Ρελέ προστασία σύγχρονων μηχανών

Οι σύγχρονες ηλεκτρικές μηχανές είναι μηχανές εναλλασσόμενου ρεύματος, συνήθως τριφασικές. Όπως οι περισσότεροι ηλεκτρομηχανικοί μετατροπείς, μπορούν να λειτουργήσουν και σε λειτουργία γεννήτριας και κινητήρα. Ένας ειδικός τρόπος λειτουργίας μιας σύγχρονης μηχανής είναι ο τρόπος αντιστάθμισης άεργου ισχύος. Οι ειδικές μηχανές που έχουν σχεδιαστεί για το σκοπό αυτό ονομάζονται σύγχρονοι αντισταθμιστές.

Παρά τη θεμελιώδη αντιστρεψιμότητα των σύγχρονων κινητήρων και γεννητριών, συνήθως έχουν σχεδιαστικά χαρακτηριστικά που σπάνια καθιστούν δυνατή τη χρήση κινητήρων ως γεννήτριες και αντίστροφα.

Κατεστραμμένες γεννήτριες

Ζημιά στην περιέλιξη του στάτορα:

• Πολυφασικά βραχυκυκλώματα;

• Μονοφασικά σφάλματα γείωσης (εάν υπάρχουν).

• Δίδυμα ρήγματα της γης;

• Βραχυκύκλωμα μεταξύ στροφών μιας φάσης (για σύγχρονες γεννήτριες με παράλληλους κλάδους εξόδου).

Σφάλμα στην περιέλιξη του ρότορα (στην περιέλιξη πεδίου):

• Γείωση (σώμα ρότορα) σε ένα σημείο.

• Γείωση σε δύο σημεία του κυκλώματος διέγερσης.

Μη φυσιολογικοί τρόποι λειτουργίας των γεννητριών

• Υπερφόρτωση στάτορα σύγχρονης γεννήτριας (συμμετρική και ασύμμετρη).

• Υπερφορτώσεις σε περίπτωση εξωτερικών βραχυκυκλωμάτων.

• Αύξηση της τάσης στους ακροδέκτες περιέλιξης του στάτη.

• Ασύγχρονη λειτουργία.

Απαιτήσεις για προστασία ρελέ των γεννητριών

Εκλεκτικότητα — η προστασία πρέπει να απενεργοποιεί τη γεννήτρια μόνο σε εκείνα τα σφάλματα και τις λειτουργίες που αποτελούν πραγματικό κίνδυνο για τη γεννήτρια.

παραγωγικότητα — για τη μείωση του βαθμού αστοχίας του μηχανήματος και την πρόληψη της ασταθούς παράλληλης λειτουργίας γεννητριών και συστημάτων.

Ευαισθησία — σε όλους τους τύπους αστοχιών σε μια σύγχρονη γεννήτρια, καθώς και σε βραχυκυκλώματα παρακείμενων στοιχείων για τη δημιουργία αντιγράφων ασφαλείας των προστασιών και των διακοπτών αυτών των στοιχείων σε περίπτωση αστοχίας τους. Η άμυνα πρέπει να λειτουργήσει όχι μόνο στο Q αλλά επίσης σε μια συσκευή AGP για να σταματήσει το ρεύμα βραχυκυκλώματος που στέλνει η ίδια η γεννήτρια.

Τρέχουσα διακοπή λειτουργίας χωρίς χρονική καθυστέρηση

Χρησιμοποιείται ως κύρια προστασία για γεννήτριες με ισχύ μικρότερη από 1 MW έναντι πολυφασικών βραχυκυκλωμάτων στην περιέλιξη του στάτη. Εγκατεστημένο στο πλάι των ακροδεκτών της γραμμής διαύλου.

Διαμήκης διαφορική προστασία

Χρησιμοποιείται ως κύρια προστασία για γεννήτριες άνω του 1 MW έναντι πολυφασικών βραχυκυκλωμάτων στην περιέλιξη του στάτη.

Το TA είναι εγκατεστημένο στην πλευρά του ζυγού και στην ουδέτερη πλευρά.

Υπολογισμός των παραμέτρων της διαμήκους διαφορικής προστασίας

Ρεύμα προστασίας:

Συνήθως, ανάλογα με την ισχύ της γεννήτριας, το ρεύμα ενεργοποίησης της προστασίας είναι στο εύρος:

Δοκιμή ευαισθησίας προστασίας:

Εγκάρσια διαφορική προστασία

Χρησιμοποιείται ως κύρια προστασία για γεννήτριες με ισχύ άνω του 1 MW έναντι βραχυκυκλώματος ανά στροφή. Διατηρεί τη διαμήκη διαφορική προστασία σε περίπτωση πολυφασικού βραχυκυκλώματος στην περιέλιξη του στάτη.

Κύκλωμα εγκάρσιας διαφορικής προστασίας ενός ρελέ

Ο μετασχηματιστής ρεύματος είναι εγκατεστημένος σε ένα κύκλωμα μεταξύ δύο μηδενικών σημείων παράλληλων διακλαδώσεων της περιέλιξης του στάτορα που είναι συνδεδεμένα σε ένα αστέρι.

ZF-φίλτρο για συντονισμό από υψηλότερες αρμονικές που ρέουν στο ουδέτερο κύκλωμα, πολλαπλάσια των τριών.

Προστασία από σφάλματα γείωσης στην περιέλιξη του στάτη των γεννητριών ή των ακροδεκτών τους

1. Προστασία κατεύθυνσης ρεύματος για γεννήτριες που λειτουργούν σε μονάδα με μετασχηματιστή σε δίκτυο με απομονωμένο ουδέτερο.

2. Προστασία σφαλμάτων γης με χρήση εξαρτημάτων χαμηλής συχνότητας καταναλωτικών αγαθών που παράγονται από διαλείπουσα βλάβη τόξου για γεννήτριες δικτυωμένες με αποζημίωση ουδέτερο.

3. Προστασία σφαλμάτων γείωσης για γεννήτριες που λειτουργούν σε δίκτυο με ουδέτερο με αντίσταση.

4. Σηματοδότηση σε περίπτωση μονοφασικής γείωσης τάσης μηδενικής ακολουθίας.

Προστασία από σφάλματα γείωσης για γεννήτριες που λειτουργούν σε δίκτυα με απομονωμένο ή συντονισμένα γειωμένο ουδέτερο

Η προστασία γείωσης έχει μια "νεκρή ζώνη" περίπου 5% της αντίστασης περιέλιξης του στάτη για βραχυκύκλωμα κοντά στο μηδέν (σημείο K2). Οι τιμές 3U0, 3I0 είναι ανάλογες με τον αριθμό των στροφών φάσης μεταξύ του ουδέτερου και της θέσης του σφάλματος.

Συναγερμός μονοφασικής βλάβης γείωσης σε τάση μηδενικής ακολουθίας

Προστασία από σφάλματα γείωσης για γεννήτριες που λειτουργούν σε ουδέτερο δίκτυο με ωμική αντίσταση

Προστασία από δευτερεύουσα γείωση στην περιέλιξη του ρότορα

Κατανομή τάσης στην περιέλιξη του ρότορα σε περίπτωση σφαλμάτων γείωσης.

Κύκλωμα προστασίας της γεννήτριας από βραχυκύκλωμα σε δύο σημεία του κυκλώματος διέγερσης

(α) σχήμα διέγερσης· β) κυκλώματα ρεύματος λειτουργίας

Μπλοκάρισμα υπέρτασης έναντι υπέρτασης

• Σχεδιασμένο για να προστατεύει τις γεννήτριες από υπερένταση κατά τη διάρκεια εξωτερικών βραχυκυκλωμάτων.

• Κατάλληλο για γεννήτριες με ισχύ μικρότερη από 30 MW.

• Εκτελείται σε δύο στάδια.

Κύκλωμα μπλοκαρίσματος υπερτάσεων

α) κυκλώματα ρεύματος. β) κυκλώματα τάσης. γ) κυκλώματα ρεύματος λειτουργίας

Προστασία υπερέντασης αρνητικής ακολουθίας

• Χρησιμοποιείται για γεννήτριες ισχύος 30-60 MW.

• Σχεδιασμένο για να προστατεύει τις γεννήτριες από εξωτερικά ασύμμετρα βραχυκυκλώματα.

α) κυκλώματα ρεύματος. β) κυκλώματα τάσης. γ) κυκλώματα ρεύματος λειτουργίας

Προστασία απόστασης γεννήτριας

• Χρησιμοποιείται για γεννήτριες ισχύος άνω των 60 MW.

• Σχεδιασμένο για να προστατεύει τις γεννήτριες από εξωτερικά ασύμμετρα βραχυκυκλώματα.

Η αντίσταση της προστατευτικής λειτουργίας επιλέγεται σύμφωνα με τη συνθήκη ρύθμισης από το μέγιστο φορτίο στην ελάχιστη τάση λειτουργίας:

Κύκλωμα προστασίας απόστασης γεννήτριας

Προστασία ενεργοποίησης:

Προστασία από υπερτάσεις

Εγκατεστημένο σε υδρογεννήτριες:

Εγκατεστημένο σε στροβιλογεννήτριες ισχύος 160 MW και άνω:

Προστασία γεννήτριας από ασύγχρονες λειτουργίες

Τύποι γεννητριών AR

1. Με πλήρη ή μερικό ενθουσιασμό.

2. Κανένας ενθουσιασμός.

Η αρχή της προστασίας των γεννητριών από ασύγχρονους τρόπους λειτουργίας — ελάχιστα, παρακολουθείται η αντίσταση της γεννήτριας.

Προστασία κινητήρα

Βλάβη σε ηλεκτροκινητήρες:

• μονοφασικά σφάλματα γείωσης.

• Κλείσιμο μεταξύ στροφών μιας φάσης.

• βραχυκυκλώματα φάσης φάσης.

Μη φυσιολογικοί τρόποι λειτουργίας του ED:

• Υπερφόρτωση με ρεύματα υψηλότερα από τα ονομαστικά.

• Υπερφόρτωση ενεργοποιητή.

Πολυφασική προστασία βραχυκυκλώματος

Κύκλωμα στιγμιαίας προστασίας από υπερένταση

Προστασία χαμηλής τάσης

Η αυτόματη εκκίνηση των κινητήρων μπορεί να μην συμβεί εάν η πίεση των ελαστικών είναι χαμηλότερη:

Κύκλωμα προστασίας υπότασης με άμεσο ρελέ:

Προστασία σύγχρονων ηλεκτροκινητήρων από πτώση από σύγχρονο δίκτυο: