Мтз от перегрузки.

Защита от перегрузки, действующая на сигнал, выполняется с помощью одного токового реле КА2 (рис.8), т.к. перегрузка имеет место одновременно во всех фазах. Для того чтобы защита не срабатывала при кратковременных перегрузках, в схему введено реле времени КТ2 (рис.10), термически стойкое при длительном прохождении тока по его катушке.

Ток срабатывания токового реле КА2 отстраивается от номинального тока генератора:

 (12)

где k_H = 1,05.

Выдержка времени устанавливается больше выдержки времени МТЗ генератора. На ГЭС без постоянного дежурного персонала защита от перегрузки выполняется с двумя выдержками времени: с меньшей на снижение тока возбуждения для уменьшения тока статора и с большей на отключение генератора.

Токовая защита обратной последовательности.

Как уже отмечалось, токи обратной последовательности представляют большую опасность для генераторов. Поэтому на генераторах мощностью более 30МВт применяется токовая защита обратной последовательности от внешних несимметричных КЗ. Схема такой защиты для генератора с косвенным охлаждением приведена на рис.11(а.б.в).

При возникновении несимметричного КЗ сработает токовое реле КА2, через замыкающий контакт которого будет подан плюс на обмотку реле времени КТ. По истечении выдержек времени проскальзывающего КТ.1 и упорного КТ.2 контактов будут замкнуты цепи промежуточных реле, которые подействуют на отключение соответствующих выключателей.

Ток срабатывания ступени защиты с токовым реле КА2 принимается равным:

 (13)

Выбранный в соответствии с формулой 13 ток срабатывания реле КА2 не должен превышать значения тока обратной последовательности, прохождение которого допустимо для генератора данного типа в течение 2 мин. (120с). Для этого должно быть соблюдено условие:

 (14)

где А постоянная величина. Для турбогенератора с косвенным охлаждением ( А = 20) I_с,з≤0,45I_ном; для гидрогенератора (А = 40)I_с,з≤0,6I_ном.

Для того чтобы токовая защита обратной последовательности генератора не срабатывала при удаленных КЗ, когда защиты соседних элементов трансформаторов и линий не действуют, она должна быть согласовано с этими защитами по чувствительности. При этом не должно нарушаться условие формулы 14. Выдержка времени защиты выбирается точно так же, как и для МТЗ с блокировкой по напряжению.

Токовое реле КАЗ, уставка срабатывания которого принимается (0,080,1)I_ном, предназначено для сигнализации в случае несимметрии в первичной сети, сопровождающейся прохождением сравнительно небольшого тока обратной последовательности.

В схеме защиты (рис.11) для действия при трёхфазных КЗ предусмотрено одно токовое реле КА1, включенное на фазный ток, и одно реле минимального напряжения KV, подключенное на междуфазное напряжение. Уставки срабатывания этих реле выбираются так же, как и уставки реле МТЗ с блокировкой по напряжению.

На турбогенераторах мощностью 60 100МВт с непосредственным охлаждением обмоток применяется четырёхступенчатая токовая защита обратной последовательности (рис.12). защита выполняется с двумя фильтрами-реле тока обратной последовательности типа РТФ- 7. Одно из устройств РТФ-7 применяется в заводском исполнении. Чувствительное реле этого устройства КА2 используется для сигнализации, а грубое КА1 для второй ступени защиты. Второе устройство РТФ-7 модифицируется. Для получения необходимых уставок срабатывания оно несколько загрубляется. С помощью чувствительного элемента второго устройства РТФ-7 выполняется третья ступень защиты КА5, а грубый элемент КА4 используется для вывода из действия токовой защиты нулевой последовательности, чтобы предотвратить её излишнее срабатывание при внешнем КЗ. Для выполнения первой ступени защиты используется дополнительное токовое реле КА3, подключение которого к фильтру второго устройства РТФ-7 осуществляется через специальные выводы.

Каждая ступень токовой защиты обратной последовательности действует на своё реле времени, а для последней третьей ступени, чтобы обеспечить необходимую выдержку времени, предусмотрена установка двух последовательно действующих реле времени КТ4 и КТ5. Первая, наиболее грубая ступень защиты с одной и той же выдержкой времени действует на отключение АГП, выключателя генератора и на промежуточное реле, отключающее шиносоединительные и секционные выключатели. Вторая же и третья ступени действуют с двумя разными выдержками времени: с первой через проскальзывающие контакты КТ1.1 и КТ5.1 на отключение шиносоединительных и секционных выключателей, а со второй (контакты КТ1.2,КТ5.2) на отключение АГП и выключателя генератора.

Как уже отмечалось выше, в схеме используется специальное токовое реле обратной последовательности КА4 для вывода из действия токовой защиты нулевой последовательности при внешних несимметричных КЗ. Это обусловлено следующими обстоятельствами. В зависимости от значения тока, проходящего при двойном замыкании на землю, повреждение будет отключаться либо продольной диф.защитой генератора, либо грубым реле токовой защиты нулевой последовательности.

Для того чтобы весь возможный диапазон токов повреждения был перекрыт и двойное замыкание на землю всегда отключалось быстродействующей защитой, ток срабатывания реле, выводящих из действия токовую защиту нулевой последовательности при внешних КЗ, необходимо выбирать грубее тока срабатывания продольной диф.защиты. Для того чтобы точно с необходимым запасом выполнить это условие, предусмотрено специальное токовое реле обратной последовательности КА4.

Для реле токовой защиты обратной последовательности генераторов типа ТВФ, работающих на шины генераторного напряжения, рекомендуются уставки, указанные в таблице №1.

Эти уставки выбраны на основании следующих соображений. Ток срабатывания первой ступени принят по условию обеспечения необходимой чувствительности (k_Ч,Т =1,2) при двухфазном КЗ на выводах защищаемого генератора, когда выключатель его отключен. Выдержка времени первой ступени защиты определялась в соответствии с характеристикой, определяющей допустимую длительность прохождения тока обратной последовательности при двухфазном КЗ на выводах генератора. Уставки срабатывания второй ступени защиты по току выбирались таким образом, чтобы обеспечивалась необходимая чувствительность защиты при несимметричном КЗ за резервируемым элементом, например за повышающим трансформатором, сохранялась селективность с защитами соседних элементов и удовлетворялись требования защиты генератора от

тока обратной последовательности. Этим требованиям, как правило, удовлетворяют уставки в таблице №1.

Ток срабатывания третьей ступени принимается равным 0,25I_НОМ. В соответствии с тепловой характеристикой прохождения такого тока обратной последовательности через генераторы типов ТВФ-60 и ТВФ-100 допускается в течение 3мин. Таким образом, в случае возникновения несимметричного режима с током обратной последовательности меньше уставки срабатывания третьей ступени защиты персонал будет иметь достаточно времени (3 5мин.) для того чтобы принять меры к устранению причины, вызвавшей несимметричный режим, или разгрузить и отключить генератор.

Выдержка времени второй ступени определяется по тепловой характеристике и определяет допустимое время прохождения тока обратной последовательности, равного току срабатывания первой ступени.

Аналогично выдержка времени третьей ступени определяется допустимой продолжительностью прохождения через генератор тока обратной последовательности, равного уставке срабатывания второй ступени. Определённая таким образом выдержка времени равна 40 с. Для уменьшения количества реле в схеме защиты эту выдержку времени можно понизить до 20 с, что можно осуществить с одним реле времени.

Ток срабатывания токового реле КА2, действующего на сигнал, принимается равным (0,050,06)I_ном. Ток срабатывания токового реле КА4, блокирующего токовую защиту нулевой последовательности при внешних КЗ, выбирается по условию согласования по чувствительности с уставкой реле продольной диф.защиты генератора при двойном замыкании на землю согласно следующему выражению:

 (15)

где I_2С,З ток срабатывания блокирующего токового реле обратной последовательности; I_С,З,ДИФ ток срабатывания продольной диф.защиты, равный (0,50,6)I_ном; I_2H,H ток обратной последовательности несимметричной нагрузки, принимается равным току срабатывания третьей ступени токовой защиты обратной последовательности 0,25I_ном; k_H коэффициент надёжности, равный 1,2;

 (16)

На турбогенераторах мощностью 160 МВт и более токовая защита обратной последовательности выполняется с зависимой интегральной характеристикой выдержки времени, соответствующей тепловой характеристике генератора. Наряду с этим на многих генераторах мощностью 160 300 МВт эксплуатируется ступенчатая, внедрявшаяся до начала выпуска защита с интегральной характеристикой.

Структурная схема фильтра-реле типа РТФ, с помощью которого осуществляется зависимая защита генераторов большой мощности, приведена на рис.12. В состав комплекта РТФ входят следующие элементы: фильтр тока обратной последовательности (ФТОП), входное преобразующее устройство ( ВПУ), сигнальный орган (СО), пусковой орган (ПО), два органа токовой отсечки (отсечка 1 и отсечка 2), орган итегральной зависимой

выдержки времени (В), блок питания (БП).

К ВПУ (рис.13) относятся: согласующий разделительный трансформатор TL4 , выпрямительные мосты VS1 и VS2, сглаживающий фильтр второй гармоники L1 C6, конденсатор С7, балластные резисторы R17 и R18, нелинейная цепочка VD4 R19. Нелинейная цепочка необходима для коррекции характеристики органа с зависимой выдержкой времени в

Таблица №1

Тип генератора, напряжение (В)	I ступень		II ступень		III ступень
	I2С,З	tС,З C.	I2С,З	tС,З C.	I2С,З	tС,З C.
ТВФ-60-2; 6,3 кВ	1,8	2,3	0,6	8,5	0,25	40(20)
ТВФ-60-2; 10,5 кВ	2,3	1,7	0,6	8,5	0,25	40(20)
ТВФ-100-2; 10,5 кВ	2,0	2,2	0,6	8,5	0,25	40(20)