Защита систем возбуждения
Причины недовозбуждения
Повреждения внутри системы возбуждения:
•КЗ внутри системы;
•Обрывы (прерывания) системы возбуждения;
•Неверная работа регулятора генератора;
•Неверные настройки регулятора генератора или трансформатора;
•Работа генератора на емкостную нагрузку.
Возможные характеристики генератора
(доп. Инфа, 2)
Влияние напряжения возбуждения:
В случае уменьшения напряжения генератора зона нормальной работы смещается направо и уменьшает границы стабильной работы генератора.
Границы стабильной работы неявнополюсной машины
На данном рисунке:
Граница динамической устойчивости – это граница, с которой машина ещё может выйти в нормальный режим и не войти в асинхронный ход.
Граница статической устойчивости – граница, в точках до (правее) которой машина может находиться неограниченно долго (в установившемся режиме).
Кружки – линии равных ЭДС (они подписаны рядом с каждым кружком.
Заметим, что левее точки 1/xq ЭДС со штрихами. Штрихи стоят потому что установившегося режима в этой области достичь невозможно, там измеряются только переходные параметры (со штрихами).
Из рисунка видно, что, зайдя за границу статической устойчивости, машину ещё можно вернуть в нормальный режим, что чем больше вырабатываемая активная мощность, тем менее может быть недовозбуждён генератор. Окружность «E=0» соответствует асинхронному режиму (потеря возбуждения).
Возможная итоговая характеристика неявнополюсного генератора
Получена из рисунка выше. Кружок слева – асинхронный режим, пунктирная кривая – теоретическая граница статической устойчивости. Сверху характеристика ограничена условиями охлаждения статора, справа – ротора. Rated load point – номинальный режим.
Система возбуждения. Схема Ларионова
Защита ротора с наложением напряжения. Схема и принцип работы
На схеме:
Rиз – сопротивление изоляции цепи возбуждения;
С – ёмкость между проводниками обмотки возбуждения и корпусом;
Rд – добавочный резистор, нужен чтобы:
1. Получить определённое значение сопротивления при замыкании цепи возбуждения на землю (чтобы не устроить КЗ на источнике наложенного напряжения);
2. Чтобы получить нужную постоянную времени τ=CR (с ростом R значение τ растёт, процесс замедляется – зачем это нам??)
Принцип работы:
Один вывод источника (генератора наложенного напряжения) подаём на заземлённый корпус, другой конец источника через добавочные резисторы подсоединяем в цепь возбуждения. Источник подаёт прямоугольные импульсы с частотой 2,5-4 Гц, за время горизонтальной части импульса апериодическая составляющая напряжения (вызванная ёмкостью) успевает уменьшиться до малых значений и схема (напряжение и ток) входит в УР. По току в УР мы можем отследить активное сопротивление изоляции. Измерительный орган накапливает импульс, если ток уменьшится до значения возврата пускового органа – импульс сбрасывается. Если у нас есть замыкание на землю, ток в УР не будет уменьшаться до значений возврата пускового органа, импульс в измерительном органе накопится до значения уставки, защита сработает.
На экв. схеме:
RМ – измерительное сопротивление, с которого снимается напряжение, пропорциональное току через изоляцию;
RV/2 – добавочное сопротивление;
СЕ, RЕ – активное сопротивление и ёмкость через изоляцию.
Графики сверху вниз:
1. Мгновенное напряжение на источнике
2. Мгновенное напряжение на измерительном резисторе Uм при бесконечном активном сопротивлении изоляции.
3. Мгновенное напряжение на измерительном резисторе Uм при активном сопротивлении изоляции 5 кОм.
Осциллограмма нормального режима
Осциллограмма при повреждении
Как можно увидеть, в нормальном режиме ток в установившейся части горизонтального отрезка падает до 0, а при повреждении не опускается ниже определённого ненулевого значения.
Снизу от второй осциллограммы показаны моменты срабатывания пусковых и реагирующих органов. Warn – срабатывание пусковых органов и начало накопления импульса. PICKUP – конец накопления импульса, начало срабатывания защиты (подача сигнала в логическую часть). TRIP – срабатывание защиты.
Дифференциальная защита генератора – см, в билетах 10 и 11
Доп. Инфа
1) Схема подключения измерительных цепей РЗ на примере РЗиА сложных энергообъектов
2)
Пример характеристик ТГ