Разработка системы релейной защиты блока генератор-трансформатор электрической станции и анализ ее технического обслуживания (стр. 3 из 11)
Защита выполняется на токовом реле типа РТ-40/Ф с фильтром высших гармоник и включается на трансформатор тока, установленный в перемычке между двумя нейтралями параллельных ветвей обмотки статора. Реле имеет четыре диапазона уставок от 1,75 до 17,5 А.
При проектировании можно принять
А. Как правило, 
и значение тока срабатывания защиты определяется при наладке по условию отстройки от токов небаланса при коротком внешнем замыкании. С этой целью измеряется ток небаланса в катушке исполнительного органа в режиме холостого хода генератора при максимальном напряжении и в режиме короткого замыкания при номинальном токе. Измерения выполняют на минимальном диапазоне уставки реле (1,75... 3,5 А).Первичный ток срабатывания защиты:
А (4.1)где:
- коэффициент трансформации трансформатора тока поперечной дифференциальной защиты.2.5 Защита от замыканий на землю в обмотке статора генератора
2.5.1 Общие положения
Защита от замыканий на землю в обмотке статора генератора выполняется действующей по напряжению и содержит два органа: максимальное реле напряжения первой гармоники, защищающее до 90% обмотки статора со стороны линейных выводов, и реле напряжения третьей гармоники с торможением, защищающее до 35% обмотки статора генератора со стороны нулевых выводов.
Расчёт уставок защиты сводится к определению параметров срабатывания указанных органов.
2.5.2 Определение уставки органа максимального напряжения
Уставку органа напряжения
выбирают по условию отстройки от напряжения нулевой последовательности основной частоты при однофазном коротком замыкании на стороне высокого напряжения за трансформатором блока: 
(5.1)где:
-утроенное напряжение нулевой последовательности со стороны линейных выводов генератора; 
- коэффициент отстройки, принимаемый равным 1,3; 
- коэффициент трансформации трансформатора напряжения обмотки, соединённой в разомкнутый треугольник: 
(5.2)Напряжение нулевой последовательности на выводах генератора:
(5.3)где:
- коэффициент, учитывающий режим нейтрали генератора (при заземлённой нейтрали 
; при изолированной – 
); 
- максимальное значение напряжения нулевой последовательности на стороне высокого напряжения трансформатора блока при однофазном коротком замыкании (определяется расчётом); 
- ёмкость между обмотками высокого и низкого напряжения одной фазы трансформатора блока; 
- ёмкость одной фазы обмотки статора генератора на землю; 
- ёмкость одной фазы обмотки низкого напряжения трансформатора блока на землю.В связи со сложностью определения ёмкостей
и целесообразно при наладке измерять напряжения на фазных выводах генератора при подаче напряжения от постороннего источника 
на разземлённую нейтраль трансформатора блока относительно земли.Напряжение
на генераторе в реальных условиях будет больше измеренного в 
раз (коэффициент тот же, что и в выражении (5.3)).В целях предотвращения излишних отключений энергоблоков из-за чрезмерной чувствительности рекомендуется принимать уставку реле напряжения 10 В. В любом случае уставка не должна превышать 15 В.
В защите ЗЗГ-1 с целью отстройки от внешних однофазных коротких замыканий применяется выдержка времени на срабатывание
. В защитах более поздней разработки (ЗЗГ-11 и ЗЗГ-12) предусмотрена блокировка защиты по напряжению обратной последовательности и поэтому задержка на срабатывание не требуется.2.5.3 Определение уставки третьей гармоники
На рабочую цепь подаётся сумма напряжений третьей гармоники со стороны нейтрали
и линейных выводов 
, а на тормозную цепь - напряжение третьей гармоники со стороны нейтрали .Отношение
при снижении которого до заданного уровня срабатывания органа третьей гармоники, представляет собой сопротивление обмотки статора со стороны нейтрали на землю, отнесённое к удвоенному ёмкостному сопротивлению генератора: 
(5.4)Срабатывание органа третьей гармоники определяется уставкой коэффициента торможения, равного отношению напряжения рабочей цепи к напряжению тормозной цепи:
(5.5)где
- коэффициент отстройки; 
- относительное сопротивление срабатывания.Уставку
выбирают по условию надёжного действия ( 
) органа торможения третьей гармоники в конце зоны, охватываемой органом первой гармоники.При оптимальной уставке реле
напряжение в конце зоны его надёжного действия с 
составит 
. При этом орган напряжения нулевой последовательности охватывает 0,7 числа витков со стороны линейных выводов. Следовательно, зона надёжного действия органа третьей гармоники со стороны нейтрали должна быть 
.В случае металлического замыкания в конце этой зоны:
(5.6)где:
- ЭДС третьей гармоники генератора.Принимая
и подставляя его вместо 
в выражение (5.5), получаем: 
или: 
(5.7)Такую подстановку следует принимать для всех турбогенераторов независимо от уставки органа напряжения первой гармоники.
Зону действия органа третьей гармоники при металлическом замыкании со стороны нейтрали определяют по выражению (5.5), принимая
.Если принять
, то 
и 
, то 
.Отсюда
. При 
зона действия органа торможения третьей гармоники со стороны нейтрали ( 
) составит: 
.При замыкании со стороны линейных выводов (
): 
и 
(5.8)