Reläskydd av synkronmaskiner

Synkronelektriska maskiner är växelströmsmaskiner, vanligtvis trefas. Liksom de flesta elektromekaniska omvandlare kan de arbeta i både generator- och motorläge. Ett speciellt driftsätt för en synkronmaskin är kompensationsläget för reaktiv effekt. Specialmaskiner konstruerade för detta ändamål kallas synkrona kompensatorer.

Trots den grundläggande reversibiliteten hos synkronmotorer och generatorer har de vanligtvis designegenskaper som sällan gör det möjligt att använda motorer som generatorer och vice versa.

Skadade generatorer

Skador på statorlindningen:

• Flerfasiga kortslutningar;

• Enfas jordfel (om tillämpligt);

• Tvillingjordsfel;

• Kortslutning mellan varv av en fas (för synkrona generatorer med utgående parallella grenar).

Fel i rotorlindningen (i fältlindningen):

• Jordning (rotorkropp) vid en punkt;

• Jordning vid två punkter i magnetiseringskretsen.

Onormala driftlägen för generatorerna

• Statoröverbelastning av en synkrongenerator (symmetrisk och asymmetrisk).

• Överbelastning vid extern kortslutning.

• Ökning av spänningen över statorlindningens terminaler.

• Asynkront läge.

Krav på reläskydd av generatorer

Selektivitet — Skyddet får endast stänga av generatorn vid de fel och lägen som utgör en verklig fara för generatorn.

produktivitet — att minska graden av maskinfel och att förhindra instabil parallelldrift av generatorer och system.

Känslighet — på alla typer av fel i en synkrongenerator, samt på kortslutningar av intilliggande element för att backa upp skydden och omkopplarna för dessa element i händelse av fel. Försvaret måste fungera inte bara på Q utan också på en AGP-enhet för att stoppa kortslutningsströmmen som sänds av generatorn själv.

Aktuell avstängning utan tidsfördröjning

Den används som huvudskydd för generatorer med en effekt på mindre än 1 MW mot flerfas kortslutning i statorlindningen. Monteras på sidan av samlingsskenans plintar.

Längsdifferentialskydd

Den används som huvudskydd för generatorer över 1 MW mot flerfas kortslutningar i statorlindningen.

TA installeras på samlingsskensidan och på neutralsidan.

Beräkning av parametrarna för det longitudinella differentialskyddet

Skyddsström:

Vanligtvis, beroende på generatorns effekt, är skyddets utlösningsström i intervallet:

Skyddskänslighetstest:

Tvärgående differentialskydd

Den används som huvudskydd för generatorer med en effekt på mer än 1 MW mot kortslutning per varv. Upprätthåller längsgående differentialskydd vid flerfas kortslutning i statorlindningen.

Enkelrelä tvärgående differentialskyddskrets

Strömtransformatorn är installerad i en krets mellan två nollpunkter av parallella grenar av statorlindningen ansluten i en stjärna.

ZF-filter för avstämning från högre övertoner som flödar i den neutrala kretsen, multipler av tre.

Skydd mot jordfel i statorlindningen på generatorer eller dess terminaler

1. Strömriktningsskydd för generatorer som arbetar i en enhet med en transformator i ett nätverk med isolerad neutral.

2. Jordfelsskydd som använder lågfrekventa komponenter av konsumentvaror som genereras av ett intermittent ljusbågsfel för generatorer som är anslutna till nätverk med kompenserad neutral.

3. Jordfelsskydd för generatorer som arbetar i nätverk med resistivt jordad neutral.

4. Signalering vid enfas jordning med nollföljdsspänning.

Jordfelsskydd för generatorer som arbetar i nätverk med en isolerad eller resonansjordad noll

Markskyddet har en "död zon" på ca 5 % av statorlindningsresistansen för en kortslutning nära noll (punkt K2). Värdena 3U0, 3I0 är proportionella mot antalet fasvarv mellan nollan och platsen för felet.

Enfas jordfelslarm vid nollföljdsspänning

Jordfelsskydd för generatorer som arbetar på ett resistivt jordat neutralt nätverk

Skydd mot sekundär jordning i rotorlindningen

Spänningsfördelning på rotorlindningen vid jordfel.

Generatorns skyddskrets mot kortslutning vid två punkter i magnetiseringskretsen

a) Exciteringsplan. b) driftströmkretsar

Överspänningsblockering mot överspänning

• Designad för att skydda generatorer från överström under externa kortslutningar.

• Lämplig för generatorer med en effekt på mindre än 30 MW.

• Den utförs i två steg.

Överspänningsblockerande krets

a) strömkretsar; b) spänningskretsar; c) driftströmkretsar

Överströmsskydd i negativ sekvens

• Den används för generatorer med en effekt på 30-60 MW.

• Designad för att skydda generatorer från externa asymmetriska kortslutningar.

a) strömkretsar; b) spänningskretsar; c) driftströmkretsar

Generatoravståndsskydd

• Den används för generatorer med en effekt på mer än 60 MW.

• Designad för att skydda generatorer från externa asymmetriska kortslutningar.

Motståndet för skyddsoperationen väljs enligt inställningsvillkoret från den maximala belastningen vid den lägsta driftspänningen:

Generatoravståndsskyddskrets

Utlösarskydd:

Överspänningsskydd

Installerad på hydrogeneratorer:

Installerad på turbingeneratorer med en kapacitet på 160 MW och över:

Generatorskydd mot asynkrona lägen

Typer av AR-generatorer

1. Med hel eller delvis spänning.

2. Ingen spänning.

Principen för skydd av generatorer från asynkrona lägen — avlägset, generatorns resistans övervakas.

Motorskydd

Skador på elmotorer:

• enfas jordfel;

• Stängningar mellan varv av en fas;

• fas fas kortslutningar.

Onormala driftlägen för ED:

• Överbelastning med strömmar högre än nominell;

• Ställdon överbelastning.

Flerfas kortslutningsskydd

Momentan överströmsskyddskrets

Lågspänningsskydd

Självstart av motorerna kanske inte inträffar om däcktrycket är lägre:

Underspänningsskyddskrets med direktrelä:

Skydd av synkrona elmotorer mot fall från ett synkront nätverk: