Анормальные режимы работы генераторов
Внешние короткие замыканиядолжны ликвидироваться защитами смежных присоединений. Однако, в случае отказа защиты или выклю- чателя этого элемента ток короткого замыкания должен быть отключен защитой генератора.
Перегрузки генераторавозникают в результате отключения или отде- ления части параллельно работающих генераторов, при работе форси- ровки возбуждения, самозапуске двигателей, потере возбуждения и т. д. Перегрузки вызывают перегрев обмоток, старение изоляции и, как след- ствие, ее повреждение. При возникновении перегрузки защита должна действовать на сигнал и только в тех случаях, когда разгрузка генерато- ров не дает результатов, по истечении допустимого времени генераторы должны отключаться.
Несимметрия фазных токоввозникает при внешних однофазных и двухфазных замыканиях, при большой несимметричной нагрузке близ- ких потребителей, при неполнофазных режимах работы энергосистемы. Несимметрия сопровождается появлением в обмотке статора токов об- ратной последовательности. При этом в роторе возникают токи двойной частоты, вызывающие его повышенный нагрев и вибрацию вращаю- щихся частей машины.
Повышение напряжениявозникает в результате неисправности системы возбуждения. Защита обязательна к установке на гидрогенераторах и турбогенераторах мощностью 160 мВт и более.
Асинхронный режимвозникает при потере возбуждения и в результате нарушения устойчивости и сопровождается потреблением из сети зна- чительного реактивного тока, понижением напряжения на зажимах ге- нератора, увеличением частоты вращения ротора, возникновением ме- стных перегревов ротора и повышенным нагревом крайних пакетов ста- тора. Из-за повышенных значений тока статора работа генератора в асинхронном режиме ограничивается по времени. Для турбогенерато- ров мощностью (63 - 500) мВт длительность асинхронного режима до- пускается до 15 минут, для турбогенераторов мощностью 800 мВт и бо- лее асинхронный режим недопустим.
Защита генераторов от внутреннихповреждений
Для защиты генераторов от внутренних повреждений применяются сле- дующие защиты:
-поперечная дифференциальная защита;
-продольная дифференциальная защита;
- защита от замыканий на землю
Поперечная дифференциальная защита
Поперечная дифференциальная защита ставится на генераторах, обмот- ки статора которых содержат две параллельные ветви, и предназначена для защиты от витковых замыканий. Принцип действия защиты основан на сравнении токов, протекающих по параллельным ветвям. Защита вы- полняется односистемной на токовом реле с фильтром высших гармо- ник. Это реле присоединяется к трансформатору тока, врезанному в пе- ремычку между нейтралями параллельных обмоток статора (Рис.93).
Рис.93Принцип действия поперечной дифференциальной защиты гене-ратора
В нормальном режиме работы э.д.с. соответствующих ветвей генерато- ра равны между собой:
EA1EA2;
EB1EB2;
EC1EC2.
При возникновении виткового замыкания, например, при замыкании части витков ветви1фазыА, э.д.с. этой ветви становится меньше э.д.с. параллельной ветви:
EA1EA2,
в нулевом проводе начинает протекать ток, и реле сработает. Первичный ток срабатывания защиты при проектировании принимается равным0,2Iномгенератора.
Ликвидация витковых замыканий в обмотке статора, не имеющей па- раллельных ветвей, возлагается на защиту от замыканий на землю
Продольная дифференциальная защитаПродольная дифференциальная защита является основной защитой ге- нератора от многофазных коротких замыканий. Защитаприсоединяется
к трансформаторам тока, установленным со стороны фазных инулевых
выводов генератора (Рис.94).
Рис.94Схема продольной дифференциальной защиты генератора
Принцип действия защиты основан на сравнении токов, протекающих со стороны фазных и нулевых выводов. В зону действия защиты входят обмотки, выводы статора и шины до распределительных устройств. Для повышения чувствительности в качестве пусковых органов использу- ются токовые реле с насыщающимися трансформаторами или реле с торможением.
Чувствительность дифференциальной защиты оценивается по току двухфазного короткого замыкания для двух режимов: повреждениеге-
нератора при отключенном выключателе, когда ток повреждения под- ходит к месту короткого замыкания только от генератора, и поврежде- ние генератора, включаемого методом самосинхронизации, когда ток короткого замыкания поступает только из сети. Значение коэффициента чувствительности должно быть не менее двух.