Поперечная дифференциальная защита
Продольная диф. защита генератора не действует при витковых замыканиях в обмотке статора, так как токи, проходящие со стороны главных и нулевых выводов в этом случае одинаковы.
Защиту от витковых замыканий на генераторах, не имеющих параллельных ветвей в обмотке статора вследствие отсутствия простых способов её исполнения, не предусматривают.
На мощных генераторах, имеющих две и более параллельных ветви в фазах обмотки статора, применяют специальную поперечную дифференциальную защиту, предназначенную для защиты генератора от витковых замыканий в обмотке статора. При этом со стороны нулевых выводов каждая параллельная ветвь должна иметь изолированный вывод.
Принцип действия поперечной диф. защиты основан на сравнении геометрической суммы токов в параллельных ветвях фаз обмотки статора генератора.
Такое сравнение можно осуществлять с помощью трёхсистемной или односистемной схемы поперечной защиты. Обычно применяется односистемная схема, которая выполняется при помощи одного трансформатора тока устанавливаемого в цепь между двумя нулевыми точками соединённых в звезду параллельных ветвей обмотки статора и одного реле сравнивающего сумму токов параллельных ветвей всех трёх фаз обмотки статора генератора.
Упрощённая схема односистемной поперечной дифференциальной защиты генератора представлена на рис. 7-5.
Рис.7-5. Поперечная
односистемная диф. защита генератора
а) схема подключения
б) схема
токораспределения
В нормальном режиме и при внешнем к.з. геометрическая сумма токов каждой группы параллельных ветвей фаз, соединённых в звезду, равна нулю и в реле защиты попадает только ток небаланса.
При витковом
замыкании в одной из ветвей (например,
фазы А на рис. 7-5) сопротивление этой
ветви и э.д.с.
уменьшаются. В контуре, образованном
обеими ветвями фазы А, возникает
разность э.д.с.
и ток
.
Ток виткового к.з. протекает по
трансформатору тока поперечной защиты
и вызывает её срабатывание.
Величина Iк зависит от количества замкнувшихся витков, поскольку Е прямо пропорционально их числу.
Необходимо отметить, что в месте повреждения величина тока может оказаться во много раз больше за счёт тока, циркулирующего в контуре образованном коротко замкнутыми витками.
Поперечная диф.
защита будет работать также при замыканиях
между витками ветвей разных фаз и может
не сработать при замыканиях между
витками разных ветвей одной фазы при
одинаковом числе замкнувшихся витков
т.к. в этом случае
.
С целью повышения чувствительности токовое реле поперечной защиты включается через фильтр токов основной частоты для отстройки от воздействия гармоник, кратных трём, наличие которых обусловлено искажением формы кривой э.д.с. генератора.
На генераторах с непосредственным охлаждением обмоток поперечная диф. защита выполняется без выдержки времени с действием на отключение и развозбуждение генератора.
Кроме своего основного назначения – защиты от витковых замыканий, поперечная диф. защита может также в некоторых случаях срабатывать и при междуфазных к.з. в обмотке статора генератора, резервируя продольную диф. защиту генератора.
Ток срабатывания токового реле поперечной диф. защиты отстраивается от максимального тока небаланса, который может проходить в реле при внешних к.з. и принимается равным:
Iс.з.= (0,20,3) Iном
В качестве токовых реле в поперечной диф. защите применяются реле типа РТ-40/Ф.
К недостаткам рассматриваемой схемы поперечной диф. защиты следует отнести наличие «мёртвой зоны» при малом числе замкнувшихся витков.
К достоинствам защиты относятся простота исполнения, а также достаточно высокая чувствительность.
Выводы:
Поперечная дифференциальная защита является основной защитой от витковых замыканий в обмотке статора генератора имеющего параллельные ветви в фазах статорной обмотки.
Принцип действия поперечной дифференциальной защиты основан на сравнении геометрической суммы токов в параллельных ветвях фаз обмотки статора генератора.
Односистемная поперечная диф. защита, нашедшая наибольшее применение на генераторах, имеющих параллельные ветви в фазах обмотки статора, отличается простотой и обладает необходимым быстродействием и чувствительностью.
К недостаткам односистемной поперечной диф. защиты относятся наличие «мёртвой зоны» при малом числе замкнувшихся витков обмотки статора, а также невозможность её использования в качестве защиты от витковых замыканий на генераторах, не имеющих параллельных ветвей.