Релейний захист блока
1. Загальні відомості
Блокові схеми з'єднань: знаходятьшироке застосування на сучасних потужних електростанціях. Найбільш частоз'єднуються в один блок генератор - трансформатор (абоавтотрансформатор) і трансформатор власних потреб (рис.1). Знаходять застосуваннятакож блоки генератор - трансформатор (або автотрансформатор) -лінія. Блоки великої потужності (100, 200, 300, 500, 800 МВт) об'єднують в єдинийагрегат не тільки генератор і трансформатор, але також котел та турбіну. Такіблоки не мають поперечних зв'язків, які дозволяють замінювати один елемент блоку(Наприклад, трансформатор або котел) аналогічним елементом іншого блоку. ВВнаслідок цього пошкодження або порушення нормальної роботи одного елементаблоку виводить з роботи весь блок.
На генераторах,трансформаторах (або автотрансформаторах) і лініях, з'єднаних в один блок,встановлюються ті ж захисту, що і в разі їх роздільної роботи. Однакоб'єднання в один робочий агрегат декількох елементів великої потужностівикликає деякі, зазначені нижче особливості у вимогах до захисту і вокремих випадках у виконанні захисту.
Рис. 1. Основнісхеми блоків:
а, б, в - генератор- Трансформатор з відгалуженням на с. н.; г - блок з двома генераторами; д -спарені блоки.
1. З'єднання в один блок декількохелементів дозволяє об'єднати однотипні захисту цих елементів в одну загальнузахист. Загальними зазвичай виконуються диференціальні захисту генератора ітрансформатора, а також захисту від надструмів при зовнішніх КЗ. і перевантаженнях.
2. Відсутність електричного зв'язку між генератором імережею, що має місце в блокових схемах, полегшує вирішення питань селективностізахисту генератора від замикань на землю, але вимагає в той же час новихспособів виконання цього захисту.
3. Внаслідок високоївартості потужних генераторів і трансформаторів блоку до їх захистах від внутрішніхпошкоджень пред'являються підвищені вимоги в частині чутливості,швидкості дії і надійності.
4. Малі запаси по нагріванню потужних генераторівобумовлюють необхідність виконання захисту від недопустимого нагріву роторагенератора при несиметричному режимі і від перевантаження обмотки ротора.
5. На блоках безпоперечних зв'язків, всі елементи яких об'єднані в єдиний агрегат, виникаєнеобхідність дії електричних захистів не тільки на вимикач і АГП, але йна останов блоку в цілому, тобто котла і турбіни.
Відповідно до Правилпристроїв електроустановок (ПУЕ) для захисту блоків генератор - трансформаторпри потужності генератора більше 10мВт повинні бути передбачені пристроїрелейного захисту від наступних видів пошкоджень:
В· від замикань на землю в ланцюзігенераторної напруги;
В· від багатофазних коротких замикань вобмотці статора генератора і його висновках;
В· від междувіткових коротких замикань вобмотці статора при наявності двох паралельних гілок;
В· від багатофазних коротких замикань вобмотках блочного трансформатора і на його виводах;
В· від междувіткових коротких замикань вобмотках блочного трансформатора;
В· від зовнішніх коротких замикань;
В· від перевантаження генератора струмамизворотній послідовності (при потужності генератора більше 30 МВт);
В· від симетричної перевантаженнягенератора і трансформатора;
В· від перевантаження ротора генератора струмомзбудження;
В· від підвищення напруги (длягенераторів потужністю 100 МВт і вище);
В· від замикання на землю в одній точціобмотки збудження;
В· від замикання на землю у другій точціобмотки збудження (при потужності генератора менше 160 МВт);
В· від переходу в асинхронний режим привтрати збудження;
В· від зниження рівня масла в бакутрансформатора;
В· від пошкодження ізоляції вводіввисокої напруги блочного трансформатора (при напрузі 500 кВ і вище).
Нижче розглянемо ірозрахуємо основні захисту для блоку потужністю 300 МВт:
В· поздовжня диференційний захистгенератора від багатофазних коротких замикань в обмотці статора і його висновках;
В· поперечна диференційний захистгенератора від междувіткових коротких замикань в обмотці статора при наявностідвох паралельних гілок;
В· від переходу в асинхронний режим привтрати збудження;
В· диференційний захист блочноготрансформатора від усіх видів коротких замикань.
2. Поздовжня диференціальний захистгенератора
2.1 Теоретичнівідомості
В якості захисту відміжфазних коротких замикань в генераторі застосовується швидкодіючапоздовжня диференційний захист, її схема для однієї фази генератора показанана рис. 1, а.
Рис.2 Схема і принципдії подовжнього диференціального захисту генератора
Принцип дії захистузаснований порівнянні величин і фаз струмів (і) на початку і кінці обмотки фазистатора. З цією метою з обох сторін обмотки статора встановлюютьсятрансформатори струму і з однаковими коефіцієнтамитрансформації. Їх вторинні обмотки з'єднуютьсяпослідовно, як показано на малюнку, різнойменними полярностями.Диференціальне реле включається паралельно вториннимобмоткам обох трансформаторів струму.
При к.з. поза зоною (точка на рис.1. а)первинні струми рівні за величиною і спрямовані водну сторону (до місця к.з.). Розподіл вторинних струмів в показано на рис.1, а, струм в реле, при ідеальній роботітрансформаторів струму і тому - захист не працює. Вдійсності через похибки трансформаторів струму і в реле з'являється струмнебалансу.Для виключення помилкової роботи необхідно забезпечити умову
При навантаженні розподілпервинних і вторинних струмів відповідає умовам зовнішнього короткогозамикання, струм і захист не діє.
При короткому замиканні взоні (точка нарис. 1, б) первинні струми к.з. на обох сторонах обмотки спрямовані зустрічно (домісця к.з.). В результаті цього вторинні струми в реле підсумовуються і релеприходить в дію, якщо. Для припинення к.з. захист повиненвідключити генераторний вимикач і АГП.
Оскількидиференційний захист генераторів призначена для дії при міжфазнихк.з., вона може виконуватися по двофазної схемою. Однак двофазна захист неможе забезпечити відключення генератора при подвійних замиканнях на землю. Дляшвидкого відключення такого пошкодження диференціальний захист генератораповинна виконаються трифазної. В цілях економії трансформаторів струмудиференціальні захисту генераторів можна виконувати двофазним, передбачаючипри цьому відповідне виконання захисту від замикань на землю, що дозволяєїй відключити подвійне замикання на землю.
Зона дії захистуобмежена ділянкою між трансформаторами струму та. При виконанні захисту прагнутьрозширити її зону; з цією метою трансформатори струму зазвичай встановлюють білябезпосередньо біля вимикача, так щоб пошкодження на всіх струмопровідних частинахвід висновків генератора до вимикача вимикалася миттєво диференціальноїзахистом.
Обрив сполучногодроти в схемі диференційного захисту порушує баланс струмів в реле і викликаєнеправильну роботу захисту при наскрізних к.з. або навіть у нормальному режимі.Тому струмові ланцюги захисту повинні виконуватися з особливою надійністю. Числоконтактних з'єднань в струмових ланцюгах має бути мінімальним, а якістьсполук - надійним.
Вторинні обмоткитрансформаторів струму диференціального захисту заземляється тільки в однієї групитрансформаторів або; друга група трансформаторівпов'язана з першою і тому свого заземлення не має. При заземленні обохгруп трансформаторів утворюється ланцюг, по якій можуть проходити струми,з'являються в контурі заземлення підстанції, в результаті чого можливенеправильне дію захисту.
При зовнішніх к.з. вдиференціальному реле (рис. 1)
Струм небалансу може викликати неправильну роботу диференціальноїзахисту, тому вживаються заходи до обмеження його величини.
Дл...
