а) Генераторы низкого напряжения
Для целей защиты от т. к. з. устанавливается автоматический воздушный выключатель серии АВ. Автоматы этой серии выпускаются с ручным, двигательным и электромагнитным приводами. Включение автомата при дистанционном управлении можно осуществлять только кнопкой с пульта управления в машинном помещении. Схема управления строится таким образом, чтобы включение генератора было возможно -только тогда, когда цепи управления выданы только на пульт в машинном помещении.
Рис. 10-14. Схемы переключения цепей управления и сигнализации генератора низкого напряжения при помощи универсальных переключателей.
а — отключение автомата; б — переключение цепей возбуждения и сигнализации; в — соединение ключей для переключения цепей управления и сигнализации; АВ — автомат с независимым расцепителем (HP); КУА — ключ управления автоматом; 6—7КУ — ключ переключения цепей управления; КО — кнопка отключения; ЛК — лампа красная «включено»; ЛЗ — лампа зеленая «отключено» КА — ключ выбора способа управления; КУВ — ключ управления возбуждением; 1КБ — кнопка «больше»; 1КМ — кнопка «меньше»; МРВ — привод регулятора; 1КВ, 2КВ — конечные выключатели МРВ; 1ЛБ, 1ЛК — лампы сигнализации крайних положений регулятора; ТС — сигнальное табло, одноламповое, типа ТС-1.
При нарушении работы в системе собственных нужд агрегата генератор отключается от сборных шин с помощью реле. Аварийное отключение генератора обязательно и при отключении приводного двигателя (с помощью выходного реле защит двигателя).
Дистанционное или ручное отключение генератора возможно с трех мест: с панели распределительного щита в машинном помещении, с пульта управления в машинном помещении, с пульта управления на испытательной станции. Переключение цепей управления на пульт испытательной станции и машинного помещения осуществляется при помощи контактов промежуточных реле. Кроме кнопки отключения, на пульт управления испытательной станции переключаются и цепи управления регулятором возбуждения.
б) Генераторы высокого напряжения
Защиту испытательных генераторов выполнить сложнее ввиду специфики их работы. В соответствии с правилами устройства электроустановок на генераторах предусматриваются защиты от следующих видов внутренних повреждений, внешних коротких замыканий и перегрузок:
- многофазные замыкания в обмотке статора;
- замыкания на землю в обмотке статора;
- замыкания между витками одной фазы в обмотке статора (при наличии выведенных параллельных ветвей обмотки и соединения их в звезду);
- внешние короткие замыкания;
- симметричная перегрузка;
- появление второго замыкания на землю в цепи возбуждения.
В качестве защиты от многофазных замыканий в обмотке статора для крупных испытательных генераторов мощностью 2000 кВА и более принимается продольная дифференциальная токовая защита без замедления (рис. 10-16). В зону действия дифференциальной токовой защиты, помимо генератора, входят также соединения его со сборными шинами.
Если дифференциальная защита выполняется в двух фазах, то устанавливают трансформаторы тока нулевой последовательности. Реле, включенное на этот трансформатор тока, защищает генератор от однофазных замыканий на землю (при токе однофазного к. з. больше 5 а) и от двойных замыканий на землю. Это особенно важно, когда одно замыкание в фазе без трансформатора тока дифференциальной защиты, а другое к. з. на землю вне генератора.
Применение двухфазной дифференциальной защиты в сочетании с токовой защитой нулевой последовательности по сравнению с трехфазной дифференциальной защитой обеспечивает большую чувствительность к двойным замыканиям на землю, а также экономию двух трансформаторов тока. При невозможности выполнить чувствительную защиту от двойных замыканий на землю с помощью трансформаторов тока нулевой последовательности дифференциальная токовая защита выполняется трехфазной (рис. 10-16).
Продольную дифференциальную защиту можно выполнять:
- при помощи реле типа РТ-40 (ЭТ-520) с добавочными сопротивлениями в цепях обмоток реле (типа ПЭ-150, два сопротивления по 5 ом последовательно);
- при помощи реле типа РНТ-562, имеющими специальные промежуточные трансформаторы с быстро насыщающими сердечниками.
Добавочное сопротивление ограничивает величину и увеличивает затухание тока небаланса в реле, обусловленного апериодической составляющей тока в первичной цепи при внешнем коротком замыкании. При выполнении защиты с реле РНТ-562 обеспечивается более совершенная отстройка от тока небаланса по они используются в первую очередь для генераторов относительно большой мощности.
На рис. 10-16 приведена элементная схема защиты и управления синхронным генератором высокого напряжения типа ГСП-15000-11. Генератор снабжается шкафом для установки защитного выключателя В и разъединителей для переключения обмоток статора в звезду или в треугольник (Рλ и Р∆). Распределительное устройство 6 кВ включает в себя разъединитель Р, трехобмоточный трансформатор напряжения TH, вентильный разрядник для защиты от перенапряжений РВ, трансформатор напряжения ТНП с регулируемой первичной обмоткой для двух вариантов по напряжению генератора.
Рис. 10-15. Способы подключения приборов к трансформаторам тока и расчетные длины проводов.
А — амперметр; 1TT — трансформатор тока; 1а, 1в, 1с — токи в фазах; I0 — ток в обратном проводе.
Дифференциальная защита выполняется трехфазной при помощи реле 1—3РД, в нулевом проводе этой защиты устанавливается реле контроля цепей дифференциальной защиты РК. Максимальная токовая защита выполняется с пуском минимального напряжения для отстройки от симметричных перегрузок и выполнена с помощью токовых реле 1—3РТ и реле минимального напряжения 3РН. Защита от перегрузки выполняется с помощью тех же реле 1—3РТ и реле времени 2РВ.
Для контроля замыкания на землю в генераторной сети на обмотку трансформатора напряжения, соединенную в открытый треугольник, подключается реле напряжения PC, контакты которого через указательное реле 6РУ действуют в цепи предупреждающей сигнализации. Генератор отключается: при срабатывании дифференциальной защиты через реле 1РП, при срабатывании максимальной токовой защиты с выдержкой времени через реле 1РВ, при отключении двигателя от его защиты через реле РЗП. При перегрузках защита через реле времени 2РВ и указательное реле 8РУ действует на сигнал.
Возбуждение на генератор подается сразу же после включения основного выключателя через блок-контакт В. Поле обмотки возбуждения гасится при отключении генератора от сети выключателем В, при срабатывании защиты двигателя РЗП и при открытой двери шкафа переключения обмоток КВ.
Регулирование возбуждения осуществляется двумя регуляторами с моторными приводами (грубая и тонкая регулировка). На пульт испытательной станции выдаются цепи управления регуляторами тонкой и грубой регулировки.
Переключение обмоток генератора осуществляется разъединителями Рλ и Р∆ с моторным приводом. Управление приводом осуществляется при помощи кнопок КРλ и КР∆. Сигнализация о схеме соединения обмоток осуществляется лампами ЛКλ и ЛК∆ на пульте управления в машинном помещении и сигнальными табло 1—2ТС на пультах испытательной станции. Сигнализация о включении генератора на пульт испытательной станции осуществляется табло 3ТС. Контроль струи масла в системе охлаждения подшипников, воды в системе охлаждения воздуха, контроль цепей задвижек насосов, контроль закрытия двери шкафа переключения обмоток генератора и работы других агрегатов собственных нужд выполняются через промежуточные реле, реле времени и выходное реле автоматики в схеме управления приводного двигателя генератора. При неисправности в каком-нибудь звене собственных нужд всего агрегата пуск его со стороны двигателя невозможен. Контроль температуры подшипников, обмотки статора осуществляется со специальной панели КИП (контрольно-измерительные приборы).
Схема защиты и управления крупным генератором ГСИ-15000-11 выполнена на ряде отечественных заводов.
