Курсовик по РЗА (стр. 2 из 5)
Отключение генераторов при перегрузках допускается только в тех случаях, когда принятые меры по их разгрузке не дают результата, а допустимое время перегрузки истекло.
С учетом сказанного защита от перегрузки генераторов на электростанциях с дежурным персоналом устанавливается с действием на сигнал. На автоматизированных электростанциях защита от перегрузки выполняется с действием на отключение или разгрузку генераторов по истечении допустимого времени перегрузки. Аналогичное исполнение защиты желательно иметь и на мощных генераторах, так как на этих генераторах при перегрузках, превышающих 30%, предельное время достаточно мало и дежурный персонал не успеет произвести своевременную разгрузку их.
Несимметрия токов в фазах генераторов возникает при двухфазных и однофазных к.з. вне генератора, при обрывах одной или двух фаз цепи, связывающей генератор с нагрузкой, и при неполнофазном режиме работы в сети. Несимметрия токов приводит к дополнительному нагреванию ротора и механической вибрации машины.
Несимметрия сопровождается появлением в обмотке статора токов обратной последовательности, эти токи имеют обратное чередование фаз и создают магнитное поле, вращающееся в сторону, противоположную вращению ротора. В результате этого поток, созданный токами обратной последовательности, пересекает корпус ротора с двойной скоростью. Он индуктирует в металлических частях ротора (в бочке ротора) значительные вихревые токи, имеющие двойную частоту, и создает дополнительный, пульсирующий с двойной частотой электромагнитный момент. Вихревые токи вызывают повышенный нагрев ротора, апульсирующий момент- вибрацию вращающейся части машины.
Несимметрия токов особенно опасна для крупных современных турбо- и гидрогенераторов ТВФ, ТВВ, ТГВ, ТВМ, выполняемых, как указывалось выше, с пониженным тепловым запасом. С учетом термических и механических характеристик отечественных генераторов допускается их длительная работа с неравенством (несимметрией) токов по фазам, не превышающим 10% для турбогенераторов и 20% для гидрогенераторов и синхронных компенсаторов, при условии, что ток в фазах не превосходит номинального значения.
При указанной несимметрии ток обратной последовательности составляет около 5 и 10% номинального тока генератора, соответственно, эти значения являются максимальными длительно допустимыми токами и их можно рассматривать как номинальные (предельные) токи обратной последовательности генератора.
Эти токи вызывает опасный дополнительный нагрев ротора и может допускаться лишь в течение ограниченного времени .
Величина допустимого времени определяется предельной температурой, допустимой для изоляции обмотки ротора и отдельных, наиболее подверженных нагреву элементов ротора: бандажных колец, зубцов, металлических пазовых клиньев.
Непосредственно нагрев ротора происходит от тепла, выделенного вихревыми токами, возникающими в корпусе ротора, но так как последние индуктируются токами статора и ему пропорциональны,
При адиабатическом процессе нагрева (без отдачи в окружающую среду) предельные температуры достигаются при определенном, постоянным для данного типа генератора количестве тепла.
Повышение напряжения возникает на генераторах при внезапном сбросе нагрузки, так как при этом исчезает магнитный поток реакции статора и увеличивается частота вращения разгрузившейся машины.
На турбогенераторах повышение напряжения не достигает опасных значений и ликвидируется автоматическими регуляторами скорости и возбуждения или в случае отсутствия последнего- ручным регулированием возбуждения. При увеличении частоты вращения до 110% на турбогенераторах срабатывает «автомат безопасности», полностью закрывающий доступ пара в турбину, что исключает чрезмерное увеличение частоты вращения и опасное повышение напряжения. На гидрогенераторах регуляторы скорости действуют медленнее, чем на турбогенераторах, в результате этого при сбросенагрузки частота вращения агрегата резко увеличивается а может превысить номинальную на 40—60%,а напряжение генератора вследствие этого может возрасти до 150% номинального и больше. Поэтому на гидрогенераторах наряду с автоматическим устройством развозбуждения предусматривается защита от повышения напряжения, действующая на снятие возбуждения или отключение генератора.
Асинхронный режим возникает при потере возбуждения, из-за отключения АГП и по любой другой причине. Асинхронный режим сопровождается потреблением из сети значительного реактивного тока, понижением напряжения на зажимах генератора, увеличением оборотов ротора и в общем случае качаниями. Турбогенераторы могут работать в асинхронном режиме с некоторым скольжением как асинхронный генератор, при условии снижения активной нагрузки. Благодаря повышенным значениям тока работа генератора в асинхронном режиме ограничена по времени в зависимости от его конструкции и термических характеристик. Генераторы с косвенным охлаждением могут работать без возбуждения с нагрузкой до 60% номинальной. Генераторы с непосредственным охлаждением имеют меньшие термические запасы и могут работать, в асинхронном режиме с нагрузкой не более 40%. На турбогенераторах целесообразно предусматривать защиту, реагирующую на потерю возбуждения, действующую на снижения активной нагрузки до величины, обеспечивающей устойчивую» работу генератора.
Защита трансформаторов.
Основными видами повреждений в трансформаторах являются:
а) замыкания между фазами внутри кожуха трансформатора и на наружных выводах обмоток;
б) замыкания в обмотках между витками одной фазы (так называемые витковые замыкания);
в) замыкания на землю обмоток или их наружных выводов;
г) повреждение магнитопровода трансформаторов, приводящее к появлению местного нагрева и «пожару стали».
Опыт показывает, что к. з. на выводах и витковые замыкания в обмотках трансформаторов происходят наиболее часто. Междуфазные повреждения внутри трансформаторов возникают значительно реже. В трехфазных трансформаторах они хотя и не исключены, но маловероятны вследствие большой прочности междуфазной изоляции. В трансформаторных группах, составленных из трех однофазных трансформаторов, замыкания между обмотками фаз практически невозможны.
При витковых замыканиях токи, идущие к месту повреждения от источников питания, могут быть небольшими.
В случае замыкания на землю обмотки трансформатора, подключенной к сети с малым током замыкания на землю, ток повреждения определяется величиной емкостного тока сети. Поэтому защиты трансформатора, предназначенные для действия при витковых замыканиях, а также при замыканиях на землю в обмотке, работающей на сеть с изолированной нейтралью, должны обладать высокой чувствительностью.
Для ограничения размера разрушения защита от повреждений в трансформаторе должна действовать быстро. Повреждения, сопровождающиеся большим током к.з. должны отключаться без выдержки времени с t = 0,05 — 0,1 с.
Защиты от повреждений. В качестве таких защит применяются токовая отсечка, дифференциальная и газовая защиты. За рубежом применяется довольно простая защита от замыкания на корпус (кожух) трансформатора.
I. Технические данные генератора, трансформаторов:
Таблица 1
| Название | Тип | Мощ ность МВт | Номин. напря жение кВ | Номин ток,А ВН/НН | Максим длит.ток А | cosj | x¢¢d % | х2 % | x¢d % | xd % | Напря жение К.З. % |
| Генератор | ТВФ-120-2 | 100 | 10,5 | 6880 | 7760 | 0,8 | 21,4 | 22 | 190,7 | 27,2 | |
| Трансформатор | ТДЦ-125000/ 110-70 | 25 | 121/10,5 |  | 10,5 | ||||||
| Трансформатор | ТДНС-10000/35 | 10 | 10,5/6,3 |  | 8 |
II. Расчёт параметров схемы замещения:
Принимаем базовую ступень напряжения 10,5 кВ.
Таблица 2
| Наименование | Формула вычисления | Результат |
| Прямая (обратная) последовательность | ||
| Система |  |  |
| Генератор |  |  |
| Трансформатор Т |  |  |
| Трансформатор ТСН |  |  |