История релейной защиты.
Защита генератора. Защита от повышения напряжения, защита от само и перевозбуждения
Автор: Вальтер Шоссиг (W Schossig) >> подробнее об авторе
Статья была опубликована в сентябрьском номере журнала в 2010 году >> о журнале
Перевод с английского: Перевертов Валерий Юрьевич
Защита от повышения напряжения
Чтобы избежать опасных повышений напряжения в обмотках машины и подсоединенных к ней других устройств была разработана защита от повышения напряжения.
Можно отметить следующие причины, приводящие к повышению напряжения:
■ Увеличение падения напряжения при резком отключении нагрузки, как в случае отключения КЗ. На незащищенные генераторы (с целью ограничения токов КЗ имеющих большое сопротивление рассеивания) может воздействовать значительный перепад напряжений (0.4...0.5 от номинального напряжения). Из-за этого, а также если генераторы не оборудованы устройством регулирования напряжения, через 1…2 сек (в зависимости от инерции машины) может произойти увеличение напряжения до 140...150 % от номинального.
■ Дополнительное временное перенапряжение, вызванное увеличением скорости вращения при нормальной работе контроллера приводной машины. Без учета влияния постоянной времени магнетика , напряжение статора увеличивается в квадрате от скорости вращения. Так как постоянная времени магнетика в действительности много больше, чем постоянная времени увеличения скорости вращения, то в случае быстрого увеличения скорости, увеличение напряжения будет происходить по линейной зависимости. Наибольшее временная разность скорости вращения, например, для паровых турбин может составлять 20...30 % от номинальной скорости вращения. Обычное "управляемое" отключение такой машины может привести к увеличению напряжения в 1.7...1.8 от номинальной величины. Так как турбины ГЭС могут увеличить скорость вращения до двух раз относительно величины при номинальном напряжении, то опасность увеличения напряжения при отказе контроллеров управления турбиной очень высока.
■ Повышение напряжения из-за влияния емкости длинных линий на возбуждение машины. Это особенно заметно при небольшой кажущейся мощности машины в сравнении с емкостной реактивной мощностью линии и особенно, если активная нагрузка на машину маленькая. Это может произойти, например, если нагрузка энергосистемы была отключена, а машина продолжает быть подключенной к энергосистеме через протяженную ЛЭП.
Обычные устройства управления напряжением не могут «захватить» такое повышение без использования специальных быстродействующих регуляторов. Защита от повышения напряжения не требуется для турбин ГЭС. На тепловых ЭС она, обычно, тоже не требуется, особенно при наличии регуляторов напряжения. Но, если при операциях по отключению машины и снятию возбуждения МТЗ остается введенной в работу, то защита от повышения напряжения может потребоваться, так как при отключении выключателя может иметь место "сброс" нагрузки.
Рисунок 1. Реле повышения напряжения типа RV5, (Siemens, 1936)
Рисунок 2. Реле компании Oerlikon повышения напряжения, а также защиты ротора и статора от повреждений на землю
Рисунок 3. Реле защиты от повышения напряжения типа RV5, Siemens, 1936 - Схема
Рисунок 4. Однофазное реле повышения напряжения типа SG1, BBC, 1950 г
Рисунок 5. Реле повышения напряжения типа RB-G Mmax, BBC, 1945 г