Protecția cu releu a mașinilor sincrone

Mașinile electrice sincrone sunt mașini cu curent alternativ, de obicei trifazate. La fel ca majoritatea convertoarelor electromecanice, acestea pot funcționa atât în ​​modul generator, cât și în modul motor. Un mod special de funcționare al unei mașini sincrone este modul de compensare a puterii reactive. Mașinile speciale concepute în acest scop se numesc compensatoare sincrone.

În ciuda reversibilității fundamentale a motoarelor și generatoarelor sincrone, acestea au de obicei caracteristici de proiectare care rareori fac posibilă utilizarea motoarelor ca generatoare și invers.

Generatoare deteriorate

Deteriorarea înfășurării statorului:

• Scurtcircuite multifazate;

• Defecțiuni la pământ monofazate (dacă este cazul);

• Defecțiuni gemene de pământ;

• Scurtcircuit între spirele unei faze (pentru generatoarele sincrone cu ramificații paralele de ieșire).

Defecțiune în înfășurarea rotorului (în înfășurarea câmpului):

• Legare la pământ (corp rotor) la un punct;

• Legătura la pământ în două puncte ale circuitului de excitație.

Moduri de funcționare anormale ale generatoarelor

• Supraîncărcarea statorului unui generator sincron (simetric și asimetric).

• Suprasarcini in cazul scurtcircuitelor externe.

• Creșterea tensiunii la bornele înfășurării statorului.

• Mod asincron.

Cerințe pentru protecția cu relee a generatoarelor

Selectivitate — protecția trebuie să oprească generatorul numai în acele defecțiuni și moduri care reprezintă un pericol real pentru generator.

productivitate — pentru a reduce gradul de defectare a mașinii și pentru a preveni funcționarea instabilă în paralel a generatoarelor și sistemelor.

Sensibilitate — la toate tipurile de defecțiuni ale unui generator sincron, precum și la scurtcircuite ale elementelor adiacente pentru a susține protecțiile și comutatoarele acestor elemente în cazul defectării acestora. Apărarea trebuie să funcționeze nu numai pe Q ci și pe un dispozitiv AGP pentru a opri curentul de scurtcircuit transmis chiar de generator.

Oprire curentă fără întârziere

Este folosit ca protectie principala pentru generatoarele cu o putere mai mica de 1 MW impotriva scurtcircuitelor multifazate din infasurarea statorului. Instalat pe partea laterală a bornelor barelor colectoare.

Protecție diferențială longitudinală

Este folosit ca protectie principala pentru generatoarele de peste 1 MW impotriva scurtcircuitelor polifazate din infasurarea statorului.

TA este instalat pe partea barei colectoare și pe partea neutră.

Calculul parametrilor protecției diferențiale longitudinale

Curent de protectie:

De obicei, în funcție de puterea generatorului, curentul de declanșare al protecției este în intervalul:

Test de sensibilitate de protecție:

Protectie diferentiala transversala

Este folosit ca protectie principala pentru generatoarele cu o putere mai mare de 1 MW impotriva unui scurtcircuit pe tura. Mentine protectia diferentiala longitudinala in cazul unui scurtcircuit multifazic in infasurarea statorului.

Circuit de protecție diferențială transversală cu un singur releu

Transformatorul de curent este instalat într-un circuit între două puncte zero ale ramurilor paralele ale înfășurării statorului conectate într-o stea.

Filtru ZF pentru reglarea de la armonici superioare care curg în circuitul neutru, multipli de trei.

Protecție împotriva defecțiunilor la pământ în înfășurarea statorului a generatoarelor sau a bornelor acestora

1. Protecție direcțională curent pentru generatoarele care funcționează într-o unitate cu transformator într-o rețea cu neutru izolat.

2. Protecția defecțiunii la pământ folosind componente de joasă frecvență ale bunurilor de larg consum generate de o defecțiune intermitentă a arcului pentru generatoare conectate în rețea cu neutru compensat.

3. Protecție la pământ pentru generatoare care funcționează în rețea cu neutru împământat rezistiv.

4. Semnalizarea în cazul împământării monofazate a tensiunii de ordine zero.

Protecție împotriva defecțiunii la pământ pentru generatoarele care funcționează în rețele cu un neutru izolat sau împământat rezonant

Protecția la sol are o „zonă moartă” de aproximativ 5% din rezistența înfășurării statorului pentru un scurtcircuit aproape de zero (punctul K2). Valorile 3U0, 3I0 sunt proporționale cu numărul de spire de fază dintre neutru și locația defecțiunii.

Alarma de eroare la pământ monofazată la tensiune de secvență zero

Protecție împotriva defecțiunii la pământ pentru generatoarele care funcționează pe o rețea de neutru rezistiv împământat

Protectie impotriva impamantarii secundare in infasurarea rotorului

Distribuția tensiunii pe înfășurarea rotorului în caz de defecțiuni la pământ.

Circuitul de protecție al generatorului împotriva unui scurtcircuit în două puncte ale circuitului de excitație

(a) schema de excitație; b) circuite de curent de funcţionare

Blocarea supratensiunii împotriva supratensiunii

• Proiectat pentru a proteja generatoarele de supracurent în timpul scurtcircuitelor externe.

• Potrivit pentru generatoare cu o putere mai mică de 30 MW.

• Se realizează în două etape.

Circuit de blocare a supratensiunii

a) circuite de curent; b) circuite de tensiune; c) circuite de curent de funcţionare

Protecție la supracurent în secvență negativă

• Este folosit pentru generatoare cu o putere de 30-60 MW.

• Proiectat pentru a proteja generatoarele de scurtcircuite externe asimetrice.

a) circuite de curent; b) circuite de tensiune; c) circuite de curent de funcţionare

Protecția la distanță a generatorului

• Este folosit pentru generatoare cu o putere mai mare de 60 MW.

• Proiectat pentru a proteja generatoarele de scurtcircuite externe asimetrice.

Rezistența funcționării de protecție este selectată în funcție de condiția de setare de la sarcina maximă la tensiunea minimă de funcționare:

Circuit de protecție la distanță a generatorului

Protecția declanșatorului:

Protectie la supratensiune

Instalat pe hidrogeneratoare:

Instalat pe turbina generatoare cu o capacitate de 160 MW și mai mult:

Protecția generatorului împotriva modurilor asincrone

Tipuri de generatoare AR

1. Cu entuziasm total sau parțial.

2. Fără entuziasm.

Principiul protecției generatoarelor de moduri asincrone - de la distanță, se monitorizează rezistența generatorului.

Protecția motorului

Deteriorări ale motoarelor electrice:

• defecțiuni la pământ monofazate;

• Închideri între ture ale unei faze;

• scurtcircuite de fază de fază.

Moduri anormale de funcționare ale ED:

• Supraîncărcare cu curenți mai mari decât nominal;

• Suprasarcina actuatorului.

Protecție la scurtcircuit multifazic

Circuit de protecție instantanee la supracurent

Protectie de joasa tensiune

Autopornirea motoarelor poate să nu aibă loc dacă presiunea în anvelope este mai mică:

Circuit de protecție la subtensiune cu releu direct:

Protecția motoarelor electrice sincrone împotriva căderii dintr-o rețea sincronă: