Б) Защита ротора от перегрузки током



Мощные турбогенераторы 100 МВт и выше с непосредственным охлаждением проводников обмоток статора и ротора имеют в от­личие от генераторов малой мощности меньшую перегрузочную способность, поэтому при перегрузках ротора, когда Iрот > Iрот.ном, обмотка ротора мощных турбогенераторов нагревается быстрее и их тепловая характеристика tд= f (Iрот) идет ниже, чем у машин малой мощности. Так, например, у небольших турбогенераторов при двукратном токе в роторе допустимое время tдоп ≥ 1 мин, в то время как для мощных машин типа ТВФ tдоп = 30 с, а для ТВВ и ТГВ — 20 с (см, табл. 15-3). За такой промежуток времени (20—30 с) дежурный персонал не сможет принять необходимых мер по ликвидации перегрузки или отключению генератору.

В связи с этим для мощных турбогенераторов необходима автоматически действующая защита ротора от перегрузки его током., предупреждающая повреждение изоляции обмотки ротора от чрезмерного нагрева ее повышенным током.

Перегрузка ротора возникает при работе регулятора или устройства форсировки возбуждения. Максимальное значение перегрузки определяется кратностью тока форсировки возбуждения. В Советском Союзе максимальное значение тока форсировки возбуждения («потолок» возбуждения) принимается равным 2Iрот.ном. Продолжительная форсировка, опасная для ротора, может возникнуть при недостатке реактивной мощности генера­торов для восстановления нормального напряжения в системе или при неисправности регулятора возбуждения генератора, вызывающей увеличение тока в роторе.

Защита с зависимой от тока выдержкой времени. Наиболее совершенной защитой от перегрузки ротора является токовая защита с интегрально за­висимой характеристикой t 3 = f (Iр), соответствующая перегру­зочной характеристике ротора. Опыт­ные экземпляры такой защиты типа РЗР-1 изготовлены заводом ЧЭАЗ и проходят эксплуатационную про­верку. Защита РЗР-1 выполнена на полупроводниках. Характеристика времени действия защиты соответ­ствует перегрузочной характеристи­ке ротора и выражается прибли­женно уравнением

где I*рот = Iрот/Iрот.ном. В — постоянная величина; п — величина, постоянная для определенного диапазона тока I*рот, она колеб­лется от четырех до двух. Основной элемент защиты (рис. 15-38) — зависимый и состоит из преобразователя, пре­образующего Iрот в I = , и интегрирующего э л е м е н т а, создающего зависимую выдержку времени t 3 по выражению (15-31) с учетом изменения тока Iрот в течение времени действия защиты t3. В качестве интегратора используется к о н-денсатор, процесс заряда которого приближенно совпадает с процессом нагрева обмотки ротора. Защита состоит из двух органов: сигнального 2 — действующего при Iрот > Iрот.ном на сигнал, и интегрально зависимого 4 .— действующего с первой ступенью времени на развозбуждение и со второй — на отключе­ние генератора.

Орган с интегрально зависимой выдержкой времени имеет пусковое реле 3, разрешающее действовать этому органу при уве­личении тока ротора до определенного значения: Iрот = Iс.з

Пусковое реле выполнено в виде схемы сравнения величины (см. § 2-15, рис. 2-45) напряжения U рIрот с величиной опор­ного напряжения Uоп. Разность U р Uопподводится к магнитоэлектрическому реле, которое срабатывает при U Р > Uоп, т. е. при Iрот > Iс.з.

Зависимый орган состоит из двух указанных выше элементов: преобразователя и интегратора. Оба элемента выпол­няются по схемам, аналогичным рассмотренным в § 15-5, г. Сиг­нальное реле выполняется так же, как и пусковое реле; для созда­ния выдержки времени применяется выносное реле времени.

Защита питается током I ≡ Iрот, получаемым от трансформа­тора тока постоянного тока I типа И-514. Трансформатор постоян­ного тока уменьшает ток ротора до значения, соответствующего параметрам защиты.

Ток I (от трансформатора тока 1) поступает в разделительный эле­мент, где он направляется по двум независимым каналам: по од­ному — в сигнальное и пусковое реле 2 и 3, по второму — в орган с зависимой выдержкой времени 4. Для питания логической части схе­мы защиты, выполненной на полу­проводниковых приборах, служит устройство 5.

Защита с независимой выдерж­ кой времени. До окончательной раз­работки и серийного выпуска за­висимого реле применяется упро­щенная, менее совершенная схема защиты с независимой характери­стикой, реагирующей на напряжение Uрот на зажимах ротора. Это напряжение пропорционально Iрот, так как Uрот = Iрот Rрот, где Rрот — сопротивление об­мотки ротора.

Схема подобной защиты показана на рис. 15-39. Пусковое реле напряжения РН питается от делителя напряжения П, вклю­ченного параллельно обмотке ротора Р, поэтому напряжение на зажимах реле U Р Uрот и Iрот.

Защита выполняется с двумя реле времени РВ1 и РВ2. Первое с tз1 = tдоп посылает импульс на отключение генератора. Второе действует на снижение или снятие форсировки возбуждения с t з2 = t з1 ∆ t .

Уставки защиты. Защита должна срабатывать при таком токе ротора, при котором ликвидация перегрузки дежурным персо­налом невозможна из-за малого значения tдоп. Принимая послед­нее равным 1,5—2 мин, по тепловой характеристике ротора (табл. 15-2) находим, что защита должна действовать при Iрот =  (1,4 ÷ 1,5) Iрот .ном. Исходя из этого

 

-

Выдержка времени РВ1 должна удовлетворять условию t 31 ≤ tдоппри максимальной возможной перегрузке. Последняя равна полной форсировке возбуждения, которая, как указывалось, в общем случае достигает 2Iрот.ном. По тепловой характеристике ротора определяется,  что при этом токе tдоп ≈ 20 ÷30 с. Отсюда t31 = 20÷30 с.

 


 

На генераторах с ионным и высокочастотным возбуждением ротор питается выпрямленным током. Кривая этого тока имеет пульсирующий характер и содержит переменные составляющие разной частоты. Форма кривой Iрот нестабильна и может меняться при различных режимах или неисправностях в системе возбужде­ния. Это необходимо учитывать при выборе пускового реле напря жения защиты. Чувствительность пускового реле не должна меняться с изменением формы кривой выпрямленного тока. В этих случаях рекомендуется применять электромагнитные реле без выпрямителей типа РН 53/400.

 


 

Для исключения ложной работы защиты яри кратковременных перегрузках, не опасных для ротора, необходимо во всех схемах защиты иметь быстрый возврат пускового реле при спаде тока Iрот до величины, близкой к Iс.з. Чтобы обеспечить это условие, пусковое реле защиты должно иметь коэффициент возврата, близ­кий к 1. Обычно добиваются kвоз = 0,95 ÷0,98.   


Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 414; Мы поможем в написании вашей работы!






Мы поможем в написании ваших работ!