Защита генераторных агрегатов (Назначение, виды защиты, какими устройствами реализованы).

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 3Следующая ⇒

12 Распределение активной и реактивной нагрузки между параллельно работающими генераторными агрегатами (на примере векторной диаграммы напряжения и ЭДС или на примере регуляторных характеристик АРЧ первичных двигателей).

При параллельной работе синхронных генераторов разной мощности активная и реактивная нагрузка должны распределяться пропорционально их номинальной мощности, а при одинаковой мощности – поровну. У каждого из параллельно работающих генераторов устанавливается такой ток возбуждения, чтобы коэффициенты мощности их были одинаковы. При данном условии будут отсутствовать уравнительные реактивные токи между генераторами, вызывающие дополнительные потери и нагрев статорных обмоток, чем обеспечивается наиболее экономичный режим параллельной работы.

При идеальном выполнении всех условий синхронизации подключенный генератор G2 будет продолжать работать в режиме холостого хода. Векторная диаграмма параллельной работы генераторов для этого случая представлена на рис. 7.2, а. Нагрузку каждого из параллельно работающих генераторов вручную можно изменить двумя воздействиями.

Первое воздействие заключается в изменении подачи топлива у приводных двигателей (дизелей) генераторов, и изменении их вращающих моментов. Угловая скорость магнитного потока статора и вектора напряжение сети, в данном случае это напряжение U1 генератора G1, зависят от частоты сети fс. Поэтому можно считать, что вектор напряжения условно совпадает с осью потока статора и вращается с ним синхронно. Также считается, что вектор ЭДС генератора совпадает с осью роторного полюса, угловая скорость которых зависит от частоты вращения приводного двигателя n.

Если увеличить подачу топлива у приводного двигателя генератора G2, то за счет увеличения вращающего момента произойдет ускорение его ротора (рис. 7.4). Вектор

ЭДС  Е 1 сместится  на  некоторый  угол.  Система  выйдет  из  равновесия.  В  результате

действия результирующей ЭДС ĒS появится уравнительный ток (см. рис. 7.4, а). Кроме того, увеличится частота сети, т.к. нарушится равновесие между возросшим вращающим моментом приводных двигателей генераторов и тормозным моментом, который создается нагрузкой.

Векторной диаграмме на рис. 7.4, б соответствуют скоростные (регуляторные) характеристики приводных двигателей генераторов, которые показаны на рис. 7.4, в. В начале генераторный агрегат 1 работает с активной нагрузкой Р1 и вращается с частотой n

= nном. Генераторный агрегат 2 работает в режиме холостого хода и вращается с той же частотой n = nном, т.к. генераторные агрегаты включены параллельно.

После увеличения подачи топлива у ПД2 векторная диаграмма параллельной работы ГА и скоростные (регуляторные) характеристики примут вид, показанный на рис. 7.4, б и в пунктиром.

Из рис. 7.4, в видно, что ГА2 возьмет на себя часть активной нагрузки ΔP а ГА1 разгрузится на эту величину. Объясняется это тем, что уравнительный ток, который возникает при выводе системы из равновесия, будет активным, т.к.  в рассматриваемой

цепи преобладают индуктивные сопротивления и уравнительный ток Iур= I ¹ отстает от

результирующей ЭДС ĒS на угол около 90°. Увеличение частоты сети приводит к тому, что вектор напряжения сети развернется против часовой стрелки на некоторый  угол.

Следовательно, у генератора G1  уменьшится угол нагрузки q1  до значения  θ¹и тем самым

уменьшится активная нагрузка.

Для дальнейшего перевода активной нагрузки необходимо уменьшить подачу топлива у приводного двигателя генератора G1, что повлечет за собой также уменьшение частоты сети до номинального значения (см. рис. 7.4, г).

Процесс распределения активной нагрузки между параллельно работающими генераторами заключается в нескольких одновременных кратковременных воздействиях на серводвигатели регуляторов частоты вращения их приводных двигателей. У подключенного ГА, вследствие увеличения подачи топлива, вращающий момент будет увеличиваться, а у разгружаемого – уменьшаться. При этом необходимо следить, чтобы частота сети оставалась постоянной.

Защита генераторных агрегатов.

Для генераторов, не предназначенных для параллельной работы, должны быть установлены устройства защиты от перегрузок и короткого замыкания. Для генераторов, предназначенных для параллельной работы, должны быть установлены следующие устройства защиты:

- от перегрузок;

- от короткого замыкания;

- от обратного тока или от обратной мощности;

-от минимального напряжения.

Система защиты генераторов от перегрузки должна соответствовать их перегрузочным характеристикам и удовлетворять следующим требованиям:

1. Для перегрузок до 10 % должна предусматриваться только световая и звуковая аварийно-предупредительная сигнализация, действующая с выдержкой времени в диапазоне 0 — 15 мин. Выдержка времени более 15 мин допускается, если это требуется условиями эксплуатации и если конструкция генератора это допускает;

2. Для перегрузок в диапазоне 10 — 50 % автоматический выключатель должен отключить генератор с выдержкой времени, соответствующей двум минутам при 50-процентной перегрузке (т. е. при меньших перегрузках должна предусматриваться выдержка времени, большая чем 2 мин). Перегрузка более чем 50 % от номинальной и выдержка в 2 мин могут быть превышены, если это требуется условиями эксплуатации электро-станции и если конструкция генератора это допускает;

3. Для перегрузок, превышающих 50 % номинальной, отключение генератора должно происходить с выдержкой времени, обеспечивающей соответствующую избирательность, для чего в автоматических выключателях генераторов должны быть предусмотрены соответствующие выдержки времени.

Должны быть предусмотрены устройства, автоматически и избирательно отключающие неответственные потребители при перегрузке генераторов. Отключение потребителей может быть выполнено в одну или несколько ступеней соответственно перегрузочной способности генератора.

Защита генераторов, предназначенных для параллельной работы, от обратного тока или от обратной мощности должна быть подобрана к характеристикам приводного двигателя. Пределы уставок указанных видов защиты должны соответствовать приведенным в табл. 11.2.3

Таблица 11.2.3

Род тока

Пределы уставок защиты от обратного тока или от обратной мощности в зависимости от привода генератора

Турбина

Двигатель внутреннего сгорания

Переменный

2 — 6 % ном. мощности, кВт

8 — 15 % ном. мощности, кВт

Постоянный

2 — 15 % ном. тока, А

2 — 15 % ном. тока, А

Защита генераторов постоянного тока от обратного тока должна устанавливаться в полюсе, противоположном тому, в котором находится уравнительный провод. При снижении приложенного напряжения на 50 % защита от обратной мощности или от обратного тока должна быть еще способна к действию, хотя значения обратного тока или обратной мощности могут быть другими.

Защита от минимального напряжения должна обеспечивать возможность надежного подключения генераторов к шинам при напряжении 85 % и более номинального и исключить возможность подключения генераторов к шинам при напряжении менее 35 % номинального, а также отключать генераторы при снижении напряжения на их зажимах в пределах от 70 до 35 % номинального.

Защита от минимального напряжения должна действовать с выдержкой времени на отключение генераторов от шин при снижении напряжения и должна действовать мгновенно при попытке подключения к шинам генератора до достижения указанного выше минимального напряжения.

Для генераторов мощностью 1000 кВА и более должна быть предусмотрена защита от внутренних повреждений и защита кабельной трассы между генератором и его автоматическим выключателем на ГРЩ. В случае короткого замыкания внутри генератора или в кабеле между генератором и автоматическим выключателем, указанная защита должна обеспечить снятие возбуждение генератора и отключение его автоматического выключателя.

Если генератор постоянного тока с приводом от турбины предназначен для параллельной работы, должно быть предусмотрено устройство для отключения автоматического выключателя генератора при срабатывании регулятора безопасности турбины.

Уставки по току устройств защиты с выдержкой времени должны подбираться таким образом, чтобы во всех случаях обеспечивалось надежное отключение тока короткого замыкания по истечении установленной выдержки времени.

В системах возбуждения генераторов допускается применение плавких предохранителей в качестве защитного устройства для полупроводниковых элементов.

Помимо выше перечисленных защит, генераторы должны быть снабжены устройствами защиты против междуфазного короткого замыкания в кабеле, соединяющем генератор и ГРЩ, и против межвитковых замыканий внутри генератора.

При срабатывании этого устройства защиты генератор должен отключаться от ГРЩ и его возбуждение должно автоматически сниматься.

В распределительных системах с глухо заземленной нейтралью замыкание фазы генератора на корпус должно также приводить к срабатыванию защиты.

Защита от замыкание на корпус.

При любых замыканиях на корпус в системе (на панелях управления) должна срабатывать звуковая и световая сигнализация.

В низкоимпедансных (глухозаземленных) системах при замыканиях на корпус должна срабатывать защита, автоматически отключающая поврежденную цепь.

В высокоимпедансных заземленных системах (в системах с заземленной через высокоомный резистор нейтралью), если отходящие от ГРЩ фидеры не могут быть отключены в случае замыкания на корпус, изоляция электрооборудования, получающего питание от этих фидеров, должна быть рассчитана на линейное напряжение системы.

Система должна классифицироваться:

1. «Эффективно заземленная» (низкоимпедансная), если «коэффициент заземления» менее 0,8, и

2. «Не эффективно заземленная» (высокоимпедансная ), если

«коэффициент заземления» более 0,8.

где, «коэффициент заземления» определяется как отношение между напряжением «фаза — корпус» в исправной, т. е. неповрежденной системе и линейным (фаза — фаза») напряжением.

Защита силовых трансформаторов.

Силовые трансформаторы должны быть защищены от короткого замыкания и от перегрузки автоматическими выключателями.

Если трансформаторы предназначены для параллельной работы, то срабатывание защиты на первичной стороне должно приводить к автоматическому отключению его также на вторичной стороне.

Трансформаторы напряжения для систем управления и измерительных приборов. Трансформаторы, предназначенные для питания цепей управления и приборов,

должны быть защищены от перегрузки и короткого замыкания на вторичной стороне.

Предохранители.

Плавкие предохранители должны применяться для защиты от коротких замыканий. Для защиты от перегрузки применение предохранителей не допускается.

Низковольтные системы.

Низковольтные системы распределения (до 1000 В), получающие питание от высоковольтных трансформаторов (систем), должны иметь защиту от перенапряжений, связанных с попаданием высокого напряжения на вторичную (низковольтную) сторону. Это может быть реализовано следующими мерами:

- применением заземленной низковольтной системы;

- соответствующими ограничителями напряжения нейтрали;

- заземлением экрана между первичной и вторичной обмотками трансформатора.

Защитные заземления.

Металлические корпуса электрического оборудования должны быть наружными медными гибкими проводниками сечением, рассчитанным на ток однофазного короткого замыкания, но не менее 16 мм². Заземляющие провода должны быть маркированы.

Заземляющие проводники могут соединяться сваркой или болтами диаметром не менее 10 мм.

Познавательные статьи:



Организация работы процедурного кабинета

Статус республик в составе РФ

Понятие финансов, их функции и особенности

Сущность демографической политии