6.3.7. Защита от асинхронного режима при потере возбуждения генератора

Асинхронный режим характеризуется потреблением большой реактивной мощности из сети, необходимой для возбуждения генератора, а также колебаниями тока в цепи статора с удвоенной частотой скольжения ротора относительно статора при увеличении числа оборотов ротора в указанном режиме. При этом возможно снижение напряжения на собственных нуждах электростанции.

Р ис. 6.8. Схема подключения блока защиты БЭ 2106 (обмотки генератора соединены по схеме “звезда”)

В указанном режиме значительно нагреваются крайние пакеты активной стали статора из–за резкого увеличения индукции магнитных полей рассеяния в зоне лобовых частей обмоток. Требуется, возможно, быстрое снижение активной нагрузки (до 40% номинальной), что может быть обеспечено автоматикой разгрузки.

Защита от асинхронных режимов осуществляется с помощью направленного реле сопротивления, изменяющего полное сопротивление в сторону генератора, что основано на изменении направления вектора тока нагрузки при переходе блока из нормального в асинхронный режим при том же направлении вектора напряжения в цепи генератора (сопротивление, подведенное к реле в нормальном нагрузочном режиме, лежит в 1квадрате комплексной плоскости, а при асинхронном режиме – в 4 квадрате).

Характеристика срабатывания реле сопротивления должна представлять собой окружность, расположенную в 3-4 квадратах комплексной плоскости сопротивлений, не охватывающую начало координат. Угол максимальной чувствительности реле равен .

Защита должна быть отстроена по уставке от режима недовозбуждения генератора при избытке реактивной мощности на данном участке сети, когда положение векторов тока и напряжения аналогично режиму потери возбуждения. Согласно решению Главтехуправления в качестве защиты от асинхронного режима используется одно реле сопротивления (2РС) блок-реле типа КРС–2 (еще одно реле сопротивления 1РС этого же блок-реле КРС–2 может использоваться в качестве защиты от внешних симметричных к.з.).

КРС – 2 включается:

 по цепям переменного тока – на трансформаторах тока, установленные со стороны линейных выводов генератора;

 по цепям напряжения – на трансформатор напряжения, установленный со стороны линейных выводов генератора.

Защита выполняется с выдержкой времени, отстроенной от качаний и асинхронного хода в системе. Во избежание отключения блока в режиме самосинхронизации генератора защита от потери возбуждения автоматически вводится в действие после появления тока в цепи статора генератора с небольшим замедлением.

Для предотвращения ложных действий защиты от потери возбуждения при внешних несимметричных к. з. она блокируется при срабатывании чувствительного органа токовой защиты обратной последовательности (пускового органа БЭ 1101).

Рисунок 6.9. Схема защиты КРС-2.

Действие защиты:

 отключение выключателей, обеспечивающих отсоединение собственных нужд от блока для ускорения АВР по переводу собственных нужд на резервный источник, т.к. на рабочем трансформаторе собственных нужд (ТСН) блока возможно снижение напряжения ниже в режиме потери генератором возбуждения;

 отключение АГП или инвертирование позволяют исключить шунтирование ротора возбудителем, т.е. ликвидировать режим с большими колебаниями тока статора.

Схема защиты приведена на рис. 6.9:

АВ - блок – контакты автомата трансформатора напряжения;

ПО блок контакты пускового органа защиты от несимметричных перегрузок;

реле 4РП , 5РП и 6РП – обеспечивают импульсное воздействие на разгрузке блока и инвертирование ;

РУ – указательное реле ;

реле 1РП – обеспечивает автоматический ввод защиты в действие только после появления тока в цепи генератора (1 с) во избежание отключения энергоблока в режиме самосинхронизации.

Включение шунтирующего контактора “К“ к системе возбуждения ускоряет процесс шунтирования ротора гасительным сопротивлением, предотвращающем опасное повышение напряжения на обмотке ротора генератора при потере им возбуждения.

Шунтирование ротора контактором происходит приблизительно за 1 сек., а с помощью АГП и инвертирования – за 3 ÷ 4 сек.