4. Защита высоковольтных генераторов мощностью до 1 мВт

Высоковольтные генераторы мощностью до 1 МВт изготавливают на напряжение до 6 кВ.

Защиты разделяются на защиту от многофазных внешних коротких замыканий и КЗ в статоре.

Защита от многофазных КЗ в обмотке статора осуществляется токовой отсечкой. Ее выполнение, расчет тока срабатывания и требования чувствительности такие же, как и у ТО низковольтных генераторов. При недостаточной чувствительности ТО (К_ч<2), вместо нее применяется упрощенная продольная дифференциальная защита (рис.16.3) (при наличии выводов отдельных фаз со стороны нейтрали).

Рис.16.3. Продольная дифференциальная защита генератора

В схеме используются реле типа РТ - 40 или реле прямого действия типа РТМ.

При внешних КЗ через реле проходит ток небаланса. Для его уменьшения ТТ подбирают с одинаковыми характеристиками, сопротивления плеч защиты выравниваются за счет подбора сечений соединительных проводов, либо дополнительными резисторами R = 5…10 Ом.

Расчетный ток небаланса, приведенный к первичной стороне:

= 0.5 - коэффициент однотипности ТТ,

= 1.5…2 – коэффициент, учитывающий наличие апериодической составляющей в токе КЗ,

- полная относительная погрешность ТТ,

- периодическая составляющая (t=0) тока генератора при К⁽³⁾ на шинах генераторного напряжения.

Ток срабатывания дифференциальной защиты должен удовлетворять следующим условиям:

Выполнением последнего условия предотвращается ложное действие защиты в случае обрыва соединительных проводов или повреждения одного из ТТ.

Проверяя чувствительность дифференциальной защиты, ток I_{кз min} находят для двух возможных вариантов:

1. Повреждение одиночно работающего генератора, когда ток к месту повреждения идет только от генератора.

2. Повреждение генератора, включенного в сеть методом самосинхронизации, когда ток к месту повреждения подходит только из сети.

Меньший из двух .

Для одиночно работающих генераторов в качестве защиты от многофазных КЗ допускается использовать МТЗ со стороны нейтрали, а при отсутствии выводов отдельных фаз со стороны нейтрали - минимальную защиту напряжения.

Рис.16.4.Защита минимального напряжения

При повреждениях в цепях напряжения защита должна выводиться из действия. При установке этой защиты на турбогенераторах ее напряжение срабатывания выбирают из условия недействия при потере возбуждения:

Выдержка времени защиты берется больше max времени действия t_зmax защит смежных отходящих элементов станции:

Защита от замыканий на землю в обмотке статора выполняется в виде токовой защиты нулевой последовательности, реагирующей на токи установившегося режима, с ТТ типа ТЛЗ. Защита действует на отключение.

Защита от внешних КЗ - выполняется МТЗ с выдержкой времени, двухрелейной или однорелейной (с включением реле на разность токов двух фаз). Токовые реле подключаются к ТТ со стороны нейтрали для резервирования дифференциальной защиты генератора.

Ток срабатывания:

;

выдержка времени:

.

Защита от симметричных перегрузок состоит из одного токового реле, включенного на ток фазы, и реле времени. Ток срабатывания защиты:

;

- при действии защиты на сигнал;

- при действии защиты на разгрузку или отключение.

Выдержка времени принимается больше времени срабатывания защиты от внешних КЗ.