Relæbeskyttelse af synkronmaskiner

Synkrone elektriske maskiner er vekselstrømsmaskiner, normalt trefasede. Som de fleste elektromekaniske omformere kan de fungere i både generator- og motortilstande. En speciel driftsform for en synkronmaskine er den reaktive effektkompensationstilstand. Specielle maskiner designet til dette formål kaldes synkrone kompensatorer.

På trods af den grundlæggende reversibilitet af synkronmotorer og generatorer, har de normalt designfunktioner, der sjældent gør det muligt at bruge motorer som generatorer og omvendt.

Beskadigede generatorer

Skader på statorviklingen:

• Multifase kortslutninger;

• Enfasede jordfejl (hvis relevant);

• Twin jordfejl;

• Kortslutning mellem vindinger af en fase (til synkrone generatorer med udgangsparallelle forgreninger).

Fejl i rotorviklingen (i markviklingen):

• Jordforbindelse (rotorlegeme) på et punkt;

• Jordforbindelse ved to punkter af excitationskredsløbet.

Unormale driftstilstande for generatorerne

• Stator overbelastning af en synkron generator (symmetrisk og asymmetrisk).

• Overbelastning i tilfælde af ekstern kortslutning.

• Forøgelse af spændingen over statorviklingens terminaler.

• Asynkron tilstand.

Krav til relæbeskyttelse af generatorer

Selektivitet — beskyttelsen må kun slukke for generatoren i de fejl og tilstande, der udgør en reel fare for generatoren.

produktivitet — at reducere graden af ​​maskinfejl og at forhindre ustabil paralleldrift af generatorer og systemer.

Følsomhed — på alle typer fejl i en synkrongenerator samt på kortslutninger af tilstødende elementer for at sikkerhedskopiere disse elementers beskyttelser og afbrydere i tilfælde af fejl. Forsvaret skal virke ikke kun på Q, men også på en AGP-enhed at stoppe kortslutningsstrømmen, som sendes af generatoren selv.

Aktuel nedlukning uden tidsforsinkelse

Den bruges som hovedbeskyttelse for generatorer med en effekt på mindre end 1 MW mod flerfasede kortslutninger i statorviklingen. Installeret på siden af ​​samleskinneklemmerne.

Langsgående differentialbeskyttelse

Den bruges som hovedbeskyttelse for generatorer over 1 MW mod flerfasekortslutninger i statorviklingen.

TA'en monteres på samleskinnesiden og på den neutrale side.

Beregning af parametrene for den langsgående differentialbeskyttelse

Beskyttelsesstrøm:

Normalt, afhængigt af generatorens effekt, er udløsningsstrømmen af ​​beskyttelsen i området:

Beskyttelsesfølsomhedstest:

Tværgående differentialbeskyttelse

Den bruges som hovedbeskyttelse for generatorer med en effekt på mere end 1 MW mod kortslutning pr. Bevarer langsgående differentialbeskyttelse i tilfælde af flerfase kortslutning i statorviklingen.

Enkelt-relæ tværgående differentialbeskyttelseskredsløb

Strømtransformatoren er installeret i et kredsløb mellem to nulpunkter af parallelle grene af statorviklingen forbundet i en stjerne.

ZF-filter til tuning fra højere harmoniske, der flyder i det neutrale kredsløb, multipla af tre.

Beskyttelse mod jordfejl i statorviklingen af ​​generatorer eller dens terminaler

1. Strømretningsbeskyttelse for generatorer, der arbejder i en enhed med en transformer i et netværk med isoleret neutral.

2. Jordfejlsbeskyttelse ved hjælp af lavfrekvente komponenter af forbrugsvarer genereret af en intermitterende lysbuefejl for generatorer, der er forbundet med kompenseret neutral.

3. Jordfejlsbeskyttelse for generatorer, der arbejder i netværk med resistivt jordet neutral.

4. Signalering i tilfælde af enfaset jording af nul-sekvensspænding.

Jordfejlsbeskyttelse for generatorer, der arbejder i netværk med en isoleret eller resonansjordet neutral

Jordbeskyttelse har en "død zone" på omkring 5 % af statorviklingsmodstanden for en kortslutning nær nul (punkt K2). Værdierne 3U0, 3I0 er proportionale med antallet af fasedrejninger mellem neutralen og fejlens placering.

Enfaset jordfejlsalarm ved nul-sekvensspænding

Jordfejlsbeskyttelse for generatorer, der arbejder på et resistivt jordet neutralt netværk

Beskyttelse mod sekundær jording i rotorviklingen

Spændingsfordeling på rotorviklingen ved jordfejl.

Beskyttelseskredsløb af generatoren mod kortslutning i to punkter af magnetiseringskredsløbet

(a) excitationsordning; b) driftsstrømkredsløb

Overspændingsblokering mod overspænding

• Designet til at beskytte generatorer mod overstrøm under eksterne kortslutninger.

• Velegnet til generatorer med en effekt på mindre end 30 MW.

• Den udføres i to etaper.

Overspændingsblokerende kredsløb

a) strømkredsløb; b) spændingskredsløb; c) driftsstrømkredsløb

Overstrømsbeskyttelse i negativ sekvens

• Den bruges til generatorer med en effekt på 30-60 MW.

• Designet til at beskytte generatorer mod eksterne asymmetriske kortslutninger.

a) strømkredsløb; b) spændingskredsløb; c) driftsstrømkredsløb

Generator afstandsbeskyttelse

• Den bruges til generatorer med en effekt på mere end 60 MW.

• Designet til at beskytte generatorer mod eksterne asymmetriske kortslutninger.

Modstanden for den beskyttende operation vælges i henhold til indstillingstilstanden fra den maksimale belastning ved den minimale driftsspænding:

Generatorafstandsbeskyttelseskredsløb

Udløserbeskyttelse:

Overspændingsbeskyttelse

Installeret på hydrogeneratorer:

Installeret på turbinegeneratorer med en kapacitet på 160 MW og derover:

Generatorbeskyttelse mod asynkrone tilstande

Typer af AR-generatorer

1. Med hel eller delvis spænding.

2. Ingen spænding.

Princippet om beskyttelse af generatorer fra asynkrone tilstande — på afstand, overvåges generatorens modstand.

Motorbeskyttelse

Skader på elektriske motorer:

• enkeltfasede jordfejl;

• Lukninger mellem omdrejninger af en fase;

• fase fase kortslutninger.

Unormale driftsformer for ED:

• Overbelastning med strømme højere end nominel;

• Aktuator overbelastning.

Flerfaset kortslutningsbeskyttelse

Øjeblikkelig overstrømsbeskyttelseskredsløb

Lavspændingsbeskyttelse

Selvstart af motorerne forekommer muligvis ikke, hvis dæktrykket er lavere:

Underspændingsbeskyttelseskredsløb med direkte relæ:

Beskyttelse af synkrone elektriske motorer mod fald fra et synkront netværk: