Токовые защиты от внешних кз и перегрузки.
МТЗ с блокировкой по напряжению. МТЗ устанавливается для защиты генераторов от сверхтоков при внешнем КЗ. Три максимальных реле тока КА1 включены на фазные токи генератора (рис.8). При таком включении токовых реле обеспечивается срабатывание защиты при любом виде КЗ как в сети генераторного напряжения, так и на стороне высшего напряжения силовых трансформаторов, соединённых по схеме У/Д. Токовые реле МТЗ обычно подключаются к ТТ, установленным со стороны выводов обмотки статора. При этом токовая защита обеспечивает резервирование основной продольной диф.защиты генератора при многофазных КЗ в обмотках статора. Так как токовые реле будут срабатывать не только при КЗ, но и при перегрузках, когда нет необходимости отключать генератор, в схему защиты вводится блокировка по напряжению. Эту блокировку можно выполнить с помощью трёх реле минимального напряжения. Однако для повышения чувствительности защиты к КЗ за трансформаторами и реакторами на генераторах используется обычно блокировка с двумя реле напряжения: реле напряжения обратной последовательности (KV2) и минимальным реле напряжения (KV1), включенным на междуфазное напряжение (рис.9).
Реле напряжения в этой схеме включены так, чтобы обеспечить высокую чувствительность ко всем видам КЗ. При перегрузках, не сопровождающихся значительным снижением напряжения, минимальное реле напряжения KV1 будет держать контакты KV1.1разомкнутыми, предотвращая ложное срабатывание защиты. При несимметричных КЗ сработает реле напряжения обратной последовательности KV2 и разомкнёт контакт KV2.1, снимая напряжение с обмотки реле KV1. При трёхфазном КЗ минимальное реле напряжения KV1 замкнёт свой контакт, разрешая действовать защите.
Благодаря тому, что в цепь обмотки минимального реле напряжения включен размыкающий контакт KV2.1, чувствительность блокировки к трёхфазным КЗ повышается. Действительно, поскольку в первый момент трёхфазного КЗ хотя бы кратковременно существует несимметрия, реле KV2 разомкнёт, а реле KV1замкнёт контакт независимо от удалённости места КЗ. После того, как несимметрия исчезнет и КЗ станет симметричным, реле KV2 замкнёт контакт KV2.1 и на обмотку реле KV1 будет подано напряжение. Если напряжение возврата минимального реле напряжения будет больше, чем остаточное напряжение на его обмотке, контакт реле останется замкнутым и защита может подействовать на отключение. Поскольку при этом реле KV1 в рассматриваемой схеме работает на возврат, а напряжение возврата минимального реле напряжения превышает напряжение срабатывания, то обеспечивается более высокая чувствительность к трёхфазным КЗ.
Реле напряжения KV1 (рис.10) может замкнуть свой контакт в нормальном режиме при неисправности цепей напряжения, вследствие чего будет снята блокировка токовых реле. Для того чтобы персонал мог своевременно принять меры к восстановлению цепей напряжения, в схеме предусмотрена сигнализация, срабатывающая при их повреждении. Плюс на сигнал подаётся через вспомогательный контакт SQ выключателя генератора, что необходимо для предотвращения действия сигнализации, когда генератор отключён.
При выполнении защиты следует иметь ввиду, что недопустимо включать реле напряжения блокировки и устройства форсировки и регулирования возбуждения на общий ТН, т.к. в случае отключения автоматического выключателя в общих цепях напряжения может ложно подействовать защита и отключить генератор. Ток срабатывания токовых реле отстраивается от номинального тока генератора
(10)
где k н = 1,11,2.
Напряжение срабатывания минимального реле напряжения отстраивается от минимального значения эксплуатационного напряжения
(11)
где k н = 1,11,2.
Для предотвращения неправильного действия защиты при самозапуске электродвигателей собственных нужд, когда напряжение на шинах генератора значительно снижается, допускается в случае необходимости уменьшать напряжение срабатывания реле напряжения до 0,5Uном. Снижение уставки минимального реле напряжения целесообразно также на генераторах, которые могут работать в асинхронном режиме.
Напряжение срабатывания реле напряжения обратной последовательности принимается минимально возможным, отстроенным от напряжения небаланса на выходе фильтра. Обычно принимается вторичное напряжения срабатывания порядка 6В обратной последовательности, фазное на входе фильтра.
Выдержка времени защиты устанавливается на одну-две ступени больше выдержки времени защиты трансформаторов и линий, отходящих от шин генераторного напряжения. В ряде случаев защита выполняется с двумя выдержками времени: с первой через проскальзывающий контакт реле времени КТ1.1 подаётся сигнал на отключение секционных и шиносоединительных выключателей трансформатора, связывающих данную секцию или систему шин с соседними, а со второй выдержкой времени КТ1.2 на отключение генератора.
На генераторах мощностью менее 1000кВт допускается установка МТЗ без блокировки по напряжению.