Тақырыбы:Генератордың қорғанысы Дайындаған:Атақожа Айбек Қабылдаған:Құрманбаев Ғалымжан Тобы:ЭЭ-17-1 Генератордың оның ішкі құрылысындағы релелік қорғаныстармен таныстыру. Оның әртүрлі жұмыс режимдеріне байланысты қысқа тұйықталудың түрлері және олардың зақымдануынан қорғау, қоздыру тізбектеріндегі қорғанысын есептеуді меңгеру. Басқа генераторлармен параллель жұмыс істейтін немесе электр жүйесiмен жұмыс iстейтiн аз қуатты генераторлары (Рг<1 МВт) үшiн статордың орамында көп фаза ҚТ-дан қорғаныс ретінде құрама шиналары жақтан генератордың шықпаларында орнатылатын, уақыт ұстанымынсыз ток үзіндісі қолданылады. Егер ток үзіндісінің сезімталдығы жеткiлiксiз болса, онда бойлық дифференциалды қорғанысты орнатуға рұқсат етiледi. Жеке жұмыс iстейтiн аз қуатты генераторлары үшiн бейтарап жақтан орнатылатын максималды ток қорғанысын қолдануға рұқсат етiледi. Бейтарап жақтан жеке фазалардың шықпалары жоқ болғанда көп фазалы қысқа тұйықталулардан қорғаныс ретiнде минималды кернеу қорғанысты қолдануға болады. Қуаты Рг>1МВт астам генераторларда көп фазалы қысқа тұйықталулардан негiзгi қорғанысы ретінде бойлық дифференциалды қорғанысы болып табылады.
Генератордың ток үзіндісiнiң iстеу тогы желi үзіндісi сияқты есептелену керек. Сонымен бiрге ретке келтіруі үшiн генератордың құрама шиналарда үш фазалық ҚТ-дың тогы алынады. Сезімталдық коэффициентiн анықтау үшiн жүйенiң жұмысының минималды режимінде қорғаныс орналасқан орнында (шиналарда) екi фазалық қысқа тұйықталу қаралады. Осы жағдайда жүйеден келетін ҚТ тогы есептеуге алады. Ең төменгi сезімталдық коэффициентi Ксез≥2 рұқсат етiледi.
Максималды ток қорғанысы желiнің қорғанысы сияқты екi фазалық екі релелік және екi фазалық бір релелік болып орындалады. Оның істеу тогы желiнің МТҚ-на ұқсас шартты қанағаттандыруы керек:
(5.1)
мұнда Кқісп=15-1.7 – сыртқы қысқа тұйықталуды ажыратудан кейiн электр қозғалтқыштарының өздiгiнен iске қосылуында токтың өсуін есепке алатын өздiгiнен iске қосылуы коэффициенті.
Қорғаныстың уақыт ұстанымы сатылы принцип бойынша таңдалады. Егер жеке жұмыс iстейтiн генератордың шықпаларында екi фазалы қысқа тұйықталу болған жағдайда сезімталдық коэффициентi Ксен≥1,5 болса онда қорғаныстың сезімталдығы жеткiлiктi болып саналады.
Бойлық дифференциалды қорғаныс екі фазалық екі релелі (5.1 суретті қара) және үш фазалық үш релелі (5.2 суретті қара) түрiнде орындалады. Зақымданулардың бiрi генераторлық кернеу торапта және екiншi – ток трансформаторы жоқ генератордың фазасында болса екi фазалық қорғаныс жерге қос тұйықталуларды ажырата алмайды, бұл жағдай оның кемшiлiгі болып табылады. 30 МВт дейiн қуаты генераторларға екi фазалық екі релелік түрінде дифференциалды қорғаныс орындауға рұқсат етiледi, бiрақ жерге қос тұйықталуларынан қорғаныс болған жағдайда орындалады.
5.2 сурет - Аралық қанығу ток трансформаторлары арқылы қосылған релелерімен генератордың бойлық дифференциалды қорғанысы
Қорғанысты орындау үшiн шиналық шықпалар жақтан ТАI1, ТАI2 және бейтарап жақтан ТА II1, ТАII2 ток трансформаторларды пайдаланады. Қорғаныстың әрекет ету аймағына статордың орамы ғана емес генератормен ажыратқыштың қосуы да кiретiндей жағдайда ТАI1, ТАI2 ток трансформаторлары генераторлық ажыратқыш жанында орналастырылады. Генератордың қалыпты жұмыс режиміндегі салыстырылған бірінші реттік токтардың теңдiгімен байланысты, ток трансформаторлары бiрдей трансформация коэффициенттерiне сәйкес таңдайды. Барлық ток трансформаторларының екiншi реттік тізбектерінің қорғаныс жерлендiруi бiр жерде реле жанында орындалады.
Генератордың қуатына байланысты қорғаныстың сұлбасында әртүрлi релелерді қолданады – РТМ типті тура әсер ету релесі, РТ-40 типті КА1, КА2 жанама әсерiнiң релелері (5.1 суретті қара), аралық қанығу ток трансформаторлары бар релесі (РНТ типті КАТ релесі) (5.2 суретті қара). Кейде қуатты генераторлар үшiн тежеуі бар релелердi қолданады.
Бойлық дифференциалды қорғаныстың есептеуi жалпы жағдайда әсер ету тогы және сезімталдық коэффициентiнiң анықтауына келеді. Бойлық дифференциалды қорғаныстың әсер ету тогы келесі шартты қанағаттандыруы мiндеттi:
Iбаланс.емес.есеп.мах анықтау үшiн екi режимді қарайды:
1) генераторлық кернеу шиналарында үш фазалық қысқа тұйықталу (t=0 жағдайда)
мұнда I теңес.мах – уақыт ұстанымсыз ток үзіндісінің әсер ету тогын таңдауы сияқты анықталады.
Әсер ету тогын таңдауында табылған балансты емес токтың екi мәндерiнен ең үлкені қабылданады. Iбаланс.емес тогын кiшiрейту үшiн аз айырмашылығы болатын магниттеу сипаттамалары бар ток трансформаторлары таңдап алынады, қорғаныстың иықтарының кедергiлерi жалғағыш өткiзгiштердiң қимасын таңдап алуымен тегiстейдi, сонымен бiрге ток релесiмен тізбектей R=5-10 Ом қосымша резисторларын қосады (5.1 суретті қара), немесе РНТ типті релені қолданады (5.2 суретті қара). Көрсеткен формулалардағы коэффициенттерi Креттеу = 1,3., Кбіруақ=0,5, ε=10% болады. РТМ типті және қосымша резисторы бар релелерге үшiн Капериод=1,5-2, ал РНТ типті релесіне үшін Капериод=1-1,3. Қорғаныстың iстеу тогы шамасынан аспау керек. Жанама суыту жүйесі бар қуаты 30 МВт дейiн генераторлары үшiн шамасына тең iстеу тогымен қорғанысты орындауға рұқсат етiледi. Генератордың дифференциалды қорғаныста қорғалатын аймақтың соңындағы есептiк екiншi реттік токтар бiрдей болады және олардың теңестiруi қажетсіз болады, сондықтан жұмыс (дифференциалды) және теңестіру орамдары бар РНТ релесінің қолдануды жағдайда дифференциалды қорғаныстың сұлбасында теңестіру орамдары қолданылмайды.
Есеп, жұмыс орамының орамдар санын анықтауына келеді:
мұнда - реленiң iстеу МҚК (магнитті қозғаушы күш).
Үш фазалық орындаудағы РНТ релесі бар қорғаныстың сұлбасындағы нөлдiк өткiзгiшiне ток трансформаторларының екiншi реттік тізбектерінде үзілуі пайда болуы туралы белгi беретiн КА4 релесі қосылған (5.2 суретті қара). Реленiң iстеу тогы қабылданады. Сыртқы қысқа тұйықталуда сигнализацияның iстеуiн сақтап қалуы үшiн оның уақыт ұстанымы генератордың сыртқы қысқа тұйықталудан қорғаныстың уақыт ұстанымынан артық болуы керек. Егер өткiзгiштерiнiң үзiлуі болған жағдайда дифференциалды қорғаныс iстемесе сигнализация қажеттi болады. Бұл келесi шарттың орындалуын қамтамасыз етедi: бұл жағдайда Iбаланс.емес.есеп.мах-дан ретке келтірген қорғаныстың iстеу тогы генератордың номиналды тогынан әрқашан біршама аз болады. Дегенмен, өткiзгiштердiң орамдар үзілу ықтималдығы аз, сондықтан қорғаныстың жалған iске қосылуынан сақтап қалатын арнайы құрылымдар ескерiлмейдi. Бұл мақсат үшiн теңестіру орамдардың қолдануымен КАТ қосындының арнайы сұлбасын қолдануға болады.
Бойлық дифференциалды қорғаныстың сезімталдықты генератордың шықпалардағы екi фазалы қысқа тұйықталу болған жағдайда тексередi. Бұл тексерісте I(2)қ.т.мin екi ҚТ тогы болуы мүмкiн режимдер үшiн табады: жеке жұмыс iстейтiн генератор болған жағдайда зақымдалған орынға ток тек қана генератордан жүреді; генераторды өздігінен синхронизацияның тәсілімен желiге қосындысы болған жағдайда, ток зақымдалған орынға тек қана желiден жүреді. Ксезу≥2 шартқа екi табылған токтардың ең аз тогы қанағаттандыруы керек.
Шиналарға тура жұмыс iстейтiн генераторларда статордың орамында жерге тұйықталуларының қорғанысы ретiнде қалыптасқан режимнің токтардан жiберетiнi нөлдiк реттілік ток қорғанысты қолданады. Бұл қорғаныс генератордың шиналық шықпалар жақтан орналасқан ТАZ нөлдiк реттілік ток трансформаторға (НРТТ) қосылады. Статордың орамында закымдану болғанда жерге тұйықталған нүктеге желiден 3I(I)0.ЭК нөлдiк реттілік ток бағытталады, бұл ток генераторлық кернеунің сұлбаның барлық бұзылмаған элементтерiнiң сыйымдылығымен С0.ЭК анықталады. Сыртқы бiр фазалық жерге тұйықталуларында желiге генератордан генератордың С0.Г. сыйымдылығымен айтулы 3I(I)0.Г тогы бағытталады. Әдетте 3I(I)0.ЭК >3I(I)0.Г. болады. Бұл ерекшелік жеткiлiктi сезімталдығымен селективтілік қорғанысты орындау үшiн токтық принципті қолдануға мүмкiндiк бередi. Аз қуатты генераторларда бұл қорғаныс оқшауланған бейтарабы желiлеріндегi жерге тұйықталудан қорғаныс сияқты орындалады. Қорғаныстың iстеу тогы Iсз=5А мәннен аспау керек. Қуаты Рг>1 МВт генераторлардың қорғаныстың сезімталдығыны жоғарылатуы үшiн магниттелуi бар нөлдiк реттілік трансформаторларын қолданады.
Сыртқы көп фаза қысқа тұйықталуларында НРТТ -ға қосылған реледе үлкен балансты емес ток өтеді. Сыртқы қысқа тұйықталулардағы балансты емес токтарынан iстеу тогының ретке келтіруі генератордың жерге тұйықталуларынан қорғанысы өте дөрекі iстейдi. Қорғаныс өте дөрекі болмау үшiн ол генератордың сыртқы қысқа тұйықталулардан қорғанысының әсерімен істен шығарады, бiрақ бұл жағдайда ол жерге қос тұйықталуларда да істен шығады. Сондықтан генераторда жерге қос тұйықталулардан (олардың бiрі желiде болатын) қорғанысты ескередi. Әдетте ол генератордың статорының орамындағы тұйықталулар қорғанысымен бiрiгедi. Бір НРТТ -ға қосылған әртүрлi сезімталдығымен екi ток релесі болатын құрылым пайда болады. Мұндай ТАZТ магниттелу бар НРТТ -н қолданумен жерге бiр фаза және қос тұйықталуларынан құрама қорғаныстың принципиалдық сұлба 5.3 суретте көрсетiлген. Сезімталды КА1 релесі сыртқы жерге қысқа тұйықталудағы сыйымды тогының өтпелі мәндерiнен ретке келтіру үшiн КТ релесімен құрылған t=1-2 с. уақыт ұстанымымен ажыратуға әсер етеді. КL1 релесі шектеуші болып табылады: ол сыртқы қысқа тұйықталуларда КА1 релесінің оперативтік тізбекті бөледi. КА2 дөрекі реле уақыт ұстанымсыз жұмыс iстейдi.
Қорғаныстың сезімталдық комплектiнiң iстеу тогы келесі жағдайын есепке алумен таңдайды: шиналарға қосулардың біреуіндегі бiр фаза тұйықталумен бірге сезімталдық комплектiнiң уақыт ұстанымының үлкенiрек уақытпен ажырататын басқа қосуларда басқа фазалардың арасындағы ҚТ пайда бола алады. Сондықтан I1 iстеу тогы генератордың сыйымды тогы және сыртқы екi фазалы ҚТ-дағы пайда болатын балансты емес токтарынан тұратын жиынтық тогынан ретке келтіруі керек.
мұнда Iістеу.ген=3Iог=3ωСгенUген.ном/√3 - қорғалатын генератордың қалыптасқан сыйымдылықыты жерге тұйықталған тогы (генератордың төлқұжат мәлiметтерiнде көрсетіледі), А;
1>