История релейной защиты.
Защита генератора. Реле небаланса
Автор: Вальтер Шоссиг (W Schossig) >> подробнее об авторе
Статья была опубликована в декабрьском номере журнала в 2010 году >> о журнале
Перевод с английского: Перевертов Валерий Юрьевич
Эта статья продолжает серию статей, охватывающих защиты генераторов и описывает защиту от несимметричной нагрузки.
Одним из методов защиты от несимметричной нагрузки является метод, предложенный канадцем Чарльзом Легейе Фортескью (Charles Legeyt Fortescue) в его работе, выпущенной в 1918 г и описывающей симметричные составляющие ("Метод симметричных координат применительно к многофазным системам"). Как мы знаем, каждая вращающаяся система может быть разделена на составляющие нулевой, прямой и обратной последовательностей. Составляющие обратной последовательности и используются для выполнения защиты от небаланса.
В 1920-х было принято считать, что достаточно иметь защиту от токов КЗ с временем действия в несколько секунд, и что в защите от небаланса нет необходимости. Если требуется, то достаточно иметь сигнализацию такого режима. В 1930-х компания AEG обнаружила, что несимметричная нагрузка повреждает генераторы из-за появления токов в бандаже и бандажных кольцах ротора. Поэтому было важным иметь сбалансированную (симметричную) нагрузку, которая контролировалась по 3А приборам, что позволяло проводить быструю и легкую оценку симметричности (Рисунок 1).
Также, для обнаружения небаланса применялись три направленных реле мощности. Но, вместо обмотки напряжения применялась вторая токовая обмотка. Параллельно этой обмотке подключался резистор, имевший такую величину, чтобы результирующий момент был равен нулю, если фазовый угол между двумя токами равнялся 120°. Сумма трех фазовых токов равнялась нулю (справедливо только при отсутствии повреждений на землю в генераторе), они составляли треугольник. При появлении небаланса треугольник "искажался" и реле срабатывало. Оно действовало на сигнал или даже на отключение масляного выключателя через реле времени с большой выдержкой.
Рисунок 1. Контроль небаланса (с 3 А измерительными приборами)
Рисунок 2. Защита от небаланса типа SM22 (AEG, 1950 г)
Рисунок 3. Защита от небаланса компании Siemens , Примерно 1950 г
Рисунок 4. Реле защиты от небаланса типа ZH с фильтром S/ZH, BBC, 1958 г
3 - Трансформаторы;
4 - Фильтр;
5 - Реле;
6 - Измерительный прибор
Рисунок 5. Фильтр токов симметричных составляющих, AEG, 1950 г
Рисунок 6. Принципиальная схема реле типа INC, 1953 г
Рисунок 7. Устройство сдвига (поворота) фаз типа S/ZG, BBC 19504, примерно 1960 г