Ochrany bloku. Funkce integrovaného systému ochran

Transkript

1 39 Ochrany bloku Ochrany bloku Integrovaný systém chránění synchronního alternátoru pracujícího v bloku s transformátorem. Alternátor je uzemněný přes vysokou impedanci. 40 Ochrany bloku Funkce integrovaného systému ochran ochrana označ. ANSI/IEEEE rozsah jmen. výkonu [MW] < nadproudová G 49 Nadproudová závitová 61W rozdílová-g 87G rozdílová-b 87 B Rozdílová I0 87GD I> závislá 50/51 95% zemní stat. 59N 100% zem. stat. 64S zemní rotoru tepelná statoru ( ) tepelná rotoru 64R ( ) nesymetrie I, I > 46 nadpětí > 59 podpětí < 7 sycení φ> 4 ( ) nad/pod f >/f< 81O/81 podbuzení 40 přetížení rotoru 49R skluzová ε> 40 ( ) zpětný výkon -P> 3R/3L chybné zapnutí I>/>P ( ) distanční G 1 nezáviská I>s > blok. 50V 50/7 podimpedanční Porucha vypínače 50BF-Ph, 50BF-N > 1-h v uzlu < 3- h v uzlu 59N 7TN Směrová zemní 67N ochrana v uzlu Detekce ztráty,i 60FL >500

2 41 Ochrany bloku Izolační poruchy generátoru I 4 Ochrany bloku Z < vedeni, I ms, II..300 ms G BT D G 0 30ms D Blok 30 50ms D BT 0 30ms D P 0 30ms I > G 1.5 3s Nenormální podmínky chodu generátoru Z < blok, I ms, II..300 ms

3 Z 43 Ochrany bloku IMPEDANČNÍ CHARAKTERISTIKA BLOK Ψ=π/-δ Z ˆ, Iˆ, S e i, e, I f Q Doplněk zátěžného úhlu Viděná impedance Napětí,proud,zdánlivý výkon Celková reaktance mezi branami e Q a připoj. místa Mezní hodnoty buzení,vnitřního napětí, proudu eq. jψ S = e + j... XΣ XΣ eq. poloměr =, střed = 0; j XΣ XΣ omezení budícím proudem: {, } rovnice kružnicev P Q jψ ad. if. e S = + j ;. i = e XΣ ad f Q ( ad. f ) ( ad f ) jψ X i e j Σ = = = X jψ Σ S adif e + j. i Ochrany bloku Omezení statorovým proudem. jβ jβ S = * I. e Z = e ; I střed = 0,0, poloměr = I Re střed: { S} ( ) (,0) = P T, Z P poloměr: Omezení zpětným výkonem { } Re S = P ( asi 1%) Z střed: (,0) P Tz X ( ad. if ) Σ X Σ : 0; ( ad if ) ( ad if ) poloměr = střed j Tz = P jβ e Tz PTz = + P jβ e T PT P poloměr: P Tz Omezení podmínkami stability P = 0 δ

4 45 Ochrany bloku Kruhová inverze ρ = ρ = z + jy = ρ + jy + jy = jy + jy z* z z z, z ρ ( ) ρ ( ) ( ) Originál a inverzně sdružený bod Mocnost inverze 46 Ochrany bloku + y + M + Ny + L = 0,... rovnice kružnice M + N > 4L ( ) ρ ρ ( ρ ) L + y + M Ny + = 0... obraz kružnice originál Kruh. inverze 1 Kružnice mimo počátek, L 0 Kružnice mimo počátek ( ) ρ ρ ( ρ ) L + y + M Ny + = 0 Řídící kruh (kružnice), Body na řídící kružnici jsou samodružné k ρ z z α z k k

5 47 Ochrany bloku originál Kružnice obsahující počátek L=0 M Ny ρ + = p 0 Kruh. inverze přímka neobsahující počátek 48 Ochrany bloku a + by + c = 0... rovnice přímky ( ) + + = c y ρ a ρ by 0... obraz přímky originál Kruh. inverze 3 přímka mimo počátek, C 0 Kružnice obsahující počátek ( ) + + = 0 c y ρ a ρ by kružnice obsahující počátek k p p k k originál 4 přímka obsahující počátek c=0 Kruh. inverze přímka s počátkem

6 49 Ochrany bloku 50 Ochrany bloku a by = 0 úsečka OA význam * d d p p OB e Q AB q. I AC d. I = OF d d q q q I d q q d AF = AO + OF d OE = CD ( ) I q d q q q EF d e Q q e e q Q e d CF = CE + EF d e CE e q Q e q e OA AB OB I q eq AF = AC = FC = AF = I = FC d d Q

7 51 Ochrany bloku C G E H J O F P jd E O F J A δ ϕ C B D Q 5 Ochrany bloku ue. u 1 1 P = sinδ + sin d q d P ue. 1 1 = δ + δ d q d { cos δ sin δ} ( δ) ( δ ) cos u cos CE = CF EF = CF FO cosδ ue ue.. Q 1 1 = u cos d q q d P ue. Q 1 1 = u cos δ cos δ q q d u q d P ue. Q 1 1 = cosδ u sin δ q q d δ δ δ

8 53 Ochrany bloku Mez statické P = 0 ue. cosδ = FC cosδ = FK q δ stability. Q 1 1 u sin δ = FO sin δ.sin δ = EO sin δ = OJ q d FK = OJ... podmínka bodu stability FH = OJ 54 Ochrany bloku.

9 55 Ochrany bloku 56 Ochrany bloku Objekt s několika vývody Zemní spojení statoru alternátoru v bloku s transforem. Všechny ochrany využívají vzniklé napětí uzel-zem a) a)nízkoimpedanční uzemnění uzlu alternátoru pracujícího v bloku s transformátorem. b) Vysokoimpedanční uzemnění uzlu alternátoru a ochrany proti zemnímu spojení statoru alternátoru

10 57 Ochrany bloku 58 Ochrany bloku

11 59 Ochrany bloku N R = X C 3 Zemní ochrana statoru využívající 3. harmonickou nulové složky 60 Ochrany bloku Alternátor pracující přímo do přípojnic. zel je uzemněný přes vysokou impedanci Náhradní schéma pro netočivou složku kapacit statorových vinutí alternátoru. os ou ( 3ω) ( 3ω) = C C u s C + C + og og Alternátor pracující přímo do přípojnic. zel je uzemněný přes nízkou impedanci R

12 39 Ochrany bloku 61 Ochrany bloku

13 40 Ochrany bloku 41 Ochrany bloku Zemní spojení v nekop. síti.

14 4 Ochrany bloku 43 Ochrany bloku

15 44 Ochrany bloku 45 Ochrany bloku Zemní spojení rotoru. Střídavá superpozice Stejnosměrná superpozice

16 46 Ochrany bloku Závitový zkrat statoru..závitové spojení fáze alternátoru. 47 Ochrany bloku Nesymetrické proudové zatížení statoru. K(T) T = 0 i (t)dt i(t) I (t) - zpětný proud, I n -jmenovitý proud stroje. Typový výkon P n [MW] K ma [s] = I(t) I n T K ma i K T ma 0 i (t)dt Závitová ochrana s rozdílovou ochranou. Závitová ochrana s nadproudovou ochranou Nesymetrické atížení statoru klasická ochrana. A filtr zpětné složky proudu, B proudový filtr 50 Hz, C proudová měřící část, D časové a pomocné relé. digitální ochrana charakteristiky Vypínací

17 48 Ochrany bloku Proudové přetížení alternátoru: W = 3R i (t)dt T 0 49 Ochrany bloku Ztráta buzení samobuzení R t - rezistance tlumiče, I t - proud tlumiče, s - skluz. 1 Pas Rt It 1 s přídavné ztráty v tlumiči s Pt Pas Pas s 1 s Vypínací cha-ka při ztrátě buzení

18 50 Ochrany bloku Proudová zkratová ochrana 51 Ochrany bloku Distanční ochrana alternátoru.. Napěťová ochrana závislá na proudu. Nadpětí alternátoru. r k = k n k - konstanta dovoleného nadpětí, k - napěťový převod PTN (k = 1n / n ), n - jmenovité sdružené napětí

19 5 Ochrany bloku Frekvenční ochrana