Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
75.Защита генераторов от перегрузки и понижения напряжения.doc
Скачиваний:
163
Добавлен:
06.11.2017
Размер:
938.5 Кб
Скачать

Повреждения и ненормальные режимы работы генераторов. Типы защит.

Повреждения обмотки статора. Многофазные КЗ относятся к наиболее тяжёлым видам повреждений генератора. Они сопровождаются большими токами, в несколько раз превышающими номинальный ток генератора. Для защиты от многофазных КЗ, вызывающих значительные разрушения в статоре, на всех генераторах мощностью выше 1000 кВт при наличии выводов отдельных фаз, со стороны нейтрали устанавливается продольная дифференциальная защита, действующая на отключение генератора. На генераторах малой мощности для защиты от многофазных КЗ допускается применение более простых устройств: МТЗ или отсечки, установленной со стороны выводов генератора, а так же автоматических выключателей или плавких предохранителей.

Однофазные замыкания на землю (на корпус генератора) в генераторах с напряжением обмотки статора выше 1000 В, работающих с изолированной нейтралью, сопровождаются прохождением в месте повреждения небольших токов по сравнению с токами многофазных КЗ. Однако длительное прохождение тока и горение дуги в месте замыкания на корпус генератора могут привести к выгоранию изоляции и значительному оплавлению активной стали статора, после чего потребуется продолжительный ремонт с заменой повреждённой стали. На основании опыта эксплуатации и специальных испытаний установлено, что при повреждениях в обмотке статора ток замыкания на землю до 5А обычно не приводит к значительному повреждению стали. Поэтому, при токах замыкания на землю в сети генераторного напряжения меньше 5А защита от замыкания на землю, как правило, выполняется с действием на сигнал. Если же токи замыкания на землю превышают 5А, защита должна действовать на отключение. На генераторах малой мощности напряжением до 1000В, работающих с заземлённой нейтралью, защита от однофазных КЗ, которые сопровождаются большими токами, действует на отключение.

В статоре генератора могут также возникать замыкания между витками одной фазы. Токи, проходящие в месте повреждения, соизмеримы с токами многофазных КЗ. На генераторах, имеющих выведенные параллельные ветви, для защиты от витковых замыканий устанавливается поперечная дифференциальная защита, действующая на отключение генератора. На генераторах, не имеющих выведенных параллельных ветвей, защита от витковых замыканий не устанавливается, т.к. выполнение её в этом случае сложно, а также потому, что витковые замыкания с статоре генератора, не сопровождающиеся однофазным замыканием на землю или многофазные КЗ, очень редки.

Повреждения обмотки ротора. Замыкания в одной точке цепи возбуждения не оказывает влияния на нормальную работу генератора, ток в месте повреждения не проходит, и симметрия магнитного потока не нарушается. Однако наличие одного замыкания на землю представляет потенциальную опасность для генератора, т.к. в случае возникновения замыкания на землю во второй точке цепи возбуждения часть обмотки окажется замкнутой накоротко.

Замыкание на землю в двух точках цепи возбуждения сопровождается сильной вибрацией из-за нарушения симметрии магнитного потока. Дуга в месте замыкания может вызвать повреждение обмотки и стали ротора.

Для предупреждения повреждений генераторов защита от замыканий на землю в одной точке цепи возбуждения гидрогенераторов должна быть предусмотрена с действием на отключение, а турбогенераторов (с водяным охлаждением обмотки ротора любой мощности, а с другими системами охлаждения мощностью 300МВт и выше) с действием на сигнал. Защита от замыканий на землю в двух точках цепи возбуждения устанавливается только на турбогенераторах.

Ненормальные режимы.Перегрузка статора током больше номинального влечёт за собой перегрев и разрушение изоляции обмотки, что в результате может привести к повреждению (КЗ или замыкание на землю). При внешних КЗ, когда токи перегрузки могут достигать больших значений, даже кратковременное их прохождение представляет опасность для обмотки статора. Для предотвращения повреждения генератора током перегрузки, (если внешнее КЗ не будет отключено защитами линий или трансформаторов), служит МТЗ с пуском по напряжению или без него, действующая на отключение генератора. Наиболее тяжёлые последствия для генератора могут иметь место при внешних несимметричных КЗ (двухфазных или однофазных). В этом случае неравенство (несимметрия) токов в фазах статора вызывает повышенный нагрев ротора и вибрацию генератора, что может вызвать его повреждение. Несимметрия токов статора может возникнуть также вследствие обрыва одной из фаз или отказа во включении отключении выключателя одной из фаз. Допустимую длительность прохождения по генератору тока обратной последовательности, с, можно определить по следующему выражению:

 (1)

где I2*2 кратность тока обратной последовательности по отношению к номинальному току генератора; А постоянная величина для генераторов данного типа: для турбогенераторов с косвенным охлаждением типа ТВ2 29, типа ТВ 20; для турбогенераторов с непосредственным охлаждением типа ТВФ 15, типов ТГВ, ТВМ, ТВВ (кроме ТВВ-1000-4 и ТВВ-1200-2) 8, типов ТВВ-1000-4 и ТВВ-1200-2 6; для гидрогенераторов с косвенным охлаждением 40. Защита генератора от внешних несимметричных КЗ и несимметричных режимов осуществляется токовой защитой обратной последовательности, действующей на сигнал и на отключение.

Перегрузка по току ротора. Защита ротора от перегрузки предусматривается только на турбогенераторах с непосредственным охлаждением обмоток. Эта защита должна оставаться в действии при работе генератора как на основном, так и на резервном возбуждении. Защита от перегрузки ротора устанавливается также на гидрогенераторах с косвенным охлаждением обмоток мощностью более 30МВт. Защита обычно действует с двумя выдержками времени: с меньшей на разгрузку генератора (через автоматический регулятор возбуждения), а с большей на отключение генератора и гашение поля.

К ненормальным режимам относится также работа синхронного генератора без возбуждения (при отключении АГП), так называемый асинхронный режим. При работе в асинхронном режиме увеличивается частота вращения генератора и возникает пульсация тока статора. Асинхронный режим работы гидрогенераторов в большинстве случаев сопровождается значительным понижением напряжения и большими качаниями, при которых ток статора может в несколько раз превышать номинальное значение. Необходимо поэтому в случае потери возбуждения гидрогенератор необходимо отключить или принять меры к восстановлению нормального режима.

Повышение напряженияна выводах обмотки статора может привести к нарушению изоляции и возникновению повреждений в обмотках генератора. Опасное для изоляции повышение напряжения возникает вследствие исчезновения магнитного потока реакции статора и увеличения частоты вращения агрегата, что происходит при сбросе нагрузки.