Relébeskyttelse av synkronmaskiner

Synkrone elektriske maskiner er vekselstrømmaskiner, vanligvis trefasede. Som de fleste elektromekaniske omformere kan de fungere i både generator- og motormodus. En spesiell driftsmodus for en synkronmaskin er reaktiv effektkompensasjonsmodus. Spesielle maskiner designet for dette formålet kalles synkrone kompensatorer.

Til tross for den grunnleggende reversibiliteten til synkronmotorer og generatorer, har de vanligvis designegenskaper som sjelden gjør det mulig å bruke motorer som generatorer og omvendt.

Skadede generatorer

Skader på statorviklingen:

• Multifase kortslutninger;

• Enfase jordfeil (hvis aktuelt);

• Tvillingjordfeil;

• Kortslutning mellom omdreininger av en fase (for synkrongeneratorer med utgående parallelle grener).

Feil i rotorviklingen (i feltviklingen):

• Jording (rotorkropp) på ett punkt;

• Jording ved to punkter i eksitasjonskretsen.

Unormale driftsmoduser for generatorene

• Statoroverbelastning av en synkrongenerator (symmetrisk og asymmetrisk).

• Overbelastning ved ekstern kortslutning.

• Økning i spenning over statorviklingsterminalene.

• Asynkron modus.

Krav til relébeskyttelse av generatorer

Selektivitet — beskyttelsen må bare slå av generatoren i de feil og moduser som utgjør en reell fare for generatoren.

produktivitet — for å redusere graden av maskinfeil og for å hindre ustabil parallelldrift av generatorer og systemer.

Følsomhet — på alle typer feil i en synkrongenerator, samt på kortslutninger av tilstøtende elementer for å sikkerhetskopiere beskyttelsene og bryterne til disse elementene i tilfelle feil. Forsvaret må fungere ikke bare på Q, men også på en AGP-enhet for å stoppe kortslutningsstrømmen som sendes av generatoren selv.

Gjeldende avstengning uten tidsforsinkelse

Den brukes som hovedbeskyttelse for generatorer med en effekt på mindre enn 1 MW mot flerfase kortslutninger i statorviklingen. Monteres på siden av samleskinneklemmene.

Langsgående differensialbeskyttelse

Den brukes som hovedbeskyttelse for generatorer over 1 MW mot flerfasekortslutninger i statorviklingen.

TA monteres på samleskinnesiden og på nøytralsiden.

Beregning av parametrene for den langsgående differensialbeskyttelsen

Beskyttelsesstrøm:

Vanligvis, avhengig av kraften til generatoren, er utløsningsstrømmen til beskyttelsen i området:

Beskyttelsesfølsomhetstest:

Tverrgående differensialbeskyttelse

Den brukes som hovedbeskyttelse for generatorer med en effekt på mer enn 1 MW mot kortslutning per omdreining. Opprettholder langsgående differensialbeskyttelse ved flerfase kortslutning i statorviklingen.

Enkelt-relé tverrgående differensial beskyttelseskrets

Strømtransformatoren er installert i en krets mellom to nullpunkter av parallelle grener av statorviklingen koblet i en stjerne.

ZF-filter for tuning fra høyere harmoniske strømmer i den nøytrale kretsen, multipler på tre.

Beskyttelse mot jordfeil i statorviklingen til generatorer eller dens terminaler

1. Strømretningsvern for generatorer som opererer i en enhet med en transformator i et nettverk med isolert nøytral.

2. Jordfeilbeskyttelse ved bruk av lavfrekvente komponenter av forbruksvarer generert av en intermitterende lysbuefeil for generatorer koblet til nettverk med kompensert nøytral.

3. Jordfeilvern for generatorer som opererer i nett med resistivt jordet nøytral.

4. Signalering ved enfase jording med nullsekvensspenning.

Jordfeilbeskyttelse for generatorer som opererer i nettverk med en isolert eller resonansjordet nøytral

Jordvern har en "dødsone" på ca 5 % av statorviklingsmotstanden for kortslutning nær null (punkt K2). Verdiene 3U0, 3I0 er proporsjonale med antall fasevendinger mellom nøytralen og plasseringen av feilen.

Enfase jordfeilalarm ved nullsekvensspenning

Jordfeilbeskyttelse for generatorer som opererer på et resistivt jordet nøytralt nettverk

Beskyttelse mot sekundær jording i rotorviklingen

Spenningsfordeling på rotorviklingen ved jordfeil.

Beskyttelseskrets for generatoren mot kortslutning på to punkter av magnetiseringskretsen

(a) eksiteringsskjema; b) driftsstrømkretser

Overspenningsblokkering mot overspenning

• Designet for å beskytte generatorer mot overstrøm under eksterne kortslutninger.

• Egnet for generatorer med en effekt på mindre enn 30 MW.

• Den utføres i to trinn.

Overspenningsblokkerende krets

a) strømkretser; b) spenningskretser; c) driftsstrømkretser

Negativ sekvens overstrømbeskyttelse

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

• Designet for å beskytte generatorer mot eksterne asymmetriske kortslutninger.

a) strømkretser; b) spenningskretser; c) driftsstrømkretser

Generator avstandsbeskyttelse

• Den brukes til generatorer med en effekt på mer enn 60 MW.

• Designet for å beskytte generatorer mot eksterne asymmetriske kortslutninger.

Motstanden til den beskyttende operasjonen velges i henhold til innstillingstilstanden fra maksimal belastning ved minimum driftsspenning:

Generatoravstandsbeskyttelseskrets

Utløserbeskyttelse:

Overspenningsvern

Installert på hydrogeneratorer:

Installert på turbingeneratorer med en kapasitet på 160 MW og over:

Generatorbeskyttelse mot asynkrone moduser

Typer AR-generatorer

1. Med full eller delvis spenning.

2. Ingen spenning.

Prinsippet om beskyttelse av generatorer fra asynkrone moduser — eksternt, overvåkes motstanden til generatoren.

Motorbeskyttelse

Skader på elektriske motorer:

• enfase jordfeil;

• Stenginger mellom svingene i en fase;

• fase fase kortslutninger.

Unormale driftsmoduser for ED:

• Overbelastning med strømmer høyere enn nominell;

• Aktuator overbelastning.

Flerfase kortslutningsbeskyttelse

Øyeblikkelig overstrømbeskyttelseskrets

Lavspenningsbeskyttelse

Selvstart av motorene kan ikke forekomme hvis dekktrykket er lavere:

Underspenningsbeskyttelseskrets med direkte relé:

Beskyttelse av synkrone elektriske motorer mot fall fra et synkront nettverk: