Продольная дифференциальная защита генератора

Релейная защита блока

Общие сведения

Блочные схемы соединений: находят широкое применение на современных мощных электростанциях. Наиболее часто соединяются в один блок генератор — повышающий трансформатор (или автотрансформатор) и трансформатор собственных нужд (рис.1). Находят применение также блоки генератор — повышающий трансформатор (или автотрансформатор) — линия. Блоки большой мощности (100, 200, 300, 500, 800 МВт) объединяют в единый агрегат не только генератор и трансформатор, но также котел и турбину. Такие блоки не имеют поперечных связей, позволяющих заменять один элемент блока (например, трансформатор или котел) аналогичным элементом другого блока. В результате этого повреждение или нарушение нормальной работы одного элемента блока выводит из работы весь блок.

На генераторах, трансформаторах (или автотрансформаторах) и линиях, соединенных в один блок, устанавливаются те же защиты, что и в случае их раздельной работы. Однако объединение в один рабочий агрегат нескольких элементов большой мощности вызывает некоторые, отмеченные ниже особенности в требованиях к защитам и в отдельных случаях в исполнении защиты.

Рис. 1. Основные схемы блоков:

а, б, в — генератор — трансформатор с ответвлением на с. н.; г — блок с двумя генераторами; д — спаренные блоки.

1. Соединение в один блок нескольких элементов позволяет объединить однотипные защиты этих элементов в одну общую защиту. Общими обычно выполняются дифференциальные защиты генератора и трансформатора, а также защиты от сверхтоков при внешних к. з. и перегрузках.

2. Отсутствие электрической связи между генератором и сетью, имеющее место в блочных схемах, облегчает решение вопросов селективности защиты генератора от замыканий на землю, но требует в то же время новых способов выполнения этой защиты.

3. Вследствие высокой стоимости мощных генераторов и трансформаторов блока к их защитам от внутренних повреждений предъявляются повышенные требования в части чувствительности, быстроты действия и надежности.

4. Малые запасы по нагреву мощных генераторов обусловливают необходимость выполнения защиты от недопустимого нагрева ротора генератора при несимметричном режиме и от перегрузки обмотки ротора.

5. На блоках без поперечных связей, все элементы которых объединены в единый агрегат, возникает необходимость действия электрических защит не только на выключатель и АГП, но и на останов блока в целом, т. е. котла и турбины.

Соответственно Правилам устройств электроустановок (ПУЭ) для защиты блоков генератор – трансформатор при мощности генератора больше 10МВт должны быть предусмотрены устройства релейной защиты от следующих видов повреждений:

· от замыканий на землю в цепи генераторного напряжения;

· от многофазных коротких замыканий в обмотке статора генератора и его выводах;

· от междувитковых коротких замыканий в обмотке статора при наличии двух параллельных ветвей;

· от многофазных коротких замыканий в обмотках блочного трансформатора и на его выводах;

· от междувитковых коротких замыканий в обмотках блочного трансформатора;

· от внешних коротких замыканий;

· от перегрузки генератора токами обратной последовательности (при мощности генератора больше 30 МВт);

· от симметрической перегрузки генератора и трансформатора;

· от перегрузки ротора генератора током возбуждения;

· от повышения напряжения (для генераторов мощностью 100 МВт и выше);

· от замыкания на землю в одной точке обмотки возбуждения;

· от замыкания на землю во второй точке обмотки возбуждения (при мощности генератора меньше 160 МВт);

· от перехода в асинхронный режим при потере возбуждения;

· от снижения уровня масла в баке трансформатора;

· от повреждения изоляции вводов высокого напряжения блочного трансформатора (при напряжении 500 кВ и выше).

Ниже рассмотрим и рассчитаем основные защиты для блока мощностью 300 МВт:

· продольная дифференциальная защита генератора от многофазных коротких замыканий в обмотке статора и его выводах;

· поперечная дифференциальная защита генератора от междувитковых коротких замыканий в обмотке статора при наличии двух параллельных ветвей;

· от перехода в асинхронный режим при потере возбуждения;

· дифференциальная защита блочного трансформатора от всех видов коротких замыканий.

Продольная дифференциальная защита генератора