Ochrany velkých generátorů Petr Kopač Karel Hrazdíra prosinec 2010

Funkce ochran Ochrany alternátorů mají za úkol podle typu poruchy nebo stavu alternátoru tento alternátor chránit před elektrickým nebo mechanických poškozením jeho vypnutím Nebo nepříznivý stav jen signalizují obsluze

Přehled poruch a nepříznivých stavů, před kterými je alternátor potřeba chránit Zkraty a zemní spojení: Vnitřní mezifázový zkrat Vnější mezifázový zkrat Závitový zkrat na statoru nebo rotoru Zemní spojení vinutí statoru Zemní spojení vinutí rotoru

Přehled poruch a nepříznivých stavů, před kterými je alternátor potřeba chránit Abnormální provozní stavy: Proudové přetížení Nadpětí Podpětí Zpětný tok výkonu Nesymetrické zatížení Ztráta buzení a asynchronní chod

Přehled poruch a nepříznivých stavů, před kterými je alternátor potřeba chránit Abnormální provozní stavy: Podsynchronní a nadsynchronní otáčky Ložiskové proudy Samobuzení

Ochrany proti zkratům Vnitřní zkrat: - Zkrat mezi fázemi ve statoru alternátoru Zjistí ho rozdílová ochrana Rozběhový proud se nastavuje na 10% až 30% In Ochrana působí mžikově a odpojí alternátor za 0,05s až 0,1s Ochrana nesmí zapůsobit při vzdálenějším vnějším zkratu

Schéma zapojení rozdílové ochrany

Ochrany proti zkratům Vnější zkrat tj. zkrat na vedení nebo v rozvodně Vypíná alternátor jen v případě blízkého zkratu, kdy hrozí proudové přetížení V případě vzdálených zkratů vypínat nesmí Realizuje se distanční ochranou, ta kromě jištění proti vnějšímu blízkému zkratu funguje jako záloha rozdílové ochrany

Schéma zapojení distanční ochrany

Závitový zkrat Je to zkratování jednotlivých závitů téže fáze Způsobí snížení impedance vinutí a tím zvýšení proudu Vznikne nevyváženost svorkového napětí a nulová složka tohoto napětí, kterou zjistí sekundární měřící transformátory napětí Vypíná se při závažnějších závitových zkratech

Zemní spojení alternátorů Je to méně závažná porucha než zkrat Dělí se na rotorové a statorové zemní spojení Způsob chránění se zvolí podle toho, zda generátor pracuje v bloku s transformátorem, nebo přímo do přípojnic

Zemní bloková ochrana Tvoří jí relé které je umístěno mezi uzlem statoru a zemí Při zemním spojení se objeví na uzlu napětí a to způsobí průtok proudu tímto relé Je potřeba filtrovat vyšší harmonické Existují i jiné principy

Přehled principů ochrany proti abnormálním stavům Proudové přetížení: - Hned nevypíná, pouze signalizuje obsluze Nejčastěji to je tranzistorová tepelná ochrana Nadpětí: - Chrání alternátor při náhlém odlehčení jalové zátěže nebo selhání regulátoru napětí před napěťovými rázy

Přehled principů ochrany proti abnormálním stavům Ochrana proti zpětnému toku výkonu: Má bránit proti motorickému režimu alternátoru v případě poruše na turbíně Je to wattová ochrana Ochrana proti nesymetrickému zatížení: Vzniká nebezpečí pro rotor a tlumič Měří se velikost zpětné složky proudu

Použitá literatura Zdeněk Fejt; Elektroenergetika, ČVUT Miloš Beran; Elektrická zařízení tepelných elektráren, VŠSE http://webs.zcu.cz/fel/kee/OZS/P%f8edn%e1%9aky%202009/Ochrany_generatoru1.pdf http://webs.zcu.cz/fel/kee/OZS/P%f8edn%e1%9aky%202009/Ochrany_generatoru2.pdf

Děkuji za pozornost