Совершенствование защиты от замыканий на землю в обмотке статора гидрогенераторов укрупнённого блока

• Автор: Понамарев, Евгений Алексеевич
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 150 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. КРАТКИЙ ОБЗОР. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ.

1.1 Обзор основных принципов выполнения защит от 3 в укрупннных блоках на ГЭС

1.2 Устройства защиты от 3 для генераторов укрупннных блоков

с наложением тока с частотой Гц

1.3 Краткие сведения об источнике контрольного тока

1.4 Схемы включения ИКТ для получения возможно большего контрольного тока.

ГЛАВА 2. АНАЛИЗ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН С ЧАСТОТОЙ Гц В РАЗЛИЧНЫХ СХЕМАХ УКРУПНННЫХ БЛОКОВ ПРИ УСТОЙЧИВЫХ ЗАМЬТКАНИЯХ НА ЗЕМЛЮ.

2.1 Основные особенности укрупннных блоков на ГЭС, влияющие

на условия выполнения защиты от 3 .

2.2 Укрупннный блок с двумя параллельно работающими генераторами
2.3 Укрупннный блок с четырьмя параллельно работающими генераторами
2.4 Схема укрупннного блока, у которого нейтрали части генераторов изолированы или имеется гальванически связанная внешняя сеть
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ФОРМИРОВАНИЯ ГАРМОНИЧЕСКИХ СОСТАВЛЯЮЩИХ ТОКОВ НУЛЕВОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ В ОБЛАСТИ НИЗКИХ ЧАСТОТ ПРИ ДУГОВЫХ ПЕРЕМЕЖАЮЩИХСЯ ЗАМЫКАНИЯХ
В СХЕМЕ УКРУПНННОГО БЛОКА
3.1 Описание переходных процессов электрических величин в укрупненном блоке при перемежающихся дуговых замыканиях
3.2 Аналитическое выражение для тока нулевой последовательности на стадии горения дуги и определение основных факторов, влияющих
на формирование низкочастотных гармоник этого тока
3.3 Аналитическое выражение для тока нулевой последовательности, протекающего в бестоковую паузу
3.4 Аналитический расчт амплитудночастотных спектров при различном характере протекания перемежающегося дугового замыкания
Выводы.
ГЛАВА 4. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ
ПРИ ПЕРЕМЕЖАЮЩИХСЯ ДУГОВЫХ ЗАМЫКАНИЯХ
4.1 Выбор и обоснование метода математического моделирования
4.2 Описание модели дугового замыкания
4.3 Разработка модели дугового промежутка в среде Б1ти1шк.
4.4 Проверка адекватности модели при проведении серии расчтов на математической модели укрупннного блока.
4.4.1 Расчт основных параметров математической модели укрупннного блока.
4.4.2 Моделирование процессов в укрупннном блоке с изолированными нейтралями генераторов
4.4.3 Моделирование процессов в укрупннном блоке с заземлнными через ДГР нейтралями генераторов
ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА ЭЛЕМЕНТОВ ТЕХНИЧЕСКОЙ РЕАЛИЗАЦИИ
ЗАЩИТЫ ОТ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ В ОБМОТКЕ СТАТОРА ГИДРОГЕНЕРАТОРОВ УКРУПНННОГО БЛОКА.
5.1 Постановка задачи
5.2 Исходные условия для выбора частотных характеристик
фильтров.
5.3 Выбор структуры фильтра и его отдельных звеньев
5.4 Исследование частотных фильтров на математической модели укрупннного блока гидрогенераторов.
5.4.1 Исследование фильтров при устойчивом замыкании в блоке
5.4.2 Исследование фильтров при перемежающихся дуговых замыканиях
5.5 Выбор метода сравнения электрических величин в блоке, для определения поврежднного генератора
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Г1о принципу действия они не будут иметь зону нечувствительности при замыкании вблизи нейтрали, но избирательное действие по отношению к поврежднному генератору не обеспечивается. Известны селективные защиты от 3 с использованием высших гармоник тока нулевой последовательности 4, 5. Однако они применимы только для защиты генераторов, работающих на сборные шины от которых питается достаточно большая распределительная кабельная сеть, так как для работы такой защиты необходимо, чтобы значение мкостного тока однофазного замыкания внешней сети было не менее А. В схемах укрупннных блоков это условие практически никогда не выполняется. А. Следовательно суммарный внешний мкостный ток по отношению к одному генератору при работе в блоке всех генераторов не превышает ,5 А. Кроме этого следует заметить, что уровень высших гармоник в распределительной сети выше, чем в схеме блока, так как он определяется не только несинусоидальностью э. Уровень высших гармоник, в том числе и третьей гармоники, в э. В укрупннном блоке ещ добавляется зависимость от распределения нагрузки между генераторами. Эти обстоятельства не только делают практически невозможной реализацию в блоке селективной защиты на высших гармониках, но сильно усложняют применение защиты на сравнении уровней третьих гармоник на выводах и в нейтрали. В некоторых случаях это является причиной частых неселективных действий такой защиты. Известно так же применение для защиты от 3 фидеров электрических распределительных сетей и для защиты от 3 в обмотке статора генераторов устройств, основанных на наложении на первичные цепи контрольного тока с частотой отличающейся от промышленной, в частности с частотой Гц. Такое устройство применимо только в случае, если нейтраль электроустановки заземлена через дугогасящис реакторы ДГР, через которые включается специальный источник контрольного тока . К настоящему времени имеется довольно большой опыт практического использования защиты от 3 с наложением тока с частотой Гц в том числе и для генераторов, работающих в укрупннном блоке. Применение такой защиты обеспечивает выполнение основного требования отсутствие зоны нечувствительности вблизи нейтрали обмотки статора и, кроме того, позволяет выполнить защиту избирательной по отношению к поврежднному генератору. Как будет показано ниже з этой работе, функция избирательности может быть реализована как при устойчивых, так и при перемежающихся дуговых замыканиях. Применение метода наложения контрольного тока для защиты от 3 фидеров в распределительных компенсированных сетях является одним из возможных вариантов решения задачи. Для сетей известны и другие довольно эффективные методы и технические решения . Универсальным решением для выполнения селективной сигнализации 3 в распределительных сетях является принцип относительного замера какихлибо составляющих тока нулевой последовательности. Этот принцип может получить большое распространение в связи с применением комплексных цифровых терминалов, в которых предусмотрены возможности взаимного информационного обмена. В отличии от сетей, выполнение селективной защиты от 3 в обмотке статора генераторов укрупннных блоков, понашему мнению, возможно только на основе наложения контрольного тока. Конкретные разработки устройств защиты от 3 для генераторов укрупннных блоков с наложением тока с частотой Гц ранее были выполнены и описаны в . В частности было выполнено устройство для укрупннного блока Саратовской ГЭС. Схема этого блока с источниками контрольного тока приведена на рис. Источники контрольного тока выполнены на базе электромагнитного параметрического делителя частоты, у которого, как и у любого делителя частоты, выходное напряжение половинной частоты может иметь равновероятно два значения фазы, отличающиеся на 0 град. Поэтому дополнительно было выполнено устройство взаимной фазировки источников. Кроме этого в каждом комплекте из 4х источников для одного блока производилась специальная настройка для обеспечения равенства абсолютных значений напряжения источников, чтобы исключить протекание уравнительных токов в нормальном режиме.