цепь того элемента, в котором производится измерение тока. К вторичной обмотке, выполненной проводом меньшего сечения и имеющей большее число витков, подключается последовательно соединённые реле и приборы.

а)Сх. соед. в звезду, которая применяется для включения защиты от всех видов однофазных и междуфазных КЗ. б)Сх.соед. в неполную звезду используется для включекния защиты от междуфазных КЗ в сетях с изолированными нулевыми точками. в)Сх.соед. в треугольник. Эта сх. используется для получения разности фазных токо( напр. для диф. Защиты трансформаторов). г)Сх.соед. на разность токов двух фаз.Используется для включения защиты от междуфазных КЗ. д)Сх.соед. на сумму токов всех трёх фаз, используемая для включения защиты от однофазных кз и замыканий на землю. е )Сх. последовательного соединения двух трансформаторов тока, установленных на одной фазе. При таком соединении нагрузка, подключенная к ним, распределяется поровну, т.е. на каждом из них уменьшается в 2 раза. Данная схема применяется при использовании маломощных ТТ( например встроеных в вводы выключателей и трансформаторов) ж) Сх. параллельного соединения двух ТТ, установленых на одной фазе. Коф трансформации этой схемы в 2 раза меньше коэффициента трансформации одного ТТ. Такая сх. используется для получения нестандартных коэф-в трансформации, например для получения коэф-та трансф-ции 37,5/5 соединяют параллельно два ТТ с коэф-м трансформации 75/5.

8. Защита синхронных генераторов. Принцип действия дифференциальной защиты генераторов.

Основной защитой генераторов мощностью более 1 МВт от многофазных КЗ в обмотке статора является продольная дифференциальная защита. Кроме того, при внутренних повреждениях генератора срабатывают следующие виды защит: защита от витковых КЗ в обмотке статора; защита от 1фаз замыканий на землю в обмотке статора; защита нулевой последовательности от двойных замыканий на землю; защита от замыканий на корпус в обмотке возбуждения.

Защита от витковых замыканий в обмотке статора(поперечная диф защ):

Применяется поперечная дифференциальная защита, основанная на сравнении суммы токов трех фаз одной ветви с той же суммой другой ветви (Рис. 3):

I_A1+I_B1+I_C1 = 3I_O1 ; I_A2+I_B2+I_C2 = 3I_O2

На отключение:

В рассечку соединения двух нейтралей включается трансформатор тока ТА, к которому подключается реле РТ – 40Ф, отстроенное с помощью фильтра (L, C) от токов третьих и высших гармоник. Выходной орган реле КА4 реагирует на разность токов нулевой последовательности обеих ветвей: I_p = 3I_O1 - 3I_O2 .

Защита от однофазных замыканий на землю в обмотке статора:

Для включения этой защиты на выводах генератора, работающего на сборные шины, устанавливаются трансформаторы тока нулевой последовательности шинного типа (ТНПШ). На вторичную обмотку ТНПШ включается реле РТЗ-50 (КА2), обладающее повышенной чувствительностью. Напряжение для подмагничивания ТНПШ, равное 100 ÷ 110 В, подается от TV, установленного со стороны выводов генератора (Рис. 4). Кроме того, к выходу ТНПШ подключается токовое реле КАЗ, которое предназначено для действия при двойных замыканиях на землю (одно замыкание на землю во внешней сети генераторного напряжения, а второе - в обмотке статора). В качестве реле КАЗ используется реле РТ-40/2 с первичным током срабатывания Iсз = 100 А, принятым с большим запасом для отстройки от максимально возможного тока, протекающего через защиту при внешнем КЗ.

а) токовые цепи; б) цепи оперативного тока

Защита от замыканий на землю в обмотке возбуждения:

Защита от замыкания на землю в одной точке.

К цепи возбуждения через конденсатор С подключается вторичная обмотка промежуточного трансформатора Тр, в цепь которой включено токовое реле Т, имеющее специальные обмоточные данные. В нормальном режиме ток в реле Т не проходит, и оно держит разомкнутым свой контакт. В случае замыкания на землю токовое реле срабатывает. Через контакт реле Т плюс подается на обмотку реле времени В, которое, сработав, заставляет подействовать промежуточное реле П. После срабатывания реле П самоблокируется и предотвращает длительное прохождение переменного тока через место замыкания на землю.

Защита от симметричной перегрузки обмотки статора:

Защита от симметричной перегрузки предусматривается на всех генераторах и выполняется с помощью одного токового реле, включенного на ток фазы А со стороны нулевых выводов генератора, и действует на сигнал с выдержкой времени (6…9) с.

Защита ротора от перегрузки током возбуждения:

Защита обычно имеет две ступени выдержек времени: с первой она действует на сигнали развозбуждение генератора, со второй – на отключение генератора от сети и на гашение поля

Защита от повышения напряжения:

Защита от повышения напряжения устанавливается на всех гидрогенераторах, работающих в блоке с трансформаторами. Напряжение срабатывания защиты устанавливается равным (1,5…1,7)*Uг.ном, выдержка времени 0,5 с. Защита не имеет выдержки времени и может действовать только при работе генератора на холостом ходу (на гашение поля).

Максимальная токовая защита с блокировкой по напряжению:

Защита предназначена для действия при симметричных КЗ и является резервной для генератора и сети высшего напряжения при отказах соответствующих защит. Защита от асинхронного режима:

Асинхронный режим генератора возникает в режиме работы без возбуждения. Защита выполняется на реле сопротивления и реагирует на изменение направления реактивной мощности, т.к. при потере возбуждения и переходе в асинхронный режим генератор потребляет реактивную мощность, продолжая нести активную нагрузку.

Дифференциальная защита генератора

В качестве основной защиты от междуфазных КЗ в обмотках статора генератора уст-ся продольная диф защита. Защита реагирует на междуфазные КЗ в генераторе и на выводах. При условии достаточной чувствительности защита может реагировать также на двойные замыкания на землю, когда одна точка замыкания находится в зоне действия диф защиты генератора.

Зона действия диф защиты генератора – обмотки статора и ошиновка генератора, расположенные между трансформаторами тока диф защиты.