Релейная защита блока (стр. 3 из 6)
Чем меньше число замкнувшихся витков
тем меньше будет различие между 
и 
. Следовательно с уменьшением будет уменьшатся и ток повреждения 
из-за уменьшения 
.Нарушение равенства токов в параллельных ветвях статора генератора, происходящее при витковых замыканиях, и появление уравнительного тока
используется для выполнения защиты от этого вида повреждения.Для защиты от витковых замыканий применяется поперечная дифференциальная защита, основанная на сравнении токов двух параллельных ветвей фаз генератора. Такое сравнение можно осуществить с помощью трёхсистемной или односистемной схемы защиты.
Трёхсистемная схема предусматривает сравнение токов ветвей отдельно для каждой фазы. Каждое реле включается на разность токов параллельных ветвей фазы
, 
и 
соответственно.Односистемная выполняется с помощью одного дифференциального реле, сравнивающего сумму токов параллельных ветвей
трёх фаз 
с такой же сумой токов 
другой группы параллельных ветвей 
.Односистемная схема получила преимущественное распространение в Украине.
При такой схеме три параллельных ветви
фаз статора , и и три параллельных ветви тех же фаз (рис.2) соединяются раздельно в две звезды с двумя выведенными наружу нейтралями 
и 
. Эти нейтрали соединяются друг с другом нулевым проводом 
. В цепи нулевого провода устанавливается трансформатор тока 
. К его вторичной обмотке через фильтр 
подключается токовое реле 
. Фильтр пропускает ток основной частоты 50 Гц и запирает ток высших гармоник, в том числе третей гармоники.Из схемы видно, что ток
в нулевом проводе , питающий реле , равен разности токов нулевой последовательности звезды двух групп параллельных ветвей и : 
,где
и 
– ток нулевой последовательности параллельных ветвей и .В нормальном режиме геометрическая сума токов фаз каждой звезды равна нулю, т.е.
и 
.При трехфазных и двухфазных внешних к.з. сума токов к.з в каждой звезде также равна нулю. Токи нагрузки, проходящие при этих повреждениях в ветвях статора, балансируются, так как нейтраль нагрузки не связана нейтралью генераторов и токи нулевой последовательности в нагрузке и генераторе отсутствуют.
Таким образом, в обоих случаях ток в нулевом проводе равен нулю и реле не работает. В действительности ток
. В следствии некоторого искажения формы кривой фазных э.д.с. генератора в каждой группе параллельных ветвей возникают гармонические токи, в особенности токи третей гармоники 
и 
. Эти токи совпадают по фазе и суммируются в нулевом проводе , образуя результирующий ток: 
.Вследствие неточного равенства э.д.с. параллельных ветвей
и 
, 
и 
, 
и 
в контуре каждой фазы появляется уравнительный ток основной частоты 
, 
и 
. Уравнительный ток и ток третей гармоники замыкаются в контуре параллельных ветвей каждой фазы, протекая по нулевому проводу : 
.Токи третьих гармоник запираются фильтром
и не попадают в реле. Уравнительные токи имеют частоту 50 Гц и поэтому беспрепятственно проходят в реле, обусловливая появления в нём тока небаланса: 
.Для исключения ложного действия защиты необходимо выполнить условие
.При замыкании витков в ветви одной из фаз равенство токов в ветвях повреждённой фазы нарушается, возникает уравнительный ток
.Этот ток замыкается по нулевому проводу
и вызывает появление тока в реле: 
.Защита приходит в действие при
.Поскольку величина тока
уменьшается с уменьшением числа замкнувшихся витков , защита имеет мёртвую зону. Она не действует при 
. Защита реагирует не только витковые замыкания, она может сработать при междуфазных к.з. и при замыканиях между ветвями одной фазы, так как этом обычно нарушается равенство э.д.с. и токов в параллельных ветвях повреждённых фаз. В этом можно убедится, рассмотрев токораспределения в обмотках статора для каждого из указанных напряжений. В обоих случаях защита имеет значительные мёртвые зоны.Трансформатор
пытающий защиту, выбирается без учёта тока нагрузки, поскольку ток появляется в нём только при повреждениях, но он должен проходить по условиям термической и динамической устойчивости при максимальном значении тока повреждения.Этим требованиям отвечает трансформатор тока с первичным номинальным током порядка
. Исходя из этого, коэффициент трансформатора тока выбирается по выражению