Защита синхронных компенсаторов

ПОЛНАЯ СХЕМА ЗАЩИТЫ ГЕНЕРАТОРА

В качестве примера на рис. 15-40 приведена полная схема защиты генератора средней мощности 60—100 тыс. кВт. Для защиты от повреждений в статоре генератора предусмотрены: продольная дифференциальная защита 1 в трехфазном исполнении с реле 12 типа РНТ-565; поперечная дифференциальная защита 2; защита от замыканий на землю с ТНП с подмагничиванием с грубым
и чувствительным реле 3 и 4. В качестве защиты от внешних трехфазных к. з. устанавливается однофазная максимальная токовая защита 5 с блокировкой минимального напряжения 6. От несимметричных перегрузок и внешних к. з. предусмотрена трехступенчатая защита обратной последовательности реле 7, 8 и 9. Защита от симметричной перегрузки осуществлена токовым реле 10, действием на сигнал. Дополнительно для контроля за изоляцией статора при работе генератора на холостом ходу предусмотрен вольтметр 11, включенный на напряжение ЗU₀ транс­форматора напряжения ТН2.

Блокировка защиты от замыкания на землю осуществляемая промежуточным реле 15. Это реле пускается при несимметричных к. з. от реле 9, а при симметричных — от реле 5. Для задержки возврата блокировки после отключения к. з. обмотка промежуточного реле 15 шунтируется конденсатором С.

Защита ротора от перегрузки выполняется с помощью реле напряжения 17 и реле времени РВ. Для повышения надежности в схеме предусмотрены два выходных промежуточных реле 18 и 19. На одно (18) действуют основные защиты, на второе (19) резервные защиты генератора. Кроме того предусмотрено промежуточное реле 14, действующее на отключение секционного выключателя.

В выходных цепях каждой защиты устанавливаются сериесные указательные реле 13, фиксирующие действие защит. При одно­временном действии двух или трех защит ток, потребляемый промежуточным реле 18, делится между тремя указательными реле поровну и может оказаться недостаточным для их работы.

Для увеличения тока в указательных реле до значения, достаточного для их действия в указанном случае, параллельно обмотке реле 18 включено сопротивление.

В токовых цепях дифференциальной защиты предусматри­вается испытательный блок, позволяющий без пересоединения в цепях произвести измерение токов небаланса в дифференциальных реле. Токовые цепи всех остальных защит заводятся на спе­циальные испытательные зажимы, устанавливаемые на панелях защиты и позволяющие производить необходимые измерения без разрыва цепей.

а) Включение синхронных компенсаторов в сеть

Синхронный компенсатор (СК) является генератором реактив­ной мощности. Он устроен и работает как синхронный двигатель, генерирующий реактивный ток. Конструктивное выполнение синхронных компенсаторов сходно с генераторами. Важной особенностью компенса­торов, которую надлежит учитывать при рас­смотревши защиты, является их пуск. Наиболее простым способом пуска СК, принятым в СССР, является асинхронный пуск. Он осуществляется включением СК на напряжение сети при отсутст­вии возбуждения в цепи ротора. В этом случае СК ведет себя как короткозамкнутый асинхрон­ный двигатель. После того как скорость враще­ния ротора приблизится к синхронной, включается возбуждение и СК втягивается в синхронизм.

В момент включения компенсатора на напря­жение сети в нем появляется бросок пускового тока, как и в обычном асинхронном двигателе. Для уменьшения этого тока мощные компенса­торы пускаются через специальный реактор В (рис. 15-41), который шунтируется выключате­лем В2 после затухания пускового тока.

Так же как и генератор, синхронные компенсаторы снабжаются автоматами гашения поля АГП, разрывающими цепь возбуждения и замыкающими об­мотку ротора на сопротивление.

б) Защита СК от внутренних повреждений

В компенсаторах возможны такие же повреждения, как и в ге­нераторах. Основными защитами от внутрен­них повреждений СК являются дифферен­циальная защита и защита от замыканий на а е м л ю, выполняемые по приведенным выше схемам с теми же параметрами. На СК, имеющих пусковой реактор Р, последний желательно включать в зону дифференциальной защиты.

Защита от витковых замыканий может выполняться на ком­пенсаторах с параллельными ветвями в фазах, но по соображе ниям упрощения эта защита обычно не применяется. Все защиты от внутренних повреждений СК должны отключать его от сети и снимать возбуждение отключением АГП.

в) Защита СК от ненормальных режимов

Защита минимального напряжения. При исчезновении напряжения компенсатор лишается питания и останавливается. Для предотвращения подачи напряжения на неподвижный СК при наличии на нем возбуждения предусматри­вается защита минимального напряжения (рис. 15-42). Эта за­щита должна или отключить остановившийся СК от сети, или подготовить его к самозапуску, отключая АГП и дешунтируя реактор (если он имеется). Самозапуск СК предусматривается на подстанциях без дежурного персонала и подразумевает наличие автоматики, вклю­чающей АГП после появле­ния напряжения и разворо­та СК.

Защита минимального на­пряжения состоит из реле минимального напряжения Н и реле времени В (рис. 15-42). Для выполнения поставлен­ной задачи — отключение СК при исчезновении напряже­ния — достаточно одного реле минимального напряжения, включенного на линейное напряжение. Но с целью уменьшения вероятности неправильного отключения синхронного компенса­тора при неисправности в цепях напряжения целесообразно уста­навливать два реле минимального напряжения, включаемые или на разные трансформаторы напряжения, или на разные между­фазные напряжения одного и того же трансформатора, как пока­зано на рис. 15-42. Контакты обоих реле соединяются последова­тельно. При исчезновении напряжения, питающего СК, оба реле срабатывают. В случае же нарушения цепи одной из фаз трансфор­матора напряжения подействует только одно из двух реле и цепь защиты останется разомкнутой. Схема питания от разных транс­форматоров напряжения надежнее, но сложнее.

Если оба реле Н питаются от трансформатора напряжения СК (рис. 15-42), то цепь оперативного тока защиты должна заводиться через блокировочные контакты БК главного выключателя, авто­матически выводящие защиту из действия при отключенном СК. При отсутствии такой блокировки защита минимального напря­жения приходила бы в действие в том случае, когда СК отключен от сети, и не позволяла бы произвести обратное его включение.

Напряжение срабатывания реле минимального напряжения выбирается возможно меньшим с тем, чтобы отключение СК могло происходить только при глубоких понижениях напряжения, могущих вызвать его остановку. «Правила эксплуатации электро­технических установок» рекомендуют принимать U_{с .р} — 0,4 U _ном.

Уставка по времени должна превосходить наибольшие вы­держки времени защит, установленных в сети, с которой связан компенсатор. Обычно уставка принимается равной 8—10 с.

Защита от внешних к. з., работающая при повре­ждении на шинах или неотключившемся присоединении, на син­хронных компенсаторах не ставится, так как после отключения источников питания СК теряет напряжение, снижает свои обороты и ток, посылаемый им в место к. з., затухает. Следует также иметь в виду, что при глубоком снижении напряжения во время внешнего к. з. может подействовать защита минимального напря­жения, которая произведет отключение СК.

Защита от перегрузки. Длительная перегрузка синхронного компенсатора возможна при продолжительном пони­жении напряжения, вызывающем действие регулятора напряже­ния и форсировку возбуждения СК. Для устранения этой пере­грузки рекомендуется устанавливать специальное разгрузочное устройство, снижающее ток возбуждения и отключающее регу­лятор. Это устройство реагирует на ток одной из фаз и действует только в том случае, если перегрузка длится долго — примерно 1 мин и больше.

Восстановление нормальной работы регулятора осуществляется вручную или автоматически при помощи реле напряжения, фик­сирующего восстановление нормального уровня напряжения.

Кроме разгрузочного устройства можно устанавливать сигна­лизацию от перегрузки, осуществляемую, как и на генераторе, при помощи одного токового реле.

ГЛАВА ШЕСТНАДЦАТАЯ

Дата добавления: 2014-12-23