Обучение по системе защиты. Защита агрегата

1.

Обучение
по
системе
защиты
Training xxxx
Защита агрегата
ANDRITZ HYDRO GmbH
Eibesbrunnergasse 20
A-1120 Wien
Tel. +43 50805 - 0
www.andritz.com
www.andritz-hydro.com

2.

Содержание
Исторический обзор
Устройство нейтральной точки генератора
Структура системы электрических защит
Критерии защиты обнаружения неисправности
Важные функции защиты
2
Protection Training, Technical Basics

3.

Исторический обзор Электромеханические реле
Системы защиты
до 60-х годов
Шедевр электромеханики
и точной механики
Ограниченные возможности способов
Потребность в большом помещении
Большие затраты на техническое обслуживание
механических частей оборудования
Отсутствие самоконтроля
3
Protection Training, Technical Basics

4.

Исторический обзор Аналоговое электронное
исполнение
Преимущества
меньше нагрузка
потребность в меньшем помещении
реализация сложных функций защиты
неподвижные части
модульное исполнение
Недостатки
отсутствие самоконтроля
отклонение показаний вследствие
старения устройства
+
-
UEIN
4
Protection Training, Technical Basics
UAUS

5.

Исторический обзор Цифровые реле
Микрообработка улучшила возможности систем защиты
реализация сложных алгоритмов функций защиты
(почти) не изменяются характеристики вследствие старения
потребность в меньшем пространстве и потреблении энергии
несколько задач в одном устройстве дают возможность концепции
резервирования
меньше требования к качеству трансформатора
улучшенный анализ неисправностей, основанный на сохраняемых внутри
записях нарушений и перечней событий
непрерывный самоконтроль повышает работоспособность
несколько протоколов связи (удаленная диагностика и техническое
обслуживание)
5
Protection Training, Technical Basics

6.

Исторический обзор
1969 первая публикация о защитных реле с микропроцессорами
1972 первое цифровое реле для защиты линии 230кВ
(Westinghouse PP2000)
1975 микропроцессорные реле (8 бит) для небольших областей
применения (частота, перегрузка по току,…)
1992 ввод в эксплуатацию первого DRS-MODULAR в Капрун / Австрия
(3 трансформатора, каждый 180МВА)
1993 удаленная связь с DRS-COM (Германия)
1994 протокол IEC 60870-5-103 (Австрия)
1996 DRS-COMPACT (Австрия)
1999 DRS-LIGHT (Китай)
6
Protection Training, Technical Basics

7.

Исторический обзор
2000 DRS-COMPACT2, в два раза мощнее по сравнению с DRS-COMPACT1
2001 DRS-BB
2003 DRS-C2BB защита центральной сборной шины для отдельных шин.
2004 Протокол IEC 60870-5-104 (концепция Neptun)
2007 Дифференциальная защита линии DRS-LLD (включая трансформатор)
Успех на протяжении более 30 лет:
7
> 1000 DRS установлено
Номинальная мощность генератора
44.000 МВА
Время работы
> 13.000 защитных лет
Protection Training, Technical Basics

8.

Устройство нейтральной точки генератора
8
Protection Training, Technical Basics

9.

Устройство нейтральной точки генератора
Жесткое заземление (с подключением напрямую к сети)
каждая неисправность закорочена
быстрое разрушение статора
короткие замыкания между обмотками
только для небольших машин
напр.: генераторы низкого напряжения с загружаемым нейтральным
проводником
9
G
Protection Training, Technical Basics

10.

Устройство нейтральной точки генератора
Жесткое заземление (с трансформатором агрегата)
каждая неисправность закорочена
неисправности в сети не влияют на
систему защиты генератора
короткие замыкания между обмотками
G
10
Protection Training, Technical Basics

11.

Устройство нейтральной точки генератора
Заземление через сопротивление
очень распространенное
снижение условий перенапряжения во время замыканий на землю в
системе среднего напряжения
резисторы из металлической сетки или
жидкостные резисторы
G
(дорогие)
11
Protection Training, Technical Basics

12.

Устройство нейтральной точки генератора
Заземляющий трансформатор и
резистор
наиболее распространенное решение
трансформатор не должен заполняться
в условиях потери нагрузки
в условиях перевозбуждения
исполнение нейтральной точки
оборудования зависит от
мощностей системы среднего
напряжения
(стандартные расчетные параметры
10…100 кВА)
12
Protection Training, Technical Basics
G

13.

Устройство нейтральной точки генератора
Критерии проектирования
Мощность заземления
Пример взят из IEEE C62.92
13
Protection Training, Technical Basics

14.

Обзор важных функций защиты
14
Protection Training, Technical Basics

15.

Структура системы электрических защит
Принципы
Измерение значений (трансформаторов напряжения/ тока, преобразователей)
Анализ значений (устройство защиты)
Преобразование для устройства управления (выключатель)
Первичные системы (без трансформаторов напряжения/тока)
предохранители
Вторичные системы (с трансформаторами напряжения/тока)
реле защиты
Uaux
15
Protection Training Technical Basics

16.

Критерии защиты обнаружения неисправности 1
Ток
Ток короткого замыкания /
Превышение по току
Защита от перегрузки
Необходимость выдержки времени
Дифференциальный ток
закон Кирхгофа для токов
Сравнение амплитуд и фаз
Используется для генераторов и
трансформаторов, коротких линий
I>
DI´
I2´
I1
protected
device
I1’
I2’
DI’
I>
16
Protection Training Technical Basics
I2
I1´

17.

Критерии защиты обнаружения неисправности 2
Сопротивление
Сравнение тока (кз) и напряжения, измеренного реле
Соотношение U/I определяет сопротивление Z зоны защиты (сеть)
Защита в зависимости от расстояния
Z меняется в случае неисправности на расстоянии от нее.
Избирательность с помощью: достижения уставки и времени отключения
UR, max = const.
UR, min = const.
Z
I
Z<
Operating range
U
Zn
IFmin
17
Protection Training Technical Basics
In
I

18.

Критерии защиты обнаружения неисправности 3
Направление активной мощности
Выход из строя турбины
Генератор становится двигателем
~
I
P
U
Обратная мощность
Генератор получает питание от сети
Напряжение
Чрезмерное обнаружение: защита опасных
напряжений
Недостаточное обнаружение: защита сети
Напряжение нулевой последовательности:
обнаружение замыканий на землю
Частота
Чрезмерное обнаружение: превышение скорости
Недостаточное обнаружение: критическая
скорость, защита сети
Protection Training Technical Basics
18
Рабочий диапазон P>0
U
j
I

19.

Важные функции защиты
Защита от перегрузки по току 50/51
Критерий неисправностей:
ПЕРЕГРУЗКА ПО ТОКУ
Критерий избирательности:
ВРЕМЯ
независимая характеристика
времени срабатывания
обратная характеристика
времени срабатывания
t [sec]
t [sec]
2.0
2.0
1.5
неисправность отключение
неисправность отключение
1.5
1.0
1.0
0.5
0.5
x Inom
0.5
1.0
1.5
I>
19
2.0
2.5
x Inom
0.5
I>>
Protection Training Technical Basics
1.0
1.5
2.0
2.5

20.

Важные функции защиты
Защита от перегрузки по току 50/51
Основная защита
I>
I>
1
20
I>
Защита линии
избирательность по
координации времени
2
Защита двигателя
избирательность по
координации времени
3
Защита трансформатора
с защитой от короткого
замыкания и перегрузки
I>
M
2
1
3
Protection Training Technical Basics

21.

Важные функции защиты
Защита от перегрузки по току 50/51
Основная защита линий (среднее напряжение)
I>
I>
I>
I>
t = 0.9 сек
t = 0.6 сек
t = 0.3 сек
t = 0.0 сек
Преимущество:
простая координация,
требуются только трансформаторы тока
Недостаток:
задержки времени увеличиваются по
отношению к источнику
21
Protection Training Technical Basics

22.

Важные функции защиты
Защита от перегрузки по току 50/51
Резервная защита
DI
1
22
Дифференциальная
защита линии
2
Дифференциальная
защита трансформатора
I>
I>
DI
DI
1
I>
2
Protection Training Technical Basics

23.

Важные функции защиты
Защита от перегрузки по току 50/51
Устройство резервирования отказов выключателей 50BF
I>
BF
I>
BF
M
23
Protection Training Technical Basics
I>
BF

24.

Важные функции защиты
Защита от замыканий на землю 50/51N
в некоторых случая ток замыкания на землю может ограничиваться
требование:
высокая чувствительность
маленькое время работы
использование дополнительной функции независимой от защиты от
перегрузки по току
меньше значения уставок
24 / 80
Protection Training Technical Basics

25.

Важные функции защиты
Защита от замыканий на землю 50/51N
Функциональная схема
A
A
B
B
C
C
screen
51N
51
51
51
51N
3-фазная система
25 / 80
чувствительная
защита кабелей
Protection Training Technical Basics

26.

Важные функции защиты
Дифференциальная защита генератора 87G
Общие сведения
дифференциальная защита – это «зональная защита»
мгновенная защита
зона защиты
выборочная защита от замыканий
между фазами зоне защиты
стандартное использование
G
87
26 / 80
Protection Training Technical Basics

27.

Важные функции защиты
Дифференциальная защита генератора 87G
Неисправности вне зоны
G
87
27 / 80
Protection Training Technical Basics

28.

Important protection functions
Generator Differential Protection 87G
Неисправности в пределах зоны
G
87
28 / 80
Protection Training Technical Basics

29.

Важные функции защиты
Дифференциальная защита генератора 87G
Влияние трансформаторов тока на стабильность во время режима
короткого замыкания 1
пример: трансформатор тока: 5P20
G
20 x
Inom
Isec
max. 5%
20 x
Inom
Isec
Iprim
20 x Inom
29 / 80
Iprim
20 x Inom
Protection Training Technical Basics

30.

Важные функции защиты
Дифференциальная защита генератора 87G
Влияние трансформаторов тока на стабильность во время режима
короткого замыкания 2
IP
G
IS
φ
связи разных трансформаторов тока и
фазовой погрешности φ
необходимо компенсировать воздействия
с помощью ХАРАКТЕРИСТИКИ СМЕЩЕНИЯ
30 / 80
Protection Training Technical Basics
Im

31.

Важные функции защиты
Дифференциальная защита генератора 87G
дифференциальный токId
Характеристика смещения в целом
ОТКЛЮЧЕНИЕ
БЕЗ
ОТКЛЮЧЕНИЯ
ток КЗIF
31 / 80
Protection Training Technical Basics

32.

Важные функции защиты
Дифференциальная защита генератора 87G
Пример примененной характеристики смещения
32 / 80
Protection Training Technical Basics

33.

Важные функции защиты
Дифференциальная защита трансформатора 87T
Основные задачи:
Компенсация векторной группы
Компенсация соотношений разных трансформаторов тока со стороны
высокого и среднего напряжения
Трансформаторы с двумя и более обмотками
Стабильность во время включения главных трансформаторов (пусковой
бросок тока)
33 / 80
Protection Training Technical Basics

34.

Важные функции защиты
Дифференциальная защита трансформатора 87T
Стандартное использование
87T
87T
87T
34 / 80
Protection Training Technical Basics

35.

Важные функции защиты
Дифференциальная защита трансформатора 87T
Историческая коррекция
P1
P2
A2
A1
a1
a2
P2
S2
S1 S2
S2
A
35 / 80
B
S1 P1
P2
C
Protection Training Technical Basics
P1
S1
Промежуточные
трансформаторы
Коррекция
•векторной группы
•соотношения
•нулевой
последовательности

36.

Важные функции защиты
Дифференциальная защита трансформатора 87T
Коррекция сегодня: коррекция с помощью числового
программного управления (программное обеспечение)
P1
P2
A2
A1
a1
a2
S2
S1 S2
x
comp
MAX
36 / 80
P2
Protection Training Technical Basics
P1
S1

37.

Важные функции защиты
Дифференциальная защита трансформатора 87T
Пусковой ток
момент
включения
равномерный
Источник: Rolf Fischer, Elektrische Maschinen
37 / 80
Protection Training Technical Basics

38.

Важные функции защиты
Дифференциальная защита трансформатора 87T
Стабилизация пускового тока
Появление 2-й и 5-й гармоники
2-я гарм.
38 / 80
Protection Training Technical Basics

39.

Важные функции защиты
Ограниченная защита от замыканий на землю 87TN (64REF)
Принципиальный чертеж
P1
P2
a2
a1
A1
A2
P2
S2
S1 S2
87
TN
39 / 80
Protection Training Technical Basics
P1
S1

40.

Важные функции защиты
Ограниченная защита от замыканий на землю 87TN (64REF)
Замыкание вне зоны
Необходима стабильность
P1
P2
A2
A1
a1
a2
P2
S2
S1 S2
P2
P1
40 / 80
S2
S1
Protection Training Technical Basics
87
TN
P1
S1

41.

Важные функции защиты
Ограниченная защита от замыканий на землю 87TN (64REF)
Замыкание в пределах зоны
Отключение
P1 P2
a2
a1
A1
A2
P2
S2
S1 S2
P2
P1
41 / 80
Protection Training Technical Basics
87
TN
P1
S1

42.

Важные функции защиты
Минимальное сопротивление 21
Соотношение U/I сопротивление системы защиты
измеряемое сопротивление зависит от расположения замыкания
защита с помощью характеристики, зависимой от расстояния
избирательность: быстрое устранение короткого замыкания для
внутренних замыканий
задержка времени для удаленных замыканий
I
Z<
42 / 80
Использование
U
основная защита
схема для линий
резервная защита
для генератора и трансформаторов
Protection Training Technical Basics

43.

Важные функции защиты
Минимальное сопротивление 21
Минимальное сопротивление 21
Рабочая характеристика
X
условие
нормальной
нагрузки
рабочий
диапазон
43 / 80
Protection Training Technical Basics
R

44.

Важные функции защиты
Минимальное сопротивление 21
-IL2
Расчет для системы 1 (фазы 1)
согласно следующей формуле
IL1 - IL2
Z1
VL1L2
IL1
IL1 IL2
IL2
44 / 80
Protection Training Technical Basics
VL1L2

45.

Важные функции защиты
Минимальное сопротивление 21
Перегрузка по току с памятью тока
ток
t
Период активированной
функции минимального
сопротивления
t
Iactual > Isetting
Память тока продление активации
45 / 80
Protection Training Technical Basics

46.

Важные функции защиты
Перенапряжение 59
Причина перенапряжения:
состояние превышения скорости после потери нагрузки
сбой регулятора напряжения
Последствия условий перенапряжения:
перевозбуждение (т. е. при номинальном напряжении)
повреждение изоляции
46 / 80
Protection Training Technical Basics

47.

Важные функции защиты
Пониженное напряжение 27
Причина пониженного напряжения
мощные замыкания
отклонения в передаче – и системе распределения
Последствия условий пониженного напряжения
нет опасности для генератора
47 / 80
Protection Training Technical Basics

48.

Важные функции защиты
Пониженное напряжение 40
Схема функциональных возможностей генератора
P
условный предел
стабильности
Турбина
IEXC min
Snom
Q
48 / 80
Protection Training Technical Basics
MOT GEN
IEXC max

49.

Важные функции защиты
Пониженное напряжение 40
Упрощенная векторная диаграмма генератора
Xq
Igen
Vrot
Vrot
Vgen
Igen x Xq
j
Igen
49 / 80
Protection Training Technical Basics
Vgen

50.

Важные функции защиты
Пониженное напряжение 40
Упрощенная векторная диаграмма генератора
P
Vrot
j
Igen x Xq
Q
j
Igen
50 / 80
Vgen
Protection Training Technical Basics

51.

Важные функции защиты
Пониженное напряжение 40
ограничитель регулятора
напряжения
защита от пониженного
напряжения
Схема
функциональных
возможностей
P
Турбина
условная
стабильность
Snom
IEXC min
Q
1/xd
51 / 80
Protection Training Technical Basics
MOT GEN
IEXC max

52.

Важные функции защиты
Пониженное напряжение 40
Визуализация заданных значений функции недовозбуждения
P
недовозбуждение перевозбуждение
Рабочая точка
Отключение
Заданное значение
L
U2/xq
52 / 80
Заданное значение 1/xq
Protection Training Technical Basics
Q

53.

Важные функции защиты
Пониженное напряжение 40
Этап 2 настройка:
Рекомендации по настройке тока ротора
Заданное значение этап 2: ~ 10 … 20% IEXCnom
Второй этап работает только в качестве ускорения этапа 1.
Отключение не произойдет без выполнения условия отключения этапа 1.
53 / 80
Protection Training Technical Basics

54.

Важные функции защиты
Пониженное напряжение 40
Функциональная схема
Обнаружение тока возбуждения
Обычно вход датчика постоянного тока
Альтернативная версия переменного тока
DRS
вход датчика
40
3
3
I
V
альтернативное
обнаружение
переменного тока
G
54 / 80
Protection Training Technical Basics

55.

Важные функции защиты
Пониженное напряжение 40
Характеристика MHO
X
O
j
Xd’/2
R
O...Рабочая точка
Xd
55 / 80
Protection Training Technical Basics

56.

Важные функции защиты
Пониженное напряжение 40
Характеристика MHO
X
O
R
56 / 80
Protection Training Technical Basics

57.

Важные функции защиты
Пониженное напряжение 40
Взаимосвязь между P-Q диаграммой и характеристикой MHO
X
P
O
R
O
Q
X
P
O
R
O
Q
57 / 80
Protection Training Technical Basics

58.

Важные функции защиты
Замыкание ротора на землю 64R
Принципиальная схема подключения
измерение сопротивления относительно
цепи земли ротора (постоянного тока)
в одной точке
подача сигнала переменного тока
64R
G
58 / 80
Protection Training Technical Basics

59.

Важные функции защиты
Замыкание ротора на землю 64R
Принципы измерения
Напряжение переменного тока
Напряжение прямоугольной формы
59 / 80
Protection Training Technical Basics

60.

Важные функции защиты
Замыкание ротора на землю 64R
Способ напряжения прямоугольной формы
Rotor
60 / 80
Protection Relay
Protection Training Technical Basics

61.

Важные функции защиты
Замыкание ротора на землю 64R
Фактическая схема подключения
64R
G
61 / 80
Protection Training Technical Basics

62.

Важные функции защиты
Замыкание статора на землю 64S
Причины замыканий на землю
потеря изоляции
изоляция генератора между фазами или к земле
в распределительных устройствах: воздушная или газовая (SF6)
последствия замыканий на землю
частичное разрушение обмоток статора
частичное разрушение шинопроводов
повышение напряжение других фаз на землю
большая вероятность других замыканий на землю
короткое замыкание между фазами
62 / 80
Protection Training Technical Basics

63.

Важные функции защиты
Замыкание статора на землю 64S
Векторные диаграммы замыканий на землю
a
Применимо к замыканиям
в РУ и генераторах.
a
N
b
Уровень защиты~90…95%
обмотки статора.
c
Vc
Va
Va
Va
N
N
N
Vb Vc
a=0
замыкание в нейтрали
63 / 80
a = 0.5
Vb Vc
Vb
a=1
замыкание на выводах
Protection Training Technical Basics

64.

Важные функции защиты
Замыкание статора на землю 64S
Влияние замыкания на землю высокого напряжения на защиту
генератора от замыкания на землю
CC
G
Vinterf
VNprim
64 / 80
RN
VN sec
64N
DVN
Protection Training Technical Basics

65.

Важные функции защиты
Замыкание статора на землю 64S
Замыкание статора на землю 64S
нормальное условие
230kV
Prim.
VA VB VC
VA
VC
230 kV
3
132.8kV
VB
100 V
va
vb
R
DV
vc
3
Sec.
vb
DU = 0
33.3V
64
65 / 80
va
Protection Training Technical Basics
vc

66.

Важные функции защиты
Замыкание статора на землю 64S
замыкание в фазе C
Замыкание статора на землю 64S
Prim.
230kV
230kV
VA
VB
VA VB VC
VC = 0
230 kV
3
vb
100 V
va
vb
R
vc
3
Sec.
3 57.7V
57.7V
DV
64
66 / 80
va
Protection Training Technical Basics
DV = 100V

67.

Важные функции защиты
Замыкание статора на землю 64S
Главный трансф.
Генератор
A2
A1 a1
a2
VA VB VC
RN
64N
DVN
VNprim
va
VN sec
vb
зависит от связей между
трансформаторами напряжения:
DVN DVL
vc
RB
DVL
64L
67 / 80
Protection Training Technical Basics

68.

Важные функции защиты
Направленная защита статора от замыкания на землю 64S
64S отключение
G
ток нулевой
последовательности I0
VN
G
64S постоянная
VN
68 / 80
Protection Training Technical Basics

69.

Важные функции защиты
Направленная защита статора от замыкания на землю 64S
64S отключение
I0
64S постоянная
I0
VN
69 / 80
Protection Training Technical Basics

70.

Важные функции защиты
Направленная защита статора от замыкания на землю 64S
Уклон для обеспечения
отключения –
емкостный ток замыкания
64S отключение
I0
(рекомендуется: 30°)
64S постоянная
I0
VN
70
Protection Training, Technical Basics

71.

Важные функции защиты
Направленная защита статора от замыкания на землю 64S
измерение тока нулевой последовательности
71 / 80
I0
I0
кабели
шинопроводы
тип трансформатора тока “Holmgren”
Protection Training Technical Basics

72.

Важные функции защиты
Направленная защита статора от замыкания на землю 64S
Принцип A: подача 20 Гц
G
20Hz
20Hz
Gen.
Vaux
RN
независимо от
сигналов 50/60Гц
64S / 20Hz
V20Hz
Z
I20Hz
72 / 80
Protection Training Technical Basics

73.

Важные функции защиты
100% защита статора от замыкания на землю 64S–метод 20 Гц
Преимущества:
Небольшое напряжение замещения
Не влияет на измерение сетью собственной
Недостатки:
Высокие требования к фильтрам
Действия по выработке напряжения 20Гц
73 / 80
Protection Training Technical Basics

74.

Важные функции защиты
100% защита статора от замыкания на землю 64S
Принцип B: метод 3-1 гармоники
Факторы, которые необходимо учитывать:
74 / 80
3 гармоника зависит от условия нагрузки генератора
3 гармоника зависит от нагрузки генератора
она не появляется в остановленном состоянии
требуемое значение 3 гармоники в напряжении генератора ~1%
Protection Training Technical Basics

75.

Важные функции защиты
100% защита статора от замыкания на землю 64S
100% замыкание статора на землю 64S100
Метод 3-й гармоники
G
Cgen/2
VN
Cgen/2
V3
VT
UT
U3 = UN + UT
Нормальное условие
UN
UT >>
Условие отказа
UN = 0
75 / 80
Protection Training Technical Basics
100%

76.

Важные функции защиты
100% защита статора от замыкания на землю 64S
Принцип 3-й гармоники
Gen.
Cgen/2
Cgen/2
V3
VN
VT
V3 = VN + VT
DRS-COMPACT
64S
1
1
V
76 / 80
V
Protection Training Technical Basics

77.

Важные функции защиты
100% защита статора от замыкания на землю 64S
Принцип 3-й гармоники
Будут учитываться только замыкания на землю в конце обмотки!
100% покрытие обмотки только в сочетании с измерением напряжения нулевой
последовательности
100% защита статора от замыкания
на землю
3 гармоника
90-95 защита статора от замыкания
на землю
измерение нулевой
последовательности
100%
50%
Нейтраль генератора
77 / 80
0%
Вывод генератора
Protection Training Technical Basics

78.

Важные функции защиты
Обратный порядок чередования фаз 46
Причина обратного порядка чередования фаз
Ассиметричная нагрузка генератора
Последствия
Магнитный поток с обратным вращением (обратная последовательность)
Магнитный поток статора возникает в статоре с помощью двойной
частоты
Вихревые токи вызывают высокий нагрев (амортизирующая клетка
ротора)
78 / 80
Protection Training Technical Basics

79.

Важные функции защиты
Обратный порядок чередования фаз 46
Измерение:
Ток обратной последовательности
1
I2 IL1 a²IL 2 a IL3
3
IL1 IL2 IL3 0
С изолированной нейтралью или
высокими омическими результатами:
I2
j
3
b IL1 IL3
1
3
b j
2
2
Для расчета нагрева используется:
79 / 80
I2
Protection Training Technical Basics
1
3
(rвращение на -60°)
b IL1 IL3

80.

Важные функции защиты
Обратный порядок чередования фаз 46
Характеристика обратного времени
Тепловое изображение
I2,2 > I2,1
100%
90%
Авария
80 / 80
Отключение
Protection Training Technical Basics

81.

Обратный порядок чередования фаз 46
Пример подключения
G
46
81 / 80
Protection Training Technical Basics

82.

Важные функции защиты
Перегрузка 49
Рабочая характеристика
Характеристика обратного времени
Тепловое изображение
h
Limit
t
c
0
нагрев
82 / 80
охлаждение
Protection Training Technical Basics

83.

Важные функции защиты
Перегрузка 49
Расчет температуры с помощью значения тока:
для нагрева
t Limit
2
1
nominal
I
I
t
1 e h
(t) … температура в момент t
h
… постоянная времени для нагрева
Inominal … номинальный ток
Limit … максимальная температура дл t = 5 x h с I = Inominal
для охлаждения
0
c
83 / 80
t 0 e
t
c
… температура в момент отключения генератора или трансформатора
… постоянная времени для охлаждения
Protection Training Technical Basics

84.

Важные функции защиты
Защита от тока по валу 51SC
Подшипник
Заземляющая щетка
Защита от тока по валу 51SC
Ротор
Подшипник
Масло
Вал
Изоляция
Турбина
84 / 80
51SH
Protection Training Technical Basics

85.

Важные функции защиты
Защита от тока по валу 51SC
Токи 1A … 100A
в зависимости от напряжения
на валу
Повреждение подшипника
Турбина
85 / 80
51SH
Protection Training Technical Basics

86.

Важные функции защиты
Обратная мощность 32
P
Q
86 / 80
Protection Training Technical Basics
MOT GEN
Стандартные настройки:
~ 5 … 10% of Pnom

87.

Важные функции защиты
Повышенная частота
Повышенная частота
Повышенная скорость турбины (генератора)
Неисправность регулятора турбины
Дополнительное измерение для механической защиты
Защита сети
87 / 80
Protection Training Technical Basics

88.

Важные функции защиты
Пониженная частота
Пониженная частота
Появляется в условиях перегрузки
Неисправность регулятора турбины
Последствия
Перевозбуждение магнитных железных цепей
Пониженная скорость двигателей
Сброс нагрузки
Явление механического резонанса турбины
88 / 80
Protection Training Technical Basics

89.

Важные функции защиты
Выпадение из синхронизма 78
Колебательный режим работы может поставить под угрозу стабильность
системы
Колебания активной мощности являются критическими и могут привести
в худшем случае к скольжению фазы
Меры противодействия
Выпадение из
синхронизма MHO
Защитная функция
89 / 80
Protection Training Technical Basics

90.

Важные функции защиты
Выпадение из синхронизма 78
Сопротивления системы учитываются в теории и настройках
Положение трансформатора
тока и напряжения
(базовая точка)
EP... Электромагнитное поле ротора
xd´ ... неустойчивое продольное реактивное сопротивление
90 / 80
Protection Training Technical Basics

91.

Важные функции защиты
Выпадение из синхронизма 78 - теория
базовая точка на выводе генератора
критерий для условия выпадения из синхронизма угол ротора J
91 / 80
Угол между Ugrid (Uline) и электромагнитное поле ротора
при нормальной работе угол ротора почти постоянен
при скольжении фазы угол ротора J пересекает значения от 0° до
360° (круг)
Protection Training Technical Basics

92.

Важные функции защиты
Выпадение из синхронизма 78 - Theory
Диаграмма
сопротивления
92 / 80
Protection Training Technical Basics

93.

Важные функции защиты
Выпадение из синхронизма 78
Функциональные возможности
вычисление полного сопротивления прямой последовательности
93 / 80
отслеживание его в сложной области (MHO)
дополнительные критерии, гарантирующие высокую степень
надежности (<|U1|, <|I1|, >|I2|)
Protection Training Technical Basics

94.

Важные функции защиты
Выпадение из синхронизма 78
94 / 80
Protection Training Technical Basics

95.

Важные функции защиты
Выпадение из синхронизма 78
5
95 / 80
7
4
6
3
1
2
1 ... траектория при номинальной работе
генератора
2 ... траектория входит в круг сопротивления
3 ... траектория пересекает ограничительную
линию R1 (1. скольжение начинается)
4 ... траектория пересекает ограничительную
линию R2 (“Мгновенное отключение”)
5 траектория покидает круг сопротивления
(отключение с выдержкой времени)
6 ... траектория входит в круг сопротивления
7 ... траектория пересекает ограничительную
линию R1 (1. скольжение прекращается; 2.
скольжение начинается)
Protection Training Technical Basics

96.

Механическая защита
Реле Бухгольца 26 / 63
От повышения температуры и внутренних замыканий
(обмотка, масло,..)
Реле Бухгольца
96
Protection Training, Technical Basics

97.

Важные функции защиты
Механическая защита
Температура (обмотки, масла,..)
97 / 80
Protection Training Technical Basics