Токовая защита обратной последовательности: 5.2.8 Токовая защита обратной последовательности

5.2.8 Токовая защита обратной последовательности

Ток срабатывания токовых реле отстраивается от номинального тока генератора.

Напряжение срабатывания минимального реле напряжения отстраивается от минимального значения рабочего напряжения. Для предотвращения неправильного срабатывания защиты при самозапуске электродвигателей собственных нужд допускается в случае необходимости уменьшать напряжение срабатывания до 0,5U ном.

Напряжение срабатывания реле напряжения обратной последовательности выбирается из условия отстройки от напряжения небаланса на выходе фильтра.

Защита выполняется с двумя выдержками времени: с первой через контакт реле времени подается сигнал на отключение секционных и шиносоединительных выключателей, а со второй — на отключение генератора.

Реле KA2, включенное на фазный ток генератора, выполняет функции защиты от перегрузки.

Для генераторов средней и большой мощности токовая защита с блокировкой по напряжению не обеспечивает требуемой чувствительности, в особенности при дальнем резервировании.

Поэтому для защиты таких генераторов от внешних замыканий применяется токовая защита обратной последовательности.

Как указывалось выше, для защиты генераторов мощностью (30–60) МВт от внешних несимметричных замыканий используется двухступенчатая токовая защита обратной последовательности. Защита выполнена на двух реле тока KA2 и KA3, подключенных к фильтру токов обратной последовательности (Рис.99).

Токовое реле первой ступени КА2 должно обеспечить требования ближнего и дальнего резервирования

Iсз1ст (0,3 0,7)I ном.

Реле второй ступени КА3 предназначено для сигнализации возникновения несимметричной нагрузки в сети:

Iсз2ст (0,08 0,1)I ном.

Реле КА1 и КV обеспечивают действие защиты при симметричных замыканиях.

На турбогенераторах мощностью 60 МВт и более для защиты от внешних несимметричных коротких замыканий применяется четырехступенчатая токовая защита обратной последовательности.

Токовая защита — обратная последовательность

Токовая защита — обратная последовательность

Cтраница 3

Зашита от внешних несимметричных КЗ — токовая защита обратной последовательности. Защита предназначена для резервирования отключения внешних несимметричных КЗ и для резервирования основных защит AT. Защита устанавливается на стороне ВН и выполняется направленной в сторону сети ВН и ненаправленной в сторону сети СН. Такое выполнение предполагает наличие меньших, чем в сети СН, выдержек времени у защит линий в сети ВН. Защита присоединяется к ТТ, встроенным во вводы ВН, и к ТН на этой же стороне. Направленная защита выполняется фильтр-реле тока и направления мощности типа РМОП-2, а ненаправленная — фильтр-реле тока типа РТФ-1М. Защита выполняется с тремя выдержками времени и действует аналогично токовой защите нулевой последовательности.  [31]

В этих условиях — более чувствительной оказывается токовая защита обратной последовательности с блокировкой от тока или напряжения нулевой последовательности.  [32]

Для защиты таких генераторов от сверхтоков применяется токовая защита обратной последовательности, которая реагирует на токи, появляющиеся при несимметричных коротких замыканиях и на несимметричные режимы нагрузки.  [33]

Для защиты таких генераторов от сверхтоков применяется токовая защита обратной последовательности, которая реагирует на токи, появляющиеся при несимметричных коротких замыканиях, и на несимметричные режимы нагрузки.  [35]

В тех случаях, когда ток срабатывания токовой защиты обратной последовательности, выбранный по условию согласования с защитами соседних элементов, оказывается чрезмерно большим и противоречащим условию 1, следует рассмотреть вопрос о снижении требования к условиям согласования защит по чувствительности.  [36]

В ряде случаев для защиты мощных трансформаторов применяется токовая защита обратной последовательности, которая легко согласуется с аналогичной защитой генераторов.  [37]

То же, когда для защиты г-ра используется токовая защита обратной последовательности.  [38]

На блоках с турбогенераторами мощностью 160 МВт и более токовая защита обратной последовательности

выполняется с помощью сигнального органа, интегрального органа с зависимой характеристикой, двух ступеней с независимыми характеристиками выдержек времени. Настройка всех этих элементов должна обеспечить отключение генератора при внешнем несимметричном КЗ или несимметричном режиме с временем, не превышающим допустимого значения. Расчет уставок интегрального органа не производится. Зависимая характеристика реле РТФ-6 принимается согласно информации завода на реле и в соответствии с величиной А защищаемого генератора. На генераторах при вторичном номинальном токе 3 — 5 А применяется реле РТФ-6 в исполнении на 5 А, при вторичном номинальном токе 7 — 10 А — в исполнении на 10 А.  [39]

Защита генератора от внешних несимметричных КЗ и несимметричных режимов осуществляется токовой защитой обратной последовательности, действующей на сигнал и на отключение.

 [40]

На трехобмоточных трансформаторах защита с комплектом от несимметричных коротких замыканий ( токовая защита обратной последовательности), как и обычная максимальная токовая защита, устанавливается со всех трех или только с двух сторон. Одна из них выполняется иногда направленной при наличии двух — или трехстороннего питания.  [42]

На трехобмоточных трансформаторах защита с комплектом от несимметричных коротких замыканий ( токовая защита обратной последовательности), как и обычная максимальная токовая защита, устанавливается со всех трех или только с двух сторон. Одна из них выполняется иногда направленной при наличии двух — или трехстороннего питания. Для упрощения схемы защиты допускается выполнять ее и на двух — и на трехобмоточных трансформаторах только с одним комплектом от несимметричных коротких замыканий при наличии специальных защит шин высшего и низшего напряжений, каждая из которых действует на отключение всех выключателей трансформатора.

 [43]

На трехобмоточных трансформаторах защита с комплектом от несимметричных коротких замыканий ( токовая защита обратной последовательности), как и обычная максимальная токовая защита, устанавливается со всех трех или только с двух сторон. Одна из них выполняется иногда направленной при наличии двух — или трехстороннего питания.  [44]

Почему от внешних несимметричных междуфазных КЗ двухобмоточных повышающих трансформаторов обычно применяют токовую защиту обратной последовательности.  [45]

Страницы:      1    2    3    4

25.Токовые защиты нулевой последовательности в сетях с глухозаземленной нейтралью.

Защита выполняется трехступенчатой. Измерительными реле тока подклю­чаются к фильтру тока нулевой последовательности. Реле тока срабатывают при возрастании тока нулевой последовательности. Схемы защиты выполняется аналогично схе­мам токовой защиты от междуфазных КЗ.

Защита нулевой последовательности имеет преимущества:

1. Имеет более высокую чувствительность.

2. Имеет меньшую выдержку времени  последней ступени.

 

 

В ра­диальной сети с односторонним питанием короткие замыкания на землю возникают на участках, ограниченных об­мотками трансформаторов — Т1- Т3, соединенных в звезду. Путь прохождения тока нулевой последовательности определяется заземленными нейтралями. В данной схеме ток нулевой последовательности проходит по поврежденному участку через за­земленную нейтраль трансформатора Т1 и точку короткого замы­кания.

На линиях АБ и БВ и трансформаторах Т1—Т3 установле­ны токовые защиты А2—А5 от междуфазных повреждений и то­ковые защиты нулевой последовательности А₀2—А₀5 от КЗ на землю.

 

Первая ступень защиты – токовая отсечка без выдержки времени

Ток срабатывания выбирается по условю

,

 где  = 1,3 при использовании реле РТ-40 для линий 110—220 кВ.

— начальный ток нулевой последовательности, при замыкании на землю на шинах приемной подстанции в точке

.

Рассматривают два вида КЗ — однофазное КЗ и — двойное КЗ.

 

Токовая отсечка не должна срабатывать

1. От токов ну­левой последовательности, кратковременно появляющихся при не­одновременном включении фаз выключателя. Для этого в схему защиты ставят промежуточное реле, создающее замедление около трех-четы-рех периодов.

2. В неполнофазном режиме, возникающем в цикле офнофазного АПВ на защищаемой линии.

Преимущество токовой отсечки нулевой по­следовательности.

1. Имеет большую защищаемую зону чем ТО, включенная на полные токи фаз. Это объясняется сильным наклоном кривой тока КЗ.

 

Вторая ступень защиты — токовая отсечка нулевой по­следовательности с выдержкой времени.

 Параметров защиты

 и  необходимо отстроить от первых ступеней защит нулевой последовательности А₀3, А₀4. Это защиты линии БВ и трансформатора Т2.  Тока срабатывания выбирается по условиям

где  =1,1.

Из двух значений принимается большее.

Выдержка времени определяется как и выдержка времени второй ступени токовой защиты на полные токи фаз.  Обычно не превышает 0,5 с.

Третья ступень защиты — максимальная токовая за­щита нулевой последовательности.

При повреждениях на землю в точках  и  ток нулевой последовательности с высшей сто­роны трансформаторов Т2 и ТЗ отсутствует, поэтому защиту А₀4 и А₀5  выполняют без выдержки времени

Выдержки времени ;  и  защит А₀1—А₀3 выбирают по ступенчатому принципу. Так как , то токовую защиту ну­левой последовательности на головных участках можно выполнить более быстродейст­вующей, чем токовую защиту с включением реле на полные токи фаз.

В нормальном режиме и при многофазных КЗ в реле проходит только ток небаланса

Ток срабатывания ре­ле можно по условию

Максимальный ток небаланса протекает по реле при КЗ.

Ток небаланса определяется по формуле.

,

где ε = 10 % — максимальная погрешно­сть трансформаторов тока,

 =0,5 … 1,0  — учетом коэффициента их однотипности

 — установившийся ток внешнего трехфазного короткого замыкания при повреждении в начале следующего участка. (для защиты A₀2 в точке ).

Когда выдержка времени защиты менее =0,3 с, при определении тока небаланса следует учи­тывать апериодическую составляющую

где =2 при времени действия защиты до =0,1 с и =l,5 при 0,1<=<=0,3.

где =1,25 — коэффициент отстройки, учитывающий  погреш­ность и необходимый запас.

Если чувствительность защиты недостаточно, то ее можно повысить если принять .

При этом внешние многофазные КЗ отклю­чаются со временем, меньшим времени действия токовой защиты нулевой последовательности. Ток небаланса от токов КЗ в реле нулевой защиты можно не учитывать. В этом случае достаточно ее ток срабатыва­ния выбирают по расчетному току небаланса в нормальном режиме

=.

 Ток  значительно меньше тока , поэто­му при внешних многофазных КЗ измерительный орган защиты срабатывает. Для обеспечения возврата реле после отключения внешних коротких замыканий при выборе тока сраба­тывания учитывается коэффициент возврата k_B:

коэффициенты , — такие же как и у МТЗ на полные токи фаз.

=1,1-1,2;

Защита нулевой последовательности по сравнению с защитой на полные токи фаз имеет меньшую выдержку времени и большую чувствительность.

 

Защита трансформаторов и автотрансформаторов от сверхтоков

Защита трансформаторов и автотрансформаторов от сверхтоков является резервной защитой, предназначенной для отключения их от источников питания как в случаях повреждений самих трансформаторов (автотрансформаторов) и отказа основных защит, так и при повреждениях смежного оборудования и отказах его защиты или выключателей. При отсутствии Специальной защиты шин защита трансформаторов (автотрансформаторов) от сверхтоков осуществляет также защиту этих шин.
В качестве защиты от сверхтоков при междуфазных к. а. используются максимальная токовая защита, максимальная токовая защита с пуском от напряжения, максимальная направленная защита, максимальная токовая защита обратной последовательности. Для защиты от сверхтоков при однофазных к. з. используются максимальная токовая и максимальная направленная защиты нулевой последовательности.
Защита от сверхтоков при междуфазных к.з. устанавливается со стороны источника питания, а при нескольких источниках питания со стороны главных источников.
Защита от сверхтоков при однофазных к.з. устанавливается со стороны обмоток, соединенных в схему звезды с заземленной нулевой точкой.
На рисунке 5 приведены примеры размещения защиты от сверхтоков повышающих трансформаторов и автотрансформаторов. На двухобмоточном трансформаторе (рисунок 5, а) предусматривается защита от сверхтоков при междуфазных к.з. со стороны шин генераторного напряжения с действием на все выключатели трансформатора и максимальная токовая защита нулевой последовательности со стороны обмотки ВН с действием на выключатель этой обмотки.

Рисунок 5 – Пример размещения защиты от сверхтоков на повышающих трансформаторах, двухобмоточном (а) и трехобмоточном (б):
1T — трансформаторы тока соединены в схему фильтра токов нулевой последовательности; 2Т и 3Т — трансформаторы тока соединены в схему полной или неполной звезды; Т0 — защита нулевой последовательности; Т — защита от междуфазных к. з.

На трехобмоточном трансформаторе при отсутствии питания со стороны обмотки среднего напряжения (рисунок 5, б) устанавливаются два комплекта защиты от сверхтоков при междуфазных к.з.: один со стороны среднего напряжения с действием на выключатель обмотки этого напряжения и второй со стороны шин генераторного напряжения с двумя выдержками времени. С одной выдержкой времени защита действует на отключение выключателя со стороны обмотки ВН, а с другой (большей) — на отключение всех выключателей трансформатора. Кроме того, со стороны обмотки ВН устанавливается максимальная токовая защита нулевой последовательности.
Аналогично выполняется защита от сверхтоков при междуфазных к.з. автотрансформаторов, при отсутствии питания со стороны среднего напряжения. Максимальная защита нулевой последовательности автотрансформаторов устанавливается со стороны высшего и среднего напряжений, причем одна из них выполняется направленной.

Рисунок 6 – Примеры размещения защиты от сверхтоков при междуфазных к. з. на понижающих трансформаторах:
а— двухобмоточном; б — трехобмоточном при отсутствии питания со стороны обмотки среднего напряжения; в — двухобмоточном, питающем две секции шин; IT, 2T и ЗТ — трансформаторы тока соединены в схему неполной звезды.

На рисунке 6 приведены примеры размещения защиты от сверхтоков понижающих трансформаторов. На двухобмоточном трансформаторе с односторонним питанием (рисунок 6, а) устанавливается один комплект защиты со стороны источника питания, действующий на отключение всех выключателей. На трехобмоточном трансформаторе с односторонним питанием (рисунок 6, б) устанавливаются два комплекта защиты. Один комплект со стороны обмотки НН, который действует на отключение выключателя этой обмотки. Второй комплект со стороны обмотки ВН действует с двумя выдержками времени, с меньшей — на отключение выключателя обмотки СН и с большей — на отключение всех выключателей трансформатора.
Аналогично выполняется защита понижающих автотрансформаторов при отсутствии питания со стороны обмотки среднего напряжения.
На двухобмоточном трансформаторе, питающем две секции шин, например, через сдвоенный реактор (рисунок 6, в), устанавливаются три комплекта защиты; один — со стороны источника питания и два — со стороны каждого ответвления к секциям шин.
Для защиты трансформаторов и автотрансформаторов применяется так же максимальная токовая защита с пуском от напряжения и максимальная токовая защита обратной последовательности.

Рисунок 7 – Принципиальная схема максимальной токовой защиты с пуском от напряжения.

Принципиальная схема максимальной токовой защиты с пуском от напряжения приведена на рисунке 7. Как видно из схемы, плюс оперативного тока подается на контакты токовых реле Т от пускового органа напряжения, который состоит из фильтр-реле напряжения обратной последовательности типа РНФ-1 (Н2 и ФНОП) и реле минимального напряжения Н. Напряжение на реле Н подается через контакт реле Н2 включенного через фильтр напряжения обратной последовательности ФНОП.
При всех видах двухфазных к. з. вследствие возникновения напряжения обратной последовательности реле Н2 срабатывает и снимает напряжение с реле Н, которое при этом также срабатывает и подает плюс на контакты токовых реле Г (через промежуточное реле П).
При трехфазных к.з. напряжение обратной последовательности отсутствует, и поэтому реле Н2 не работает. Однако в этом случае работает реле Н, включенное на междуфазное напряжение, вследствие снижения напряжения на всех фазах.
Кроме реле напряжения и тока, схема включает в себя промежуточное реле П и реле времени В.
Принципиальная схема максимальной токовой защиты обратной последовательности приведена на рисунке 8.

Рисунок 8 – Принципиальная схема максимальной токовой защиты обратной последовательности с приставкой для защиты от трехфазных к.з.

Схема состоит из фильтр-реле тока обратной последовательности типа РТ-2 (Т2 и ФТОП) и реле времени В. В таком виде защита действует только при несимметричных к.з. Поэтому часто для обеспечения действия защити при трехфазных к. з. токовую защиту обратной последовательности дополняют приставкой, состоящей из одного токового реле Т и одного реле минимального напряжения Н (рисунок 8). Приставка действует на то же реле времени.

Токовая защита обратной последовательности. Для генераторов средней и большой мощности токовая защита с блокировкой по напряжению не обеспечивает требуемой чувствительности

Для генераторов средней и большой мощности токовая защита с блокировкой по напряжению не обеспечивает требуемой чувствительности, в особенности при дальнем резервировании. Поэтому для защиты таких генераторов от внешних замыканий применяется токовая защита обратной последовательности.

Как указывалось выше, для защиты генераторов мощностью (30–60)МВт от внешних несимметричных замыканий используется двухступенчатаятоковая защита обратной последовательности. Защита выполнена на двух реле тока KA2 и KA3, подключенных к фильтру токов обратной последовательности (рис. 5.4).

Рис. 5.4. Двухступенчатая токовая защита обратной последовательности:

а) цепи переменного тока;

б) цепи напряжения;

в) цепи оперативного постоянного тока.

Токовое реле первой ступени КА2 должно обеспечивать требования ближнего и дальнего резервирования:

I _сз^1ст = (0,3 – 0,7) I_ном.

Реле второй ступени КАЗ предназначено для сигнализации возникновения несимметричной нагрузки в сети:

I _сз^2ст = (0,08 – 0,1) I_ном.

Реле КА1 и КV обеспечивают действие защиты при симметричных замыканиях.

На турбогенераторах мощностью 60 МВт и более для защиты от внешних несимметричных коротких замыканий применяется четырехстпенчатаятоковая защита обратной последовательности.

Рис. 5.5.Структурная схема четырехступенчатой токовой защиты обратной последовательности

Четырехступенчатая токовая защита обратной последовательности включает в себя две отсечки, сигнальный, пусковой и интегральные органы (Рис. 5.5).

Информация о токе с выхода фильтра токов обратной последовательности ФТОП через входные преобразователи ВП подается в схему. Чувствительная отсечка I предназначена для дальнего резервирования, грубая отсечка II – для ближнего резервирования, интегральный орган ИО – для защиты генератора от перегрузки токами обратной последовательности, сигнальный орган СО – для сигнализации о возникновении несимметричной перегрузки.

Ток срабатывания отсечки II выбирается по выражению:

,

где k_ч = 1,5 – требуемый коэффициент чувствительности,

— сверхпереходный ток обратной последовательности при КЗ на выводах генератора.

Применять более высокий коэффициент чувствительности не рекомендуется во избежание излишних срабатываний при КЗ за трансформатором. Выдержка времени отсечки II принимается равной 0,3 с.

Применение отсечки II необходимо на энергоблоках с выключателем в цепи генератора, где она обеспечивает сохранение в работе трансформатора блока и питание собственных нужд при повреждении генератора и отказе основной защиты. На энергоблоках без выключателей в цепи генератора установка отсечки II необязательна.

Ток отсечки I выбирается из условий обеспечения необходимой чувствительности при двухфазном КЗ в конце зоны резервирования и согласования с резервными защитами от междуфазных КЗ. Отсечка I с первой выдержкой времени, отстроенной от выдержки времени резервных защит присоединений, действует на деление шин, а со второй, принимаемой на ступень селективности больше первой, — на отключение генераторного выключателя или выключателя блока.

Интегральный орган защиты имеет характеристику срабатывания, соответствующую перегрузочной способности генератора к токам обратной последовательности, и запускается пусковым органом ПО.

I _{2 сраб. ПО} = (0,08 – 0,24) I_ном.

Ток срабатывания сигнального органа принимается равным

I _{2 сраб. СО} = 0,09 I_ном,

выдержка времени должна быть больше времени действия резервных защит блока.

защита обратной последовательности — это… Что такое защита обратной последовательности?

защита обратной последовательности

эл. negative (phase-) sequence protection

Большой англо-русский и русско-английский словарь. 2001.

• защита обмотки возбуждения
• защита окружающей среды

Смотреть что такое «защита обратной последовательности» в других словарях:

• токовая защита обратной последовательности — — [Я.Н.Лугинский, М.С. Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] 3.2.77. На блоках с генераторами мощностью 160 МВт и более с непосредственным охлаждением проводников обмоток… …   Справочник технического переводчика

• максимальная токовая защита обратной последовательности (КОД ANSI — 46) — максимальная токовая защита обратной последовательности Защита от небаланса фазных токов или обрыва фаз Код ANSI 46 [Источник] максимальная защита обратной последовательности Защита от небаланса фазных токов [Техническая коллекция Schneider… …   Справочник технического переводчика

• защита максимального напряжения обратной последовательности (КОД ANSI — 47) — защита максимального напряжения обратной последовательности Защита по напряжению обратной последовательности для обнаружения обратного направления вращения вращающейся машины Код ANSI 47 [Источник] максимальная защита напряжения обратной… …   Справочник технического переводчика

• ток обратной последовательности — [Интент] Тематики релейная защита EN negative sequence currentnegative sequence current …   Справочник технического переводчика

• направленная токовая защита нулевой последовательности — — [В. А.Семенов. Англо русский словарь по релейной защите] Нулевая последовательность фаз. Согласно теории симметричных составляющих любую несимметричную систему трех токов или напряжений обозначим их А, В, С можно представить в виде трех… …   Справочник технического переводчика

• подряд идущие биты последовательности, полученной с помощью регистра сдвига с линейной обратной связью — — [http://www.rfcmd.ru/glossword/1.8/index.php?a=index d=23] Тематики защита информации EN consecutive bits of linear feedback shift register sequence …   Справочник технического переводчика

• регистр сдвига с линейной обратной связью — РСЛОС Простая и эффективная математическая модель, позволяющая создавать псевдослучайные последовательности. Используется во многих генераторах ключей для создания последовательностей с необходимыми свойствам.… …   Справочник технического переводчика

• ТЗОП — токовая защита обратной последовательности энерг …   Словарь сокращений и аббревиатур

• напряжение — 3. 10 напряжение: Отношение растягивающего усилия к площади поперечного сечения звена при его номинальных размерах. Источник: ГОСТ 30188 97: Цепи грузоподъемные калиброванные высокопрочные. Технические условия …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• ток — ((continuous) current carrying capacity ampacity (US)): Максимальное значение электрического тока, который может протекать длительно по проводнику, устройству или аппарату при определенных условиях без превышения определенного значения их… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• ток короткого замыкания — 3.8 ток короткого замыкания Isс: Максимальное действующее значение тока короткого замыкания, воздействию которого электрооборудование может подвергаться во время эксплуатации. Примечание Значение тока короткого замыкания согласно 23.2 ГОСТ Р… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Защита генераторов и блоков | Энергетика

В соответствии с ПУЭ на современных турбогенераторах уста­навливаются следующие защиты:

Продольная дифференциальная защита.

Защита является основной быстродействующей защитой, дейс­твует, без выдержки времени при междуфазных повреждениях в гене­раторе и на выводах в зоне между трансформаторами тока дифзащи­ты. При условии достаточной чувствительности защита может реаги­ровать также на двойные замыкания на землю, когда одна точка за­мыкания на землю находится в зоне действия дифзащиты генератора.

Поперечная дифференциальная защита.

Устанавливаются на турбогенераторах, имеющих выведенные параллельные ветви обмотки статора каждой фазы.

Защита действует без выдержки времени при витковых замыка­ниях в обмотке статора.

Защита от замыканий на землю в обмотке статора.

Для защиты генераторов, работающих на сборные шины напряже­нием выше 1 кВ, от однофазных замыканий в обмотке статора пре­дусматривается токовая защита, реагирующая на полный ток замыка­ния на землю или на его составляющие высших гармоник. Защита отстроена от переходных процессов и действует:

– при емкостном токе замыкания на землю 5 А и более – на отключение всех выключателей генератора и гашение его поля;

– при емкостном токе замыкания на землю менее 5 А – на сигнал.

На генераторах, работающих в блоке с трансформатором (ав­тотрансформатором),мощностью более 30 МВт предусматривается за­щита от замыканий на землю в цепи генераторного напряжения, ох­ватывающая, как правило, всю обмотку статора.В зону действия за­щиты входит также обмотка низкого напряжения блочного трансфор­матора и ошиновка генераторного напряжения.

При мощности генератора блоков 30 МВт и менее применяется защита, охватывающая не менее 85% обмотки статора со стороны ли­нейных выводов генератора.

Защита действует с выдержкой времени не более 0,5 сек на отключение блока.

Токовая защита обратной последовательности.

Она является обязательной для современных турбогенераторов для защиты от протекания токов обратной последовательности.Время действия защиты определяется тепловой характеристикой генерато­ра. Защита, как правило, выполняется с выдержкой времени,зависи­мой от величины тока обратной последовательности (чем больше ток

обратной последовательности,  тем быстрее должен  быть  отключен

генератор).   В отдельных случаях защита выполняется ступенчатого

действия по току и по времени.

Защита от внешних симметричных к.з..Эта защита выпол­няется на реле сопротивления. В старых схемах защита выполняется в виде одного токового реле с пуском напряжения. Защита действу­ет на отключение с выдержкой времени.

Защита от несимметричных токов перегрузки генератора. Используется чувствительная ступень защиты обратной последова­тельности и действует с выдержкой времени на сигнал.

Защита от симметричных токов перегрузки генератора вы­полняется отдельным токовым реле и действует с выдержкой времени на сигнал.

Защита от повышения напряжения предназначена для недо­пущения повышения напряжения более 1,2 Uном. на выводах статора генератора, работающего на холостом ходу.

Повышение напряжения может происходить из-за неисправ­ности системы возбуждения. Защита вводится в действие автомати­чески после перевода генератора на холостой ход и выводится пос­ле включения генератора под нагрузку. Защита действует на гаше­ние поля генератора.

Защита от асинхронного режима (потери возбуждения).

Асинхронный режим возникает, когда генератор остается без возбуждения. Защита выполняется на реле сопротивления и реагиру­ет на изменение направления реактивной мощности, когда при поте­ре возбуждения генератор начинает потреблять реактивную мощность и продолжает нести активную нагрузку.

Защита обмотки ротора от замыкания на землю.

Замыкание в одной точке ротора генератора не является опасным режимом. Однако при появлении второго замыкания обмотки ро­тора на землю повышается ток обмотки ротора, что приводит к ее перегреву. Кроме того, появление двойного замыкания на землю приводит к нарушению симметрии магнитного потока и к сильной вибрации. Поэтому на турбогенераторах с непосредственным охлаж­дением обмотки ротора, как правило, установлена защита от замы­кания обмотки ротора в одной точке типа КЗР-3 с действием на сигнал. По поступлению сигнала такие турбогенераторы должны быть разгружены и отключены.

Для турбогенераторов с косвенным охлаждением обмотки ротора допускается длительная работа с замыканием в одной точке, но с вводом защиты от замыканий на землю в двух точках на сигнал.

Защита ротора от перегрузки током.

Перегрузка ротора током возбуждения возникает при работе регулятора или устройства форсировки возбуждения. Длительное протекание увеличенных токов возбуждения может привести к перег­реву обмотки ротора. Наиболее современной является защита с ин­тегральной характеристикой типа РЗР-1 (выдержка времени зависит от величины тока ротора). Защита состоит из сигнального органа и органа, действующего на развозбуждение и отключение генератора.

На большинстве ранее введенных в эксплуатацию генераторов защита ротора от перегрузки выполнена по принципу косвенного контроля перегрузки, фиксируя повышение напряжения на потенцио­метре, включенном на обмотку ротора. Защита также действует на развозбуждение (расфорсировку) и откл.блока.

На блоках генератор – трансформатор (автотрансформатор) до­полнительно к перечисленным защитам на генераторе устанавливают­ся:

Дифзащита блока,действующая без выдержки времени на отключение блока;

Газовая защита трансформатора и вольтодобавочного трансформатора с РПН от внутренних повреждений. Защита действует на сигнал и отключение блока.

Токовая защита нулевой последовательности от коротких замыканий на землю в сети с заземленной нейтралью. Защита дейс-

твует с первой выдержкой времени на отключение выключателя с вы­сокой стороны блока и со второй выдержкой времени – на отключе­ние блока.

На блоках генератор-трансформатор (автотрансформатор) при наличии выключателя между генератором и трансформатором вместо дифзащиты блока выполнена дифзащита трансформатора (автотранс­форматора), действующая без выдержки времени на отключение бло­ка. В этом случае действие защит генератора переводится на отк­лючение генератора с целью сохранения ответвления на собственные нужды.

На некоторых блоках генератор-трансформатор установлена ре­зервная дифзащита блока.  Защита резервирует дифзащиту генерато­ра, дифзащиту трансформатора и дифзащиту ошиновки высшего напря­жения.  Защита действует с выдержкой времени 0,5 сек на отключе­ние блока.

Защита от отрицательного чередования фаз по току: ключ к защите по току, не зависящему от нагрузки

В современных системах защиты распределительных сетей защиту от отрицательного чередования фаз (NPS) часто отдают предпочтение обычным элементам, таким как перегрузка по току (OC) или замыкание на землю (EF), но По словам Освальдо Кашни, вице-президента NOJA Power LLC, NPS — это невероятно мощная функция, которая добавляет селективности и специфичности схемам защиты с возможностью обнаруживать отказы, полностью пропущенные общими элементами.

Хотя это сложнее для понимания по сравнению со своими собратьями в OC и EF, NPS основан по существу на тех же сигналах, что и обычная максимальная токовая защита. По словам Кашни, чтобы прояснить эту функциональность, важно обратиться к теории симметричных компонентов. Эта теория объясняет, как физические показания фазы для тока, напряжения и фазового угла преобразуются в область последовательности, предоставляя показатели компонентов положительной, отрицательной и нулевой последовательности.

Для высокого уровня понимания симметричных компонентов, он говорит, что считанные значения фаз не имеют гарантированной взаимосвязи между собой.То есть, если вам известен ток в фазе A, это не означает, что вы можете сделать вывод, какой ток присутствует в фазе B или C.

Преобразуя в симметричные компоненты, вы можете взять показания всех трех фаз и преобразовать их в набор из трех элементов (положительной, отрицательной и нулевой последовательности), которые по определению объясняют каждое из значений на всех фазах. Например, если вам известен ток положительной последовательности, вы знаете, каков общий элемент положительной последовательности для всех трех фаз.

При выполнении этого преобразования, независимо от дисбаланса показаний на фазах A, B и C, существует определенная комбинация симметричных компонентов для описания этого сценария, который сохраняет взаимосвязь между показаниями фазы на главном устройстве. В матричной записи:

Матричная запись фазных напряжений (LHS) с компонентами последовательности (RHS) По сути, трехфазные показания (LHS) могут быть получены путем сложения трех компонентов последовательности (RHS).

Три симметричных элемента: положительная последовательность (обозначается нижним индексом 1), отрицательная последовательность (нижний индекс 2) и нулевая последовательность (нижний индекс 0). Это векторные величины, где положительная последовательность предполагает идеально сбалансированную систему с поворотом фазы на 120 градусов в обычном направлении. Отрицательная последовательность такая же, за исключением вращения в обратном направлении и, наконец, нулевая последовательность, в которой нет разделения фаз между ее тремя компонентами

Поскольку мы в принципе знаем отношения между подэлементами в компоненте последовательности, (т.е. Vb, 0 всегда = Va, 0 или Vb, 1 всегда на 120 ° позади Va, 1) нам нужны только значения для Va, 0, Va, 1 и Va, 2, чтобы представить любое возможное состояние напряжений для Va, b, c. То же самое можно сказать и об измеренных токах.

Выполняя это преобразование, мы создаем взаимосвязь между всеми тремя фазами и позволяем нам делать выводы о различных типах неисправностей, основываясь только на этих трех векторах.

Что представляет каждый элемент:

При преобразовании в домен последовательности каждый элемент подразумевает определенный сценарий отказа.

Положительная последовательность рассматривает исключительно сбалансированный ток нагрузки. Избыточная прямая последовательность подразумевает условия перегрузки, поэтому она обычно используется для защиты от перенапряжения или перегрузки по току. В исправной сбалансированной сети должны присутствовать только ток и напряжение прямой последовательности, без каких-либо других элементов. Сравнение угла между напряжением прямой последовательности и током часто используется для определения направления тока для защиты от перегрузки по току.

Элемент нулевой последовательности появляется при подключении одной из фаз к земле.Эта утечка на землю или потеря энергии из системы проявляется как дисбаланс трех фазных токов. Ток нулевой последовательности и остаточный / нейтральный ток тесно связаны следующим уравнением:

Эта связь с током утечки объясняет, почему элементы нулевой последовательности используются для замыканий на землю. Старые системы обнаружения замыкания на землю просто подключали 3 трансформатора тока последовательно по всем фазам. В сбалансированных условиях Irsd (и, следовательно, I0) было бы равно нулю. В условиях замыкания на землю баланс будет потерян с утечкой энергии на землю, что приведет к ненулевому Irsd, при котором реле сработает.

Компоненты нулевой последовательности часто используются для определения направления замыканий на землю, что позволяет инженерам по защите различать истинные замыкания на землю ниже по потоку и симпатические емкостные токи.

Остается последний элемент, отрицательная последовательность. Чтобы понять этот элемент, лучше всего подумать о сценарии отказа, который может быть упущен из-за условий прямой и нулевой последовательности. Что, если произошел разрыв фазы, в целях аргументации, разрыв фазы A?

Ток продолжит течь в оставшихся исправных фазах B и C, но ток в фазе A будет равен нулю.Увеличение энергии, протекающей через фазы B и C, может быть недостаточно высоким для запуска операции перегрузки по току, поэтому прямая последовательность может пропустить короткое замыкание. Предполагая, что обрыв кабеля не касается земли, ток утечки отсутствует, а значит, ток нулевой последовательности / остаточный ток не вызовет срабатывания защиты. Как мы обнаруживаем этот сценарий?

Negative Phase Sequence обнаруживает дисбаланс в сети, который не вызывает потери энергии из системы. Для обрывов проводов или межфазных замыканий NPS обеспечивает чувствительность к сценариям короткого замыкания, которые могут быть пропущены из-за перегрузки по току и замыкания на землю.Дисбаланс между фазами приводит к тому, что NPS не равен нулю, и, установив защиту на основе уровня NPS, мы можем отключиться, даже если одна из фаз имеет пониженный ток, а не только сверхток.

«NPS можно использовать для повышения чувствительности защиты за счет обнаружения сценариев, которые часто упускаются из виду при использовании традиционных методов ретрансляции OC и замыкания на землю», — сообщает управляющий директор NOJA Power Group Нил О’Салливан. «Расширением этой функции является защита обрыва провода ANSI 46 BC, доступная в наших устройствах повторного включения, которая сочетает в себе обнаружение NPS с током положительной последовательности для определения отношения I2 / I1. Это упрощение позволяет упростить настройку реле, поскольку рабочая величина устанавливается в процентах, а не в амперах, что делает функцию жизнеспособной, когда параметры импеданса NPS недоступны инженерам ».

Защита от отрицательной последовательности заполняет пробел в защите, оставленный защитой от перегрузки по току и замыкания на землю, путем обнаружения сценариев обрыва проводов или незаземленных замыканий, таких как замыкания между линиями. Дополнительным преимуществом является нечувствительность к нагрузке — NPS не заботится о токе нагрузки, он влияет только на дисбаланс между фазами, обеспечивая большую специфичность защиты, независимо от того, составляет ли нагрузка 10 А или 10 000 А.

Система реклоузера OSM

NOJA Power обеспечивает стандартную защиту от отрицательной последовательности фаз, а также более часто используемую защиту от перегрузки по току и замыкания на землю. Включая NPS в стандартную защиту сети, инженеры могут быть уверены в повышении безопасности и надежности сети за счет повышения избирательности и точности обнаружения неисправностей. Имея 56 000 установок в 90 странах по всему миру, NOJA Power может поддержать вас в развертывании защиты от отрицательной последовательности фаз в вашей сети, чтобы обеспечить повышение безопасности и надежности.

Для получения дополнительной информации посетите www.nojapower.com.

Что такое реле отрицательной последовательности? — Определение и значение

Определение : Реле, которое защищает электрическую систему от составляющих обратной последовательности, называется реле обратной последовательности или реле дисбаланса фаз. Реле обратной последовательности защищает генератор и двигатель от несимметричной нагрузки, которая в основном возникает из-за межфазных замыканий.

Реле обратной последовательности имеет схему фильтра, которая работает только для компонентов обратной последовательности.Реле всегда имеет настройку на низкий ток, потому что перегрузка по току небольшой величины может вызвать опасные ситуации. Реле обратной последовательности имеет заземление, которое защищает их от замыкания фазы на землю, но не от замыкания фазы на фазу. Междуфазное замыкание в основном происходит из-за компонентов обратной последовательности.

Конструкция реле обратной последовательности показана на рисунке ниже. Z ₁ , Z ₂ , Z ₃ и Z ₄ — это четыре сопротивления цепи, которая соединена в виде моста.Импеданс возбуждается трансформаторами тока. Катушка управления реле подключена к средней точке цепи, как показано на рисунке ниже.

Z ₁ и Z ₃ являются чисто резистивными, а Z ₂ и Z ₄ являются резистивными и индуктивными по своей природе. Импеданс Z ₂ и Z ₄ настроен таким образом, что ток, протекающий через них, всегда отстает на угол 60º от тех, которые протекают через Z ₁ и Z ₃ .Ток, протекающий через переход A, делится на две части: I ₁ и I ₄ . I ₄ отстает на угол 60º относительно I ₁ .

Точно так же ток из фазы B разделяется на переходе C на две равные составляющие: I ₃ и I ₂ , I ₂ , отстающие от I ₃ на 60º.

Ток I ₄ отстает на угол 30º от I ₁ . Аналогично, I ₂ отстает на угол 30º относительно I _B и I ₃ отстает I _B на 30º.Ток, проходящий через соединение B, равен сумме I ₁ , I ₂ и I _Y .

Поток тока прямой последовательности — Векторная диаграмма компонентов прямой последовательности показана на рисунке ниже. Когда нагрузка находится в сбалансированном состоянии, ток обратной последовательности отсутствует. Ток, протекающий через реле, определяется уравнением

Таким образом, реле остается работоспособным в сбалансированной системе.

Поток тока отрицательной последовательности — На рисунке выше показано, что ток I ₁ и I ₂ равны. Таким образом, они отменяют друг друга. Ток I _Y протекает через рабочие катушки реле. Текущее значение уставки реле поддерживается ниже нормального номинального тока полной нагрузки, поскольку небольшой ток перегрузки может вызвать серьезные условия.

Поток тока нулевой последовательности — Ток I ₁ и I ₂ смещены друг относительно друга на угол 60º. Результирующий ток синфазен с током I _Y .Общий ток, в два раза превышающий ток нулевой последовательности, протекает через рабочую катушку реле. Реле может выйти из строя, если подключить ТТ по схеме треугольник. При соединении треугольником через реле не протекает ток нулевой последовательности.

Реле обратной последовательности индукционного типа

Конструкция реле обратной последовательности фаз индукционного типа аналогична конструкции реле максимального тока индукционного типа. Это реле состоит из металлического диска, обычно состоящего из алюминиевой катушки, который вращается между двумя электромагнитами: верхним и нижним электромагнитами.

Верхний электромагнит имеет две обмотки, первичная обмотка верхнего электромагнита соединена со вторичной обмоткой ТТ, подключенного к защищаемой линии. Вторичная обмотка верхнего электромагнита соединена последовательно с обмотками нижнего электромагнита

.

Первичная обмотка реле имеет три вывода из-за центрального отвода. Фаза R запитала верхнюю половину реле с помощью трансформаторов тока и вспомогательного трансформатора, в то время как нижняя половина запиталась фазой Y.Вспомогательный трансформатор настроен таким образом, что их выход отстает на угол 120º вместо 180º.

Работа для токов положительной последовательности — Ток I _R и I _Y протекает через первичные обмотки реле. Ток течет в обратном направлении. Текущие I ’ _R и I’Y равны по величине. Сбалансированный ток удерживал реле в нерабочем состоянии.

Работа для токов обратной последовательности — Ток обратной последовательности I протекает в первичной обмотке реле из-за тока повреждения.

Реле начинает работать, когда величина тока повреждения превышает значение уставки реле.

Обрыв проводов и максимальная токовая защита отрицательной последовательности | NOJA Power

10 декабря 2019 г. — Сценарий кошмаров для инженера по энергетическим системам — это обрыв проводника. Подавляющее большинство элементов защиты сети предназначены для работы при слишком большом фазном токе, но в случае обрыва проводника беспокойство вызывает отсутствие тока.Помимо отключения или отключения нагрузки на выходе, обрыв проводов может вызвать возникновение пожара и остаться незамеченным с помощью обычных релейных методов защиты от перегрузки по току или замыкания на землю. К счастью, понять физику сценария разорванной сети проводов не так уж сложно, и хотя топологии трех- и четырехпроводной распределительной сети дают несколько разные отклики сети, хорошее понимание этих концепций поможет обнаружить и защитить от этого сценария неисправности.

Во-первых, стоит понять теорию симметричных компонентов Fortescue, которую мы можем использовать для сопоставления измеренных фазных токов и напряжений с компонентами положительной, отрицательной и нулевой последовательности. Этот процесс отображения позволяет нам игнорировать дисбаланс между фазами во время неисправностей, что значительно упрощает процесс анализа неисправностей. По сути, большинство методов защиты от переменного тока используют этот процесс преобразования для обнаружения неисправностей.

Где:

Вводя значения для каждого измерения фазора, мы можем получить величину и фазу каждого из компонентов последовательности. В идеальном теоретическом мире исправный распределительный фидер не должен демонстрировать дисбаланса и, следовательно, должен иметь только ток прямой последовательности. Вы можете подтвердить это, подставив в уравнения набор сбалансированных векторов тока и увидев, что результат прибавляется к нулю для каждого уравнения, кроме положительной последовательности.

В мире распределения переменного тока симметричные компоненты не ограничиваются только токами. Напряжения и импедансы также могут быть представлены в формате компонентов последовательности, что значительно упрощает анализ неисправностей. Более полный трактат по этому вопросу можно прочитать здесь: Защита электрических сетей , но когда мы рассматриваем случай обрыва проводов, важно признать, что:

• Источники напряжения ограничены элементами положительной последовательности
• Существует эквивалентное сопротивление положительной, отрицательной и нулевой последовательности для распределительной сети

Рассматривая сценарий обрыва проводника, давайте сначала рассмотрим, что происходит в трехпроводной системе.

Рисунок 1 — Трехпроводная система с поврежденным проводником в фазе A

В качестве первого шага анализа стоит понять, что означает обрыв проводника для каждого из фазных токов. При прерывании фазы A, как показано на рисунке 1, мы эффективно устраняем ток, протекающий через эту фазу. Несмотря на попытки трехфазных генераторов протолкнуть ток по линиям, мы можем предположить, что ток не течет, в результате чего возникает явный дисбаланс.Мы можем переписать схему следующим образом:

Рисунок 2 — Трехпроводная схема с обрывом проводника в фазе А

Для опытного инженера по защите рисунок 2 очень напоминает анализ межфазного замыкания, что в целом имеет смысл. При межфазном замыкании неповрежденная фаза будет иметь бесконечный импеданс по сравнению с коротким замыканием между двумя другими проводниками. Единственное отличие состоит в том, что при КЗ между фазами мы учитываем только полное сопротивление линии, а при обрыве проводника мы учитываем полное сопротивление нагрузки. Что касается замыканий между фазами, для сценария обрыва проводника на трехфазной линии наша эквивалентная схема становится:

Рисунок 3 — Эквивалентная схема, трехпроводная сеть с поврежденным проводником

Это дает нам несколько ключевых наблюдений.

1. При обрыве проводника ток прямой последовательности совпадает с током обратной последовательности. Когда проводник не разорван, его 100% положительная последовательность и 0% отрицательная последовательность.
2. Токи прямой и обратной последовательности рассчитываются с использованием одного и того же импеданса.
3. Нагрузка все еще может быть достаточно высокой, чтобы i ₁ не превышал уровень срабатывания перегрузки по току — опасно.

Современные цифровые реле защиты часто предлагают как защиту от отрицательной последовательности фаз, так и защиту от перегрузки по току. Для трехпроводного случая мы можем видеть, что ожидаемая составляющая обратной последовательности фаз зависит от полного сопротивления нагрузки в сценарии с обрывом проводника. Следовательно, фактический результирующий ток обратной последовательности зависит от топологии нагрузки во время неисправности. В целях прагматизма мы могли бы считать, что теоретически сеть должна показывать очень низкий ток обратной последовательности в исправном состоянии, поэтому мы могли бы правдоподобно использовать это как обоснование для установки довольно низкой рабочей точки для NPS.Это может сработать в простых сценариях, но когда становится проблемой оценка степени защиты между несколькими устройствами, отказ от фазы ниже по течению к фазе в следующей зоне может проявляться как сбой NPS в зоне выше по потоку, что приводит к состоянию гонки между чрезмерно чувствительными NPS в вышестоящее устройство и обычная функция максимальной токовой защиты в автоматическом выключателе, ближайшем к месту повреждения.

Когда сложно собрать информацию об импедансе, мы можем полагаться на соотношение i ₁ = i ₂ в трехфазной системе во время повреждения проводника.Когда происходит обрыв проводника, в идеальной теоретической модели:

Или в процентах:

Назначенный код защиты ANSI 46BC (сломанный проводник), это отношение отрицательной последовательности к положительной исключает зависимость импеданса из расчета.Таким образом, независимо от нагрузки, у нас есть чувствительность к состоянию повреждения обрыва проводника. Для эффективного обнаружения сценария обрыва проводника в трехфазной сети, и очень редко для любого нормального сетевого сценария в трехфазной сети будет превышение 20% тока отрицательной последовательности для положительной последовательности. По сути, это обычная начальная настройка для этой функции в полевых условиях, обеспечивающая градацию с элементами перегрузки по току, с учетом случаев разрыва фазы.

Распространенный в топологиях сетей Северной Америки и распределительных сетях НН в Австралии, четырехпроводный трехфазный дает несколько иной результат при рассмотрении эффектов прерывания фазы.

Добавляя нейтральный проводник, мы усложняем расчет, потому что нейтраль становится проводником тока в несимметричных условиях. Часто это является соображением проектирования, позволяющим обеспечить непрерывность обслуживания двух третей потребителей в случае низковольтного напряжения, если в одной фазе произойдет сбой, но добавляя проводник, мы уменьшаем наше соотношение с i ₂ до i ₁ в сценарий сломанного проводника. Включив нейтральный проводник, мы вводим эффект импеданса нулевой последовательности:

Рисунок 5 — Эквивалентная схема для сломанного проводника в четырехпроводной трехфазной сети.

Опять же, мы сталкиваемся с эквивалентной сетью, которая очень похожа на двойное замыкание линии на землю, за исключением того, что мы рассматриваем импедансы нагрузки, а не импедансы линий.Предположим, что импеданс источника ничтожно мал по сравнению с нагрузкой, поэтому при упрощении мы имеем:

Ключевое различие между четырехпроводной и трехпроводной системами во включении нулевой последовательности в результирующий расчет. Расчет для i ₁ :

И если предположить, что i ₂ отрицательно, и принимая топологию как текущий делитель:

Чтобы рассчитать минимальное соотношение оборванных проводов в четырехпроводной системе, нам необходимо знать полное сопротивление нагрузки как нулевой, так и обратной последовательности. Как правило, импеданс нулевой последовательности больше, чем импеданс обратной последовательности, поэтому | i ₂ / i ₁ | коэффициент не равен нулю, но при отсутствии информации об импедансе нагрузки лучше эмпирически оценить полевые данные перед применением функции 46BC. Предыдущее обслуживание предполагает, что 20% | i ₂ / i ₁ | Коэффициент достаточен для чувствительности в четырехпроводных сетях, но не защищен от ложных отключений в сильно несбалансированных сетях.

«Несмотря на то, что наша система обнаружения обрывов проводов является сложной для понимания, ее легко настроить, нужно только запрограммировать соотношение между токами прямой и обратной последовательности», — говорит управляющий директор NOJA Power Group, «которое мы обычно рекомендуем составлять 20%.Его даже можно настроить на подачу сигнала тревоги вместо отключения, чтобы подтвердить эту концепцию в вашей сети ».

Обнаружение обрыва проводника в распределительной сети — это сценарий, который можно надлежащим образом обнаружить с помощью тока обратной последовательности. При использовании только NPS для соответствующего расчета необходимо знать полное сопротивление обратной последовательности нагрузки. Особый случай существует для трехпроводных сетей, где импедансы нагрузки прямой и обратной последовательности компенсируются в сценарии обрыва фазы, что позволяет коммунальным предприятиям с 3-проводными распределительными сетями использовать | i ₂ / i ₁ | ANSI 46 Защита от обрыва проводника при отсутствии данных об импедансе нагрузки.

Для 4-проводных систем расчет становится несколько более сложным, но может быть аппроксимирован эмпирическими данными, дающими инженерам представление о потенциально опасном сценарии обрыва проводника.

Система реклоузера OSM

NOJA Power оснащена полным набором элементов защиты от отрицательной последовательности фаз и обрыва проводника, что позволяет коммунальным предприятиям извлекать выгоду из имеющихся у них активов и обеспечивать чувствительность к этой опасной категории неисправностей с незначительными затратами.Чтобы узнать больше, посетите www.nojapower.com.au или обратитесь к местному дистрибьютору NOJA Power.

Список литературы

• Elneweihi, A.F., Feltis, M. W., Schweizer, E.O., © 1993, «Применение элемента перегрузки по току отрицательной последовательности и координация в защите распределения», IEEE Transactions on Power Delivery, Vol 8, no 3,
• Преве, К.© 2006, «Защита электрических сетей», ISTE Ltd, ISBN-13: 978-1-

  9-06-04

Повысьте уровень защиты вашей энергосистемы с помощью реле отрицательной последовательности

В области релейной защиты, максимальной токовой защиты это самая простая и необходимая схема. Фазовая и остаточная защита довольно распространены в промышленности. Фазовые элементы следует настраивать осторожно, чтобы обеспечить защиту оборудования, находящегося ниже по потоку, но ни в коем случае не ограничивать ток нагрузки.Остаточные элементы можно установить более чувствительными, чем фазные реле, поскольку они не ограничивают ток нагрузки. Между этими двумя легко забыть о защите обратной последовательности.

Конечно, это звучит довольно абстрактно, однако его преимущества делают его довольно полезным. Неисправности, не связанные с землей, приводят к неработоспособности любой формы остаточной защиты, в то время как межфазное замыкание недостаточно большой по величине может никогда не сработать фазовые реле. В такой ситуации обратная последовательность — лучшее предложение.Это промежуточная схема защиты.

Когда рассматривается защита от обратной последовательности?

Очень важно настроить реле обратной последовательности для обнаружения замыканий на землю между фазой низкого напряжения на подстанциях с защитой от источника. Поскольку это несимметричное замыкание проявляется как замыкание между фазами на стороне высокого напряжения трансформатора треугольник-звезда (около 57% замыкания фазы на землю), реле обратной последовательности может быть установлено для обнаружения замыкания. Без него для обнаружения неисправности потребовалось бы реле максимального тока фазы, что привело бы к гораздо более низкому срабатыванию срабатывания, что привело бы к проблемам с превышением нагрузки.

Эти реле также могут быть настроены для контроля дистанционных элементов в дистанционных реле (глядя в систему передачи).

Как установить реле обратной последовательности

1. Найдите часть системы, в которой вы хотите реализовать защита от обратной последовательности. Определите устройство, в котором вы хотите установить элементы обратной последовательности.
2. Теперь определите реле максимальной токовой защиты, расположенное непосредственно ниже по потоку.
3. Найдите ток срабатывания максимального тока фазы этого реле. Умножьте его амперы на \ sqrt3.
4. Для реле Schweitzer присвойте это результирующее значение его датчику 51Q. Его логика использует 3I_2, где I_2 — ток обратной последовательности. Тип кривой и шкала времени могут соответствовать значениям реле, расположенного ниже по потоку.
5. Для реле GE разделите ток, полученный на шаге 3, на 3 и присвойте это значение его элементу срабатывания 51Q.
6. Если вы хотите расширить эту схему защиты перед реле, используйте новые настройки в качестве справочной информации для координации с другими реле обратной последовательности.

Имейте в виду, что установка отрицательных последовательностей в зоне, в которой уже есть множество схем защиты от сверхтока, может вызвать большую путаницу. Инженер P&C может установить его по усмотрению.

Сводка

1. Отрицательные последовательности, в отличие от элементов максимального тока фазы, могут быть настроены на срабатывание при более низких значениях тока без риска ограничения тока нагрузки.
2. Полезно при обнаружении несбалансированных неисправностей в системе.

Поддержите этот блог, поделившись статьей

Направленная перегрузка по току отрицательной последовательности (67Q) — Справочник по энергетике и форум

By Cliff Uktolseja · 14 ноября, 2020 · Оставить комментарий

1.Введение

Инженеру по защите важно понимать симметричные компоненты. Цифровые многофункциональные числовые реле используют симметричные составляющие напряжения и токи для большого количества функций защиты, таких как направленная максимальная токовая защита обратной последовательности 67Q, направленная максимальная токовая защита на землю 67G, направленная максимальная токовая защита трехфазного тока 67P, 46,47, 50G. Например, цифровая система защиты и управления фидером Beckwith, модель M -7651A, показанная ниже на Рисунке 1.1 (более подробную информацию см. На сайте www. beckwithelectric.com).

В этой статье обсуждается функция направленной максимальной токовой защиты обратной последовательности (67Q) цифрового реле защиты и вычисляется напряжение и ток, измеряемые защитными реле при несимметричных состояниях системы, таких как однофазное замыкание на землю, замыкание на землю и межфазное замыкание. вина.

«Симметричные компоненты» предоставляет практическую методологию для понимания и анализа работы энергосистемы в условиях дисбаланса, а также для понимания функции направленной максимальной токовой защиты обратной последовательности 67Q .«В некотором смысле симметричные компоненты можно назвать языком инженера или техника по реле». В этой статье обсуждается настройка и моделирование применения направленной защиты от перегрузки по току обратной последовательности (67Q) при модернизации защиты и управления распределением. Моделирование было выполнено в семинаре по системам защиты и управления PT Jasa Rekayasa Mandiri (www. jasarekayasamandiri.com) с использованием симулятора JRM-SM-M-7651A

Рисунок 1.1 Однолинейная схема M-7651A (источник: beckwithelectric.com)

2. Симметричные компоненты для направленной максимальной токовой защиты обратной последовательности

В этом разделе мы обсудим симметричные компоненты для направленного применения обратной последовательности и анализа неисправностей из-за дисбаланса.

2.1. Симметричные компоненты

Стандартные уравнения энергосистемы предполагают сбалансированную систему 3Ф. Что делать, если он не сбалансирован? Требуется методика деконструирования несимметричных токов в набор уравновешенных токов для выполнения расчетов.На помощь приходят симметричные компоненты. 101 год назад, 28.06.1918, CL Fortescue of Westinghouse представил AIEE доклад о симметричных компонентах. Каждая фаза напряжения и тока состоит из 3 отдельных компонентов (или последовательностей), так что сумма этих компонентов составляет итог (см. Рисунок 2.1.1):

Хотя фазы неуравновешены, отдельные цепи последовательности сбалансированы. Это позволяет нам перейти от 6 степеней свободы до двух. Любой отдельный компонент последовательности никогда не может существовать отдельно в 1 фазе i.е. если какая-либо последовательность находится в одной фазе, то она должна существовать во всех трех фазах. И каждая составляющая последовательности должна быть одинаковой по величине во всех трех фазах. Ia0, Ib0 и Ic0 также имеют одинаковые фазовые углы. Хотя Ia1, Ib1, Ic1 и Ia2, Ib2, Ic2 не имеют равных фазовых углов, но они всегда разнесены на 120 °, как определено. Векторы нулевой последовательности имеют одинаковую величину и синхронизируются друг с другом. Векторы нулевой последовательности не вращаются последовательно, но вращаются во времени.

Рисунок 2.1.1 Симметричный компонент

Сокращенный метод представления 2 фаз (обычно B и C) с использованием опорной фазы (обычно фазы A), сдвинутой на соответствующий фазовый угол (см. Рисунок 2.1.2). Буква «a» поворачивает вектор на 120 °, а «a ² » поворачивает вектор на 240 °.

Рисунок 2.1.2 Оператор «a» симметричной составляющей

Объединение операторов «а» с фазами последовательности (см. рисунок 2.1.3):

Рисунок 2.1.3. Компонент последовательности симметричного компонента

Величины обратной и нулевой последовательности обычно существуют только во время дисбаланса системы или несбалансированных отказов. Поэтому функции защиты, которые работают с этими величинами, могут быть очень чувствительны.

2.2. Сетевые уравнения для тока и напряжения

Сетевые уравнения для тока выглядят следующим образом. Переписать фазовые уравнения теперь с включенными операторами «an».

Если обозначение фазы отсутствует, предположим, что это относится к фазе и решению уравнений для значений последовательности:

Сетевые уравнения для напряжения выглядят следующим образом:

Если обозначение фазы отсутствует, предположим, что это относится к фазе и решению уравнений для значений последовательности:

2. 3. Пример расчета симметричного компонента

Учитывая следующие несимметричные токи в Амперах из-за замыкания одной линии на землю:

Рассчитайте значения симметричных компонентов по формулам:

Учитывая следующие несимметричные напряжения в кВ из-за короткого замыкания между фазами

Рассчитайте значения симметричных компонентов по формулам:

3. Функция направленной максимальной токовой защиты обратной последовательности (67Q)

В этом разделе мы обсудим направленный элемент отрицательной последовательности модели M-7651A компании Beckwith Digital Distribution and Protection and Control (www.beckwithelectric.com).

3.1. Направленный элемент максимальной токовой защиты обратной последовательности

Каждый элемент направленной максимальной токовой защиты обратной последовательности может быть сконфигурирован как направленный или ненаправленный. Работа в прямом или обратном направлении зависит от настройки максимального угла чувствительности. Рисунок 3.1.1 «Направленная максимальная токовая защита обратной последовательности — направленная характеристика» иллюстрирует настройку элемента на упреждающий поиск несбалансированных КЗ на распределительном фидере.От 60 до 70 градусов — это типичный линейный угол для распределительного фидера. Рисунок 3.1.2. Показывает соотношение фаз между напряжением поляризации и током обратной последовательности для несимметричного короткого замыкания в прямом направлении по отношению к реле в чисто реактивной системе.

Можно активировать до пяти независимых элементов направленной максимальной токовой защиты обратной последовательности, от 67Q # 1 до 67Q # 5. Каждый направленный элемент имеет два угла, угол максимальной чувствительности и диапазон углов.Рисунок 3.1.3. Показывает характеристику направленности при включении диапазона углов. Это характерная особенность зонтика, которая добавляет безопасности при принятии решения о направлении.

Выбор напряжения поляризации — напряжение обратной последовательности V2. Ток срабатывания — это ток обратной последовательности I2. Диапазоны и приращения представлены на рисунке 3.1.5.

3.2. Минимальное напряжение поляризации

Направленный элемент может быть выбран для отключения или блокировки, когда напряжение поляризации падает ниже заданного уровня.Минимальный уровень составляет 5 Вольт, а настройка составляет от 2,0 до 10,0 процентов номинального напряжения. Номинальное напряжение может быть между линией и землей или между линией и землей.

Используйте эту опцию, чтобы предотвратить нежелательное срабатывание в таких случаях, как тяжелая нагрузка в сочетании с дисбалансом стоячей системы. Выберите настройки надежности (срабатывания), если реле находится в слабом месте энергосистемы (т. Е. При низком напряжении обратной последовательности при несимметричных КЗ).

3.3. Характеристика с независимым / обратным временем

Каждый элемент может быть настроен для работы с определенным (рисунок 3. 1.5) или характеристику МТЗ с обратнозависимой выдержкой времени (рисунок 3.1.6.)

Рисунок 3.1.1 Направленная максимальная токовая защита обратной последовательности 67Q — направленная характеристика. (источник: beckwithelectric.com) Рисунок 3.1.2 Направленная максимальная токовая нагрузка отрицательной последовательности 67Q — напряжение поляризации (В ₂ ) и рабочий ток (I ₂ ) для прямого небаланса — чисто реактивные системы (источник: beckwithelectric.com) Рисунок 3.1.3. 67Q Направленная характеристика с включенным диапазоном углов (источник: beckwithelectric.com) Рисунок 3.1.4. Направленная характеристика 67Q с включенным диапазоном углов для Beckwith M-7651A (источник: beckwithelectric.com) Рисунок 3.1.5. 67Q Экран заданных значений времени направленной максимальной токовой защиты обратной последовательности (источник: beckwithelectric.com)

4. Настройка направленной максимальной токовой защиты обратной последовательности

В этом разделе будет обсуждаться настройка и моделирование применения направленной базы перегрузки по току обратной последовательности при модернизации защиты и управления распределительной сети на одной из электростанций (пример).

4.1. Цифровое реле системы настройки

Система настройки, показанная на Рисунке 4.1.1, настройка релейных входов на Рисунке 4.1.2, настройка релейных выходов на Рисунке 4.1.3 и настройка конфигурации напряжения реле на Рисунке 4.1.4.

Рисунок 4.1.1 Настройка системы реле Рисунок 4.1.2 Настройка релейных входов Рисунок 4.1.3. Настройка релейных выходов Рисунок 4.1.4. Настройка конфигурации входа напряжения реле

4. 2. Настройка уставок направленной максимальной токовой защиты обратной последовательности

Уставки 67Q на Рисунке 4.2.1 и направленный вид 67Q на рис. 4.2.2

Рисунок 4.2.1 Заданные значения 67Q Рисунок 4.2.2 Просмотр направленности 67Q

5. Моделирование неисправностей для направленной максимальной токовой защиты обратной последовательности

5.1. Вводимые напряжение и ток для моделирования неисправностей

Введенное напряжение для моделирования выглядит следующим образом:

Рассчитайте значения симметричных компонентов по формулам:

Введенный ток для моделирования выглядит следующим образом

Рассчитайте значения симметричных компонентов по формулам:

Измерение напряжения и тока, а также векторная диаграмма реле M-7651A после подачи тока и напряжения в соответствии с приведенным выше расчетом показаны на рисунке 5. 1,1

Рисунок 5.1.1. M-7651A Измерение и векторная диаграмма напряжения и тока

5.2. Регистратор данных о неисправностях и анализ осциллографа

Регистратор неисправностей

для неисправности № 68 (67Q # 1 10/7/2020, 22.48: 19.599) для моделирования неисправности в разделе 5 показан на рисунке 5.2.1.

Рисунок 5.2.2 Последовательность просмотра событий для неисправности № 2477.

Рисунок 5.2.3 Подробная запись последовательности событий № 2477

Рисунок 5.2.4 Осциллограф исходной формы волны напряжения и тока Номер ошибки.2477

Рисунок 5.2.5 Осциллограф среднеквадратичной формы кривой напряжения и тока Ошибка № 2477

На основе данных регистратора неисправностей, последовательности событий и осциллографа:

Дата неисправности: 07 октября 2020 г.

Обслуживаемый элемент: № 67Q # 1

Время начала: 22.48.14.419 PM

67Q # 1 Пикап в 22:48:19. 500 PM (ток Ia = 10,54 A, Ib = Ic = 0 ампер), Va = 10,21 В)

67Q # 1 Тайм-аут в 22. 48: 19.599 PM (Ia = 15.03 А, Ib = Ic = 0 Ампер, Va = 28,52 В). Задержка: 100.048 мсек.

Рисунок 5.2.1 Регистратор неисправностей для неисправности № 68 (67Q # 1 10/7/2020, 22.48: 19.599) Рисунок 5.2.2 Последовательность просмотра событий № 2477 Рисунок 5.2.3 Подробная запись последовательности событий № 2477 Рисунок 5.2.4 Осциллограф исходной формы кривой напряжения и тока неисправности № 2477 Рисунок 5.2.5 Осциллограф формы кривой среднеквадратичного значения неисправности напряжения и тока № 2477

5.3. 67Q испытание зоны защиты

Тест 67Q для отключения и отключения по блоку выполняется с вторичным опорным напряжением обратной последовательности V2 с нулевым градусом и величиной выше минимального напряжения блокировки V2.Величина тока обратной последовательности I2, превышающая уставку срабатывания срабатывания на несколько градусов в зоне отключения и блокировки 67Q.

Рисунок 5.3.1. Блокировка отключения для V2 = 11,03-0,0 ° V и I2 = 2,03∠60,2 ° A Рисунок 5. 3.2. Срабатывание при V2 = 11,03-0,0 ° V и I2 = 2,03∠58,2 ° A Рисунок 5.3.3. Срабатывание для V2 = 16,47-0,0 ° V и I2 = 4,01∠-30 ° A Рисунок 5.3.4. Срабатывание для V2 = 11,04-0,0 ° V и I2 = 2,03∠-118,7 ° A Рисунок 5.3.5. Блокировка отключения для V2 = 11,03-0,0 ° V и I2 = 2,03∠-120,8 ° A

6. Имитатор JRM-SM-M7651A

Для моделирования применения и тестирования направленной максимальной токовой защиты обратной последовательности используйте симулятор JRM-SM-M7651A.Измерение мощности показано на рисунке 6.1.1. Схема управления представлена ​​на рисунке 6.1.2., А изображение тренажера — на рисунке 6.1.3.

Рисунок 6.1.1. Измерение мощности для симулятора JRM-SM-M-7651A Рисунок 6.1.2. Схема управления симулятором JRM-SM-M-7651A Рисунок 6.1.3. Изображение симулятора JRM-SM-M-7651A

7. Общие технические характеристики Beckwith M-7651A

На рис. 7.1.1, рис. 7.1.2, рис. 7.1.3 и рис. 7.1.4 показаны общие технические характеристики, стандартные и дополнительные функции, однолинейная схема и внешнее подключение системы защиты и управления цифровым распределением Beckwith модели M-7651A. , которые имеют функцию направленной максимальной токовой защиты обратной последовательности и другие функции.Остальные функции защиты (см. Однолинейную схему) необходимы для системы распределения электроэнергии, малой выработки электроэнергии, а также производства возобновляемой энергии, такой как ветряные турбины, малые гидроэлектростанции, фотоэлектрические системы.

Рисунок 7.1.1 Общие характеристики M-7651A Рисунок 7.1.2 Однолинейная схема M-7651A Рисунок 7.1.3 Стандартные и дополнительные функции M-7651A Рисунок 7.1.4 Внешнее подключение M-7651A

Связанные

Реле отрицательной последовательности фаз

и его типы

Когда есть несимметричная цепь, несимметричные токи будут иметь составляющую обратной последовательности фаз.Реле обратной последовательности фаз (или фазового дисбаланса) в основном предусмотрено для защиты генераторов и двигателей от несимметричной нагрузки, которая может возникнуть из-за межфазных замыканий.

По сути, такое реле имеет схему фильтра, которая реагирует только на компоненты обратной последовательности. Так как перегрузка по току небольшой величины может вызвать опасные состояния, становится необходимым иметь низкую уставку таких реле. Несомненно, реле заземления также может обеспечить желаемую защиту, но только в случае короткого замыкания между какой-либо фазой и землей.При междуфазных КЗ реле заземления не может обеспечить необходимую защиту, поэтому требуется реле обратной последовательности.

На рисунке 3.66 показана схема, используемая для реле обратной последовательности. Сеть, состоящая из четырех импедансов Z ₁ , Z ₂ , Z ₃ и Z ₄ равной величины, соединенных в мостовую структуру, получает питание от трех трансформаторов тока. Однополюсное реле с обратнозависимой характеристикой подключается к цепи, как показано на рисунке.Z ₁ и Z ₃ являются неиндуктивными резисторами, а Z ₂ и Z ₄ состоят из сопротивления и индуктивности. Значения Z ₂ и Z ₄ настроены таким образом, чтобы токи, протекающие через них, отставали от импедансов Z ₃ и Z ₁ на 60 °. Предполагается, что реле имеет незначительный импеданс. Ток из фазы R в соединении A поровну делится на две ветви, так как I ₁ и I ₄ , но I ₄ будет отставать от I ₁ на 60 °.

Из рис. 3.67 (a)

I ₁ = I ₄ = I _R / √3 ^. _. ^. I ² _R = I ² ₁ + I ² ₄ + 2I ₁ I ₄ cos 60 °

Точно так же ток из фазы B делится на соединении C на две равные составляющие: I ₃ и I ₂ ; I ₂ отстает I ₃ на 60 °.

I ₂ = I ₃ = I _B / √3

Обратите внимание, что I ₁ опережает I _R на 30 °, а I ₄ отстает от I _R на 30 °. Точно так же I ₂ отстает от I _B на 30 °, тогда как I ₃ опережает I _B на 30 °.

Ток через рабочую катушку реле в соединении B будет равен векторной сумме I ₁ , I ₂ и I _Y .

и.е. I _Реле = I ₁ + I ₂ + I _Y

= I _R / √3 вперед I _R на 30 ° + I _B / √3 отставание за I _B на 30 ° + I _Y …. (3,29)

Поток положительных токов последовательности:

Рис. 3.67 (b) представляет собой векторную диаграмму, когда нагрузка сбалансирована или когда нет тока обратной последовательности. Поскольку ток через реле равен I ₁ + I ₂ + I _Y = 0, потому что I ₁ + I ₂ = — I _Y

Таким образом, в сбалансированной системе реле остается неработоспособным.

Расход — ve Токи последовательности:

На рис. 3.67 (c) представлена ​​векторная диаграмма для токов обратной последовательности. Следует отметить, что в соединении B ток I ₁ и ток I ₂ равны, но противоположны друг другу, поэтому они компенсируют друг друга, и ток I _Y протекает через рабочую катушку реле. Таким образом, реле работает за счет протекания через него тока I _Y . Предусмотрено низкое значение уставки, значительно ниже нормальной номинальной полной нагрузки машины, поскольку сравнительно небольшие значения токов дисбаланса представляют большую опасность.

Поток токов нулевой последовательности:

Ток на переходе B реле представлен на векторной диаграмме [Рис. 3.68 (d)], из которого видно, что токи I ₁ и I ₂ смещены друг относительно друга на 60 °, так что результирующая этих токов находится в фазе с током в фазе Y. Таким образом, полный ток, в два раза превышающий ток нулевой последовательности, будет проходить через реле и, следовательно, вызовет его срабатывание.

Чтобы реле не работало под действием тока нулевой последовательности, трансформаторы тока подключаются по схеме треугольника, поскольку в этом случае ток нулевой последовательности не может протекать в сетевой цепи.

Типы реле отрицательной последовательности фаз:

1. Реле отрицательной последовательности фаз индукционного типа:

Реле этого типа имеет конструкцию, аналогичную конструкции реле максимального тока индукционного типа. Разница заключается только в первичной обмотке, расположенной на центральном плече верхнего электромагнита, который снабжен центральным отводом, соединяющим три вывода 1, 2 и 3 этой обмотки.

Верхняя половина запитана от фазы R через ТТ и вспомогательный трансформатор, а нижняя половина запитана от фазы Y через ТТ. Вспомогательный трансформатор имеет специальную конструкцию (с воздушным зазором в его магнитной цепи), чтобы выходной ток этого трансформатора отставал от входа на 120 ° вместо обычных 180 °, как показано на рис. 3.71 (a).

Работа для токов положительной последовательности:

Из рис.3.71 очевидно, что токи I ‘ _R и I _Y , протекающие через первичную обмотку реле, противоположны, вспомогательный трансформатор устроен так, что I’ _R и I _Y имеют одинаковую величину. . Таким образом, реле остается неработающим для сбалансированной системы.

Работа для токов отрицательной последовательности:

Когда в системе возникает неисправность, приводящая к токам обратной последовательности фаз, через первичную обмотку реле протекает ток I, как показано на рис.3.72 (с). Когда ток, протекающий через первичную обмотку реле, превышает уставку реле, реле срабатывает и отключает цепь.

2. Реле тока отрицательной и нулевой последовательности индукционного типа :

Этот тип реле аналогичен реле обратной последовательности, описанному выше. Реле выполнено с возможностью реагирования на протекание токов нулевой последовательности, также обеспечивая другую обмотку на центральном плече верхнего электромагнита, подключенную к остаточной цепи трех линейных трансформаторов тока, как показано на рис.3.73.

Cos Phi | Действие токов отрицательной последовательности в машинах

---

Токи обратной последовательности образуются из-за несимметричных токов в энергосистеме. Протекание токов обратной последовательности в электрических машинах (генераторах и двигателях) нежелательно, поскольку эти токи могут генерировать высокие и, возможно, опасные температуры за очень короткий период времени, что может повредить изоляцию машин, вызывая их преждевременный выход из строя.

---

Ниже приводится краткий обзор некоторых эффектов, которые токи обратной последовательности могут оказывать на генераторы и двигатели.

Токи отрицательной последовательности

Фазный ток и напряжение в трехфазной системе могут быть представлены в виде трех однофазных составляющих (положительная, отрицательная и нулевая последовательности).

Компоненты прямой последовательности будут иметь вращение составляющих последовательности (вращение вектора) в том же направлении, что и составляющие напряжения и тока энергосистемы, и существуют во время состояния сбалансированной нагрузки.В генераторе, если фазные токи равны, а векторы смещены на 120 ° (обеспечение сбалансированной нагрузки), в энергосистеме протекают только компоненты прямой последовательности.

Когда в системе существует дисбаланс, он присутствует в компонентах напряжения и тока, как по величине, так и по фазовому углу. и вызывают протекание компонентов обратной последовательности в энергосистеме. Эти составляющие обратной последовательности будут иметь ту же величину, что и компоненты прямой последовательности, но в энергосистеме они будут вращаться в направлении, противоположном им.

Компоненты нулевой последовательности, которые протекают во время несбалансированного состояния, заставят ток течь через нейтраль энергосистемы.

Причины и последствия компонентов отрицательной последовательности

Существует ряд условий, которые могут вызвать прохождение трехфазных несимметричных токов в генераторах или генераторах переменного тока. Некоторые из этих причин включают:

• Несбалансированные нагрузки в системе
• Неисправности несимметричной системы (замыкание линии на землю, двухфазное замыкание, тройное замыкание на землю, двойное замыкание на землю)
• Обрыв фазы (обрыв цепи)

Эти компоненты обратной последовательности индуцируют токи двойной частоты на поверхности ротора, щелевых клиньях ротора, стопорных кольцах и обмотках возбуждения ротора машин.Эти дважды индуцированные высокочастотные токи очень сильно повышают температуру ротора и повреждают машину при непрерывной эксплуатации.

Обогрев ротора в электрических машинах

Несбалансированные токи генерируют компоненты обратной последовательности, которые, в свою очередь, создают обратное вращающееся поле (противоположное синхронному вращающемуся полю, которое обычно индуцирует ЭДС в обмотках ротора) в воздушном зазоре между статором и ротором машин. Это обратное вращающееся магнитное поле вращается с синхронной скоростью, но в направлении, противоположном ротору машины.По отношению к поверхности ротора эти вращающиеся в обратном направлении магнитные поля индуцируют токи двойной частоты в корпусе ротора в случае цилиндрических вращающихся машин (генераторы, приводимые в действие паровыми турбинами и двигателями) и индуцируют токи двойной частоты на поверхностях полюсов в случае явного полюса. машины (генераторы с приводом от гидротурбин). Этот результирующий индуцированный ток в роторах будет обеспечивать путь с высоким сопротивлением для нормальных индуцированных токов (генерируемых синхронным вращающимся магнитным полем), что приводит к быстрому нагреву.Этот эффект нагрева, в свою очередь, приводит к потере механической целостности и нарушению изоляции электрических машин в течение нескольких секунд. Поэтому не рекомендуется эксплуатировать машину в несбалансированном состоянии, когда в роторе протекают токи обратной последовательности.

Воздействие на асинхронный двигатель

Подача неуравновешенных токов в асинхронный двигатель может быть вызвана:

• Однофазное
• Реверс фаз
• Неуравновешенность питающего напряжения

В случае асинхронных двигателей дисбаланс 5% может вызвать снижение мощности двигателя на 25%, даже если асинхронный двигатель продолжает получать номинальный ток до разбалансировки.Уменьшение электрической мощности асинхронного двигателя связано с нагревом ротора. Дисбаланс напряжения питания на 3% может увеличить нагрев ротора примерно на 20%. Таким образом, должна быть обеспечена надлежащая защита от неуравновешенных токов в асинхронных двигателях.