Анализ защит генератора ТВФ 63, работающего на генераторном распределительном устройстве

The article discusses the analysis of the protection of the generator TVF 63, working on the generator switchgear. The topic is relevant at any time, since electric energy - a product that provides livelihoods and the development of a civilized society - is the basis for the economic development of any state. The development of modern energy is unthinkable without the modernization of existing and construction of new power plants. The basis of any electrical station is a generator that produces electrical energy.

Генерирующее оборудование - самый ценный и ответственный элемент в электроэнергетической системе, испытывающее существенные механические и электрические нагрузки. Главной задачей релейной защиты генератора является обеспечение его эффективного функционирования. Повреждение в синхронном генераторе необходимо выявить в самом начале возникновения этого повреждения и предельно быстро предотвратить его дальнейшее развитие. Поэтому для синхронного генератора очень важно правильно построить релейную защиту.

Релейная защита является основным видом электрической автоматики, без которой невозможна надежная работа современных энергетических систем. Она осуществляет непрерывный контроль за состоянием и режимом работы всех элементов энергосистемы и реагирует на возникновение повреждений и ненормальных режимов. При возникновении повреждений защита выявляет и отключает от системы поврежденный участок. При возникновении ненормальных режимов защита выявляет их и в зависимости от характера нарушения производит операции необходимые для восстановления нормального режима или подает сигнал дежурному персоналу.

Устройства релейной защиты и автоматики в совокупности представляют собой сложную многоступенчатую систему, предназначенную для сохранения устойчивой работы синхронных генераторов, трансформаторов и бесперебойного электроснабжения потребителей электроэнергии. Выполнить свою задачу эти устройства могут лишь в случае, если они отвечают комплексу требований, изложенных в нормативных материалах. Соответствие реальных устройств релейной защиты и автоматики (УРЗА) этим требованиям обеспечивается в основном на стадии проектирования, которое при правильной его организации обязательно должно быть комплексным. Устойчивая бесперебойная работа ЭЭС возможна лишь при условии эффективного функционирования всех частей, входящих в комплекс УРЗА.

К релейной защите генераторов предъявляются высокие требования по быстродействию при коротком замыкании в синхронном генераторе и на его выводах. Релейная защита должна обеспечивать работу синхронного генератора на предельно возможных тепловых характеристиках изоляции обмоток при внешних коротком замыкании или в режиме перегрузок. Изоляция обмоток синхронных генераторов средней мощности составляет 50 - 60% от стоимости машины. Поэтому аварийные режимы, которые связаны с повреждением изоляции обмоток синхронного генератора приводят к дорогостоящим ремонтным работам. Быстрое отключение синхронного генератора при внутренних коротких минимизирует разрушения в генераторе и не приводит к выпадению из синхронизма параллельно работающих исправных машин, развалу энергосистемы. При правильной работе релейной защиты генераторы работают без недопустимых режимов и перегрузок. Это позволяет продлить срок их эксплуатации. В свою очередь излишние действия защиты на отключение синхронного генератора создают дефицит электрической энергии и отключение потребителей.

Защита должна отключать синхронный генератор при повреждениях, развитие которых может привести к аварийным ситуациям и сопровождаться существенными разрушениями оборудования (повреждение обмотки статора, повреждение цепи возбуждения).

Ненормальные режимы, такие как перегрузка, потеря возбуждения, асинхронный ход должны устраняться защитой, если они непозволительны для электрооборудования или для энергетической системы. Если не требуется незамедлительного устранения ненормального режима, разрешается только сигнализировать о его возникновении.

Целью данной работы является исследование и построение защиты генераторов в целом и в частности устройств защиты генераторов от однофазных замыканий обмотки статора на землю (на корпус).