Продольная дифференциальная защита

Для защиты генератора от междуфазных повреждений применяется продольная дифференциальная защита. Принцип ее действия основан на сравнении токов с обеих сторон защищаемого объекта. Для этого защита подключается к трансформаторам тока, установленным со стороны главных и нулевых выводов генератора. Вторичные обмотки трансформаторов тока одноименных фаз и реле соединяют между собой таким образом, чтобы при КЗ вне защищаемой зоны, ограниченной измерительными трансформаторами, ток в реле отсутствовал или был близок к нулю, а при повреждении внутри генератора был больше уставки срабатывания реле.

В нормальном режиме работы и при внешнем КЗ ток, протекающий по обмоткам реле , равен току небаланса

,

где и - токи в плечах защиты.

При КЗ в зоне действия защиты

.

Продольная дифференциальная защита действует на отключение всех выключателей генератора, гашение поля и останов турбины.

Поскольку генераторы работают в сетях с незаземленной или резонансно-заземленной нейтралью, то при мощности генератора РЈ30 МВт дифференциальная защита выполняется по двухфазной схеме. Недостатком этой схемы является то, что она не реагирует на двойные замыкания (когда одно произошло в сети, а другое в генераторе, на фазе где нет трансформатора тока). Поэтому необходима дополнительная установка защиты от двойных замыканий на землю.

Рис.72. Схема продольной дифференциальной защиты генератора

На мощных генераторах защиту выполняют в трехфазном варианте, чтобы обеспечить срабатывание и при двойных замыканиях на землю, когда одно из мест пробоя находится вне защищаемой зоны.

Токи небаланса в дифференциальной защите генераторов могут достигать значительной величины. Причины их появления – не идентичность кривых намагничивания, неодинаковая вторичная нагрузка и погрешность трансформаторов тока.

Для исключения ложного срабатывания защиты в режиме внешнего КЗ от токов небаланса применяются два способа:

1. Уменьшают величину и длительность броска тока небаланса неустановившегося режима с помощью сопротивления, включенного последовательно с обмоткой токовых реле. Способ используется на генераторах малой мощности.

2. Для защиты мощных генераторов (более 25 МВт) применяются реле типа РНТ-565 и ДЗТ-11/5, не реагирующие на броски тока небаланса.

Ток срабатывания для дифференциальной защиты генератора выбирается из условия отстройки от токов небаланса при внешнем КЗ:

,

где - коэффициент надежности, =1,3;

;

где – учитывает наличие апериодической составляющей в токе КЗ, для реле типа РНТ и ДЗТ = 1; - коэффициент однотипности трансформаторов тока, при однотипных трансформаторах тока принимается = 0,5; – величина допустимой погрешности трансформаторов тока; – ток трехфазного КЗ на выводах генератора.

Если ток максимальный ток асинхронного хода больше тока трехфазного КЗ на выводах генератора, то при расчете тока небаланса необходимо подставлять его величину.

Чувствительность защиты проверяется при двухфазном КЗ на выводах генератора:

.