Elektroenergetyczna

automatyka

zabezpieczeniowa

(zabezp. genarator

ów)

Automatyka elektroenergetyczna w elektrowniach

Rodzaj zabezpieczenia

Moc znamionowa generatora MVA

10-25

25-100

100-200

>250

Od zwarć międzyfazowych uzwojenia stojana

x

x

x

x

Od zwarć doziemnych w uzwojeniu stojana

x

x

x

x

Od zwarć zwojowych uzwojenie stojana

op

op

op

x

Od zwarć w wirniku i obwodzie wzbudzenia

x

x

x

x

Od wzrostu napięcia na zaciskach generatora

x

x

x

x

Od przeciążeń cieplnych uzwojenia stojana

x

x

x

x

Od przeciążeń cieplnych uzwojenia wzbudzenia

op

op

x

x

Od zwarć zewnętrznych

x

x

x

x

Od asymetrii prądowej

op

op

x

x

Od pracy silnikowej

x

x

x

x

Od utraty wzbudzenia

x

x

x

x

Od utraty synchronizmu

op

op

x

x

Od przewzbudzenia

op

op

x

x

Od spadku

1)

i wzrostu

2)

częstotliwości

x

x

x

x

Od przypadkowego załączenia na postoju

op

op

x

x

Od zakłóceń mechanicznych

op

op

x

x

Oznaczenia: x – wymagane, op – opcjonalnie, 1) – tylko dla turbozespołów, 2) – tylko dla hydrozespołów

Automatyka elektroenergetyczna w elektrowniach

S

G

≤2MW

S

G

>2MW

Automatyka elektroenergetyczna w elektrowniach

2

2

2

g

g

p

g

z

X

R

R

E

I

























R

p

– rezystancja

przejścia (np.
rezystancja łuku).

R

g

– rezystancja

uzwojenia stojana

Automatyka elektroenergetyczna w elektrowniach

5

0

2

0

20

0

15

0

0

,

,

,

,









st

nT

r

K

I

I

Automatyka elektroenergetyczna w elektrowniach

gn

gn

rp

I

U

Z

9

0,



Zabezpieczenie rezerwowe od zwarć międzyfazowych

uzwojenia stojana generatora

Automatyka elektroenergetyczna w elektrowniach

Zabezpieczenia od zwarć doziemnych w

uzwojeniach stojana

3

0

0

0

0

0

NG

G

G

s

r

G

U

C

j

I

I

I

I









Najczęściej przyjmuje
się:

G

b

r

I

k

I

0

0



Automatyka elektroenergetyczna w elektrowniach

Zabezpieczenia od zwarć doziemnych w uzwojeniach stojana

i

c

s

r

i

G

b

n

k

I

I

n

I

k

0

0





k

b

– współczynnik

bezpieczeństwa (4-5
bezzwł, 1,5-2 zwł.),

I

0G

– prąd zwarciowy

płynący od generatora

I

0s

– prąd zwarciowy

płynący od sieci
generatorowej

n

i

– przekładnia

przekładnika prądowego

k

c

– współczynnik czułości

(1,5-2)

Automatyka elektroenergetyczna w elektrowniach

Zabezpieczenia od zwarć doziemnych w uzwojeniach stojana

Zabezpieczenie
czynnoprądowe
kierunkowe od
zwarć doziemnych
w uzwojeniu stojana
generatora

Automatyka elektroenergetyczna w elektrowniach

Zabezpieczenia od zwarć doziemnych w uzwojeniach stojana

pracującego w układzie blokowym

(ochrona 95% uzwojenia)

Automatyka elektroenergetyczna w elektrowniach

Zabezpieczenia od zwarć doziemnych w uzwojeniach stojana

(ochrona 100% uzwojenia)

GS

– generator kodowany; f = 12,5 Hz

Automatyka elektroenergetyczna w elektrowniach

Zabezpieczenia od zwarć zwojowych w uzwojeniach stojana

Automatyka elektroenergetyczna w elektrowniach

Zabezpieczenia od zwarć zwojowych w uzwojeniach stojana

Automatyka elektroenergetyczna w elektrowniach

Zabezpieczenia od zwarć w wirniku i obwodzie wzbudzenia

Automatyka elektroenergetyczna w elektrowniach

Zabezpieczenia nadnapieciowe

Przyczyny wzrostu napi

ęcia na zaciskach generatora:



przepięcia atmosferyczne w sieci zasilanej napięciem

generatorowym



nagłe odciążenie generatora od mocy czynnej, np.. Wskutek

otwarcia wyłącznika głównego



nagłe odciążenie generatora od mocy biernej indukcyjnej,

któremu towarzyszy zmniejszenie strumienia magnetycznego
reakcji twornika w stojanie



wzrost napięcia wzbudzenia spowodowany uszkodzeniem

regulatora napięcia



błędna regulacja ręczna napięcia

Automatyka elektroenergetyczna w elektrowniach

Zabezpieczenia nadnapieciowe

nG

r

nG

r

U

U

U

U

)

,

,

(

,

4

1

2

1

1

1

2

1







DI – dystrybutor impulsów

Automatyka elektroenergetyczna w elektrowniach

U

r

rp

U

k

I

NG

rp

I

K

U

U

K

U

K

I

I

K

I

k

min

max

"

min









W praktyce
przyjmuje się:

U

NG

rp

I

NG

rp

K

U

U

K

I

I

/

,

/

,

8

0

3

1





Zabezpieczenie generatora od zwarć zewnętrznych

Automatyka elektroenergetyczna w elektrowniach

Zabezpieczenia od przeciążeń cieplnych stojana generatora

Automatyka elektroenergetyczna w elektrowniach

Zabezpieczenie generatora od zwarć zewnętrznych

3

1

95

0

,

,

min









c

p

i

c

z

r

i

p

m

r

b

r

k

k

n

k

I

I

n

k

I

k

k

I

Automatyka elektroenergetyczna w elektrowniach

Zabezpieczenie generatora od zwarć zewnętrznych

i

p

n

b

r

u

z

c

r

u

p

b

n

k

I

k

I

n

U

k

U

n

k

U

k







,

max

min

Automatyka elektroenergetyczna w elektrowniach

Zabezpieczenie generatora od pracy silnikowej

Automatyka elektroenergetyczna w elektrowniach

Zabezpieczenie generatora od utraty wzbudzenia

Automatyka elektroenergetyczna w elektrowniach

Zabezpieczenie generatora od utraty wzbudzenia

Automatyka elektroenergetyczna w elektrowniach

Zabezpieczenie generatora od utraty synchronizmu

Automatyka elektroenergetyczna w elektrowniach

Zabezpieczenia pod-

i nadczęstotliwościowe generatora

Automatyka elektroenergetyczna w elektrowniach

Zabezpieczenia od zakłóceń mechanicznych generatora

Rodzaje zakłóceń mechanicznych i ich skutków:

-Zwiększenie siły odśrodkowej w czasie rozbiegu hydrogeneratora lub
przy prędkości obrotowej turbogeneratora większej od znamionowej o
ponad 20%, powodującej uszkodzenie uzwojeń wirnika;

-Pulsacje momentu obrotowego o podwójnej częstotliwości przy
zwarciach niesymetrycznych, powodujących uszkodzenie połaczeń
czołowych uzwojenia stojana;

-Udary sił dynamicznych na uzwojenie stojana przy zwarciach na
zaciskach generatora przy pełnym wzbudzeniu, powodujących
uszkodzenie połączeń czołowych uzwojenia stojana;

-Udary oscylacyjne momentu mechanicznego działające na wał
generatora, sprzęgło i wał turbiny w przypadkach bliskich zwarć
zewnętrznych trójfazowych, powodujące urwanie sprzęgła łączącego
wał turbiny z wałem generatora;

-Uszkodzenia i przegrzanie łożysk.

Automatyka elektroenergetyczna w elektrowniach

Zabezpieczenia bloku generator - transformator

Rys.20. Układ zabezpieczeń
różnicowych bloku
generator – transformator
z transformatorem odczepowym

Automatyka elektroenergetyczna w elektrowniach

Automatyka elektroenergetyczna w elektrowniach

Automatyka elektroenergetyczna w elektrowniach

Automatyka elektroenergetyczna w elektrowniach

Automatyka elektroenergetyczna w elektrowniach

Automatyka elektroenergetyczna w elektrowniach

Automatyka elektroenergetyczna w elektrowniach

Automatyka elektroenergetyczna w elektrowniach

Automatyka elektroenergetyczna w elektrowniach

Automatyka elektroenergetyczna w elektrowniach

Automatyka elektroenergetyczna w elektrowniach

Automatyka elektroenergetyczna w elektrowniach

Automatyka elektroenergetyczna w elektrowniach

Automatyka elektroenergetyczna w elektrowniach