9. Особенности выполнения защит блоков генератор-трансформатор

На современных мощных электростанциях, как правило, применяют блочные схемы электрических соединений. Основные схемы блоков генератор-трансформатор приведены на рис. 9-1.

Рис. 9-1. Основные схемы блоков

а, б, в – блок генератор-трансформатор с ответвлением на с.н.

г – укрупненнаый блок

д – объединенный блок (спареные блоки).

На генераторах и трансформаторах соединённых в один блок, устанавливаются те же защиты, что и в случае их раздельной работы. Однако блочная схема позволяет объединить однотипные защиты генератора и трансформатора в одну общую защиту. Обычно общими для блока выполняют продольную и дифференциальную защиту, защиты от сверхтоков при внешних симметричных и несимметричных к.з., защиты от симметричных и несимметричных перегрузок, а также защиту от повышения напряжения и защиту от замыканий на землю в сети генераторного напряжения блока.

1. Продольные дифференциальные защиты

На практике применяются различные схемы продольных дифференциальных защит блока генератор-трансформатор. Наиболее распространённые схемы выполнения диф. защит показаны на рис. 9-2.

На блоках мощностью менее 100 мВт применяются простые схемы с общей диф. защитой блока (рис. 9-2 а и б). В первой схеме (рис. 9-2, а) защита подключается к ТТ, установленным со стороны нулевых выводов генератора и со стороны ВН блочного трансформатора, а во второй (рис. 9-2, б) токовые цепи защиты подключены также и к ТТ установленным на отпайке к трансформатору собственных нужд. В первой схеме в зону действия диф. защиты блока входят обмотки генератора, трансформатора, а также трансформатор с.н., а во второй зоне действия защиты ограничивается ТТ на отпайке (трансформатор с.н. в зону действия не входит).

В схеме на рис. 9-2, в предусматривается установка в дополнение к общей диф. защите блока отдельной диф. защиты генератора. Отдельная диф. защита на генераторах блоков устанавливается в следующих случаях:

• на турбогенераторах мощностью 100 мВт и более;

• на турбогенераторах мощностью менее 100 мВт, если ток срабатывания общей диф. защиты блока превышает 1,5 I_ном.Г;

• на гидрогенераторах если ток срабатывания общей диф. защиты блока превышает I_ном.Г.

На блоках мощностью 200-300 мВт и более с генераторами, имеющими непосредственное охлаждение обмоток применяется схема 9-2, г, в которой предусмотрены две отдельные диф. защиты для генератора и для трансформатора.

Рис. 9-2. Варианты схем дифференциальной защиты оборудования блоков генератор-трансформатор.

Индивидуальные диф. защиты генераторов и трансформаторов применяются во всех случаях, когда генераторы подключаются к блочному трансформатору через свой выключатель.

«Правилами устройства электроустановок» определены требования к расстановке диф. защит в схемах блоков:

1. Общая продольная дифференциальная защита блока устанавливается на блоках, состоящих из одного генератора с косвенным охлаждением и одного трансформатора при отсутствии выключателя в цепи генератора (рис. 9-2, а).

2. При наличии генераторного выключателя в цепи блока на генераторе и на трансформаторе должны быть установлены отдельные продольные диф. защиты.

3. При использовании в блоке 2-х трансформаторов (объединенный блок), а также при работе двух и более генераторов без выключателей на один блочный трансформатор (укрупненный блок) на каждом генераторе и каждом трансформаторе мощностью 125 МВА и более также устанавливаются отдельные продольные диф. защиты.

4. На генераторах, имеющих непосредственное охлаждение проводников обмоток, всегда должна устанавливаться отдельная продольная диф. защита генератора. Если при этом в цепи генератора имеется выключатель, то на трансформаторе блока также должна быть установлена отдельная диф. защита трансформатора.

5. При отсутствии генераторного выключателя для защиты трансформатора должна устанавливаться либо отдельная диф. защита трансформатора, либо общая продольная дифференциальная защита блока.

6. Для защиты ошиновки между выключателями со стороны обмотки ВН трансформатора и трансформатором блока должна устанавливаться отдельная диф. защита ошиновки ВН.

7. Для резервирования выше указанных отдельных диф. защит генератора трансформатора на блоках с генераторами мощностью 160 мВт и более, имеющих непосредственное охлаждение проводников обмоток, как правило, предусматривается резервная диф. защита, охватывающая генератор и трансформатор блока вместе с ошиновкой на стороне ВН.

Дифференциальная защита блока отстраивается от броска тока намагничивания блочного силового трансформатора и от повышенных значений тока небаланса, обусловленных разнотипностью ТТ и различием сопротивлений плеч защиты. Как правило, ток срабатывания блочной диф. защиты получается больше, чем у диф. защиты генератора. Обычно диф. защита блоков выполняется с помощью диф. реле типа РНТ565-566 (с БНТ без торможения), а в случаях когда не удовлетворяются требования чувствительности – с помощью диф. реле с торможением типа ДЗТ-11.

При наличии отдельной диф. защиты генератора диф. защита блока является резервной быстродействующей защитой для генератора.

В случаях установки отдельной диф. защиты блочного трансформатора общая диф защита блока, как правило, не ставится.

Выводы:

1. На блоках генератор-трансформатор мощностью до 100 МВт в качестве основной защиты от междуфазных к.з. применяют общую продольную дифференциальную защиту блока в зону действия которой входят обмотка статора генератора, токоведущие части между генератором и блочным трансформатором и обмотки блочного трансформатора.

2. Отдельная продольная диф. защита блочных генераторов в дополнение к общей диф. защите блока устанавливается: на турбогенераторах мощностью 100 МВт и более; на гидрогенераторах, если ток срабатывания общей диф. защиты блока превышает номинальный ток генератора, а также на турбогенераторах мощностью менее 100 МВт, если ток срабатывания общей диф. защиты блока превышает в 1,5 раза номинальный ток генератора.

3. На блоках мощностью 200-300 МВт и более с генераторами, имеющими непосредственное охлаждение обмоток устанавливаются две отдельные диф. защиты для генератора и трансформатора.

4. В блочных схемах при наличии выключателя в цепи генератора отдельная диф. защита генератора применяется во всех случаях.