3tom267

8. ELEKTROENERGETYCZNA AUTOMATYKA ZABEZPIECZENIOWA 536

Przyjęty współczynnik stabilizacji jest na ogół wystarczający do wyeliminowania zbędnych działań przy zwarciach zewnętrznych i nasyceniu przekladników prądowych w stanach przejściowych. Niekiedy, aby poprawić warunki pracy zabezpieczenia w tych sytuacjach, zwiększa się rezystancję gałęzi różnicowej.

Zabezpieczenie różnicowe bloku ma zarówno stabilizację prądem hamującym l_h jak też stabilizację przy udarach prądu magnesowania w transformatorach. Udary takie mogą wystąpić przy wyłączeniu bliskich zwarć i im towarzyszy podskok napięcia na zaciskach transformatorów. Typowe nastawienie prądu rozruchowego mieści się w granicach (0,2-^0,5)I_N, współczynnik hamowania k_h zaś przyjmuje się w granicach 40-^70%. Niekiedy charakterystyka hamowania jest nieliniowa i w zakresie prądów hamujących do ok. 2/,v współczynnik ten jest znacznie mniejszy (ok. 20%). Wreszcie, stabilizacja przy udarach prądów magnesowania wykorzystuje kryterium drugiej harmonicznej. Jeśli harmoniczna ta jest większa niż ok. 20% harmonicznej podstawowej, działanie zabezpieczenia jest blokowane. Zabezpieczenie różnicowe bloku swym nastawieniem nie różni się od nastawień zabezpieczenia różnicowego transformatorów.

8.9.3. Zabezpieczenia od zwarć doziemnych w obwodzie stojana

W przypadku generatorów pracujących bezpośrednio na szyny zbiorcze, zabezpieczenie takie realizuje się jako nadprądowe zwłoczne, zasilane składową zerową prądu z przekład-nika Ferrantiego, zainstalowanego na wyprowadzeniach generatora. Wiążą się z tym trudności konstrukcyjne w budowie przekładnika. Prąd pobudzenia tego zabezpieczenia powinien być większy niż prąd płynący przez pojemności doziemne generatora przy zewnętrznym zwarciu doziemnym. Powinien także uwzględniać błąd przekładnika Ferrantiego powstający wówczas, gdy generator jest obciążony symetrycznym prądem wynoszącym 21_N. Zabezpieczenie takie powinno wyłączać generator, jeśli przy zwarciu doziemnym prąd zwarciowy przekracza 5 A. W przeciwnym razie powinno ono działać na sygnał. Zwłoka czasowa zabezpieczenia powinna wynosić ok. 0,5 s.

Zabezpieczenie od zwarć doziemnych bloku generator-transformator realizuje się jako nadnapięciowe składowej zerowej przyłączając przekaźnik do zacisków otwartego trójkąta przekladników napięciowych zainstalowanych na wyprowadzeniach generatora. Przekaźnik musi być nastawiony tak, aby nie pobudzał się przy zwarciach po stronie górnego napięcia transformatora blokowego (składowa zerowa przenosi się przez pojemności między uzwojeniami transformatora). Oznacza to nastawienie na poziomie ok. 10% znamionowego napięcia fazowego generatora. W związku z tym, zabezpieczenie ma strefę martwą, obejmującą ok. 10% uzwojeń od strony punktu gwiazdowego. W wielkich blokach strefa martwa jest niedopuszczalna, a więc zabezpieczenie uzupełnia się układami obejmującymi swym zasięgiem 100% uzwojeń. Układy takie działają najczęściej wg jednej z następujących zasad:

— napięcie punktu gwiazdowego przesuwa się napięciem z przekładnika włączonego między dwie fazy na zaciskach generatora;

— włącza się obce źródło napięcia między ziemię a punkt gwiazdowy generatora i mierzy prąd płynący z tego źródła;

— porównuje się składowe trzeciej harmonicznej zawarte w napięciu doziemnym punktu gwiazdowego oraz w napięciu otwartego trójkąta przekladników przyłączonych na zaciskach generatora.

8.9.4. Zabezpieczenia od zwarć zewnętrznych

Zabezpieczenie od zwarć zewnętrznych międzyfazowych dla generatorów pracujących bezpośrednio na szyny zbiorcze oraz dla generatorów blokowych realizuje się najczęściej jako zabezpieczenie nadprądowe zwłoczne z blokadą napięciową. Dla generatorów blokowych o mocach ponad 100 MV • A coraz częściej stosuje się — zamiast zabezpieczenia nadprądowego — zabezpieczenie impedancyjnc.

Człony nadprądowe zabezpieczenia nastawia się przeważnie na prąd w zakresie (j 4-i_2)/_v. Człon blokady napięciowej nastawia się na ok. 0,8 krotności minimalnego napięcia roboczego generatora.

Jako zabezpieczenie od zewnętrznych zwarć doziemnych w przypadku bloków generator-transformator stosuje się przekaźnik nadprądowy zwłoczny reagujący na prąd w przewodzie uziemiającym punkt gwiazdowy transformatora blokowego oraz przekaźnik nadnapięciowy zwłoczny reagujący na napięcie składowej zerowej po stronie górnego napięcia tego transformatora.

Zabezpieczenia od zwarć zewnętrznych są zwłoczne, a przyjmowana zwłoka wynosi najczęściej ok. 1 s.

Innym rodzajem zabezpieczenia chroniącym generator przy zwarciach zewnętrznych jest zabezpieczenie reagujące na składową kolejności przeciwnej prądu stojana. Jego zasadniczym zadaniem jest zapobieganie przegrzaniu wirnika, wywołanemu przez prąd indukowany drugą harmoniczną w stojanic. Dopuszczalna wartość składowej kolejności przeciwnej zależna jest od typu generatora i rodzaju chłodzenia. Wyraża to zależność

(8.79)

gdzie: f₂ — wartość skuteczna prądu dla składowej kolejności przeciwnej; t₀ — chwila pojawienia się składowej kolejności przeciwnej; t_t — dopuszczalny czas trwania tej składowej; K — współczynnik zależny od typu generatora.

Współczynnik K wynosi ok. 20 dla turbogeneratorów chłodzonych powietrzem oraz 7-t-15 dla turbogeneratorów chłodzonych wodorem. Należy podkreślić, że nowoczesne konstrukcje turbogeneratorów bardzo dużych mocy charakteryzują się mniejszym (3 -r 5) współczynnikiem K.

Zabezpieczenie reagujące na pojawienie się drugiej harmonicznej wykonuje się jako nadprądowe zależne lub też jako nadprądowe zwłoczne niezależne, o kilku poziomach nastawienia prądowego i odpowiadających im różnym zwłokom czasowym.

8.9.S. Zabezpieczenia przed utratą wzbudzenia oraz poślizgiem biegunów

Stan utraty wzbudzenia może być wykryty poprzez pomiar impedancji na zaciskach generatora. Tak więc zabezpieczenie realizowane jest przez przekaźnik impedancyjny

Rys. 8.43. Charakterystyki zabezpieczeń / — od utraty wzbudzenia, 2 — od poślizgu biegunów