Теоретические сведения

В качестве защиты от междуфазных коротких замыканий в генераторе применяется быстродействующая продольная дифференциальная защита, её схема для одной фазы генератора показана на рис. 1, а.

Рис.2 Схема и принцип действия продольной дифференциальной защиты генератора

Принцип действия защиты основан сравнении величин и фаз токов (и png">) в начале и конце обмотки фазы статора. С этой целью с обеих сторон обмотки статора устанавливаются трансформаторы тока и с одинаковыми коэффициентами трансформации . Их вторичные обмотки соединяются последовательно, как показано на рисунке, разноимёнными полярностями. Дифференциальное реле включается параллельно вторичным обмоткам обоих трансформаторов тока.

При к.з. вне зоны (точка на рис.1. а) первичные токи равны по величине и направлены в одну сторону (к месту к.з.). Распределение вторичных токов в показано на рис. 1, а, ток в реле, при идеальной работе трансформаторов тока и поэтому – защита не работает. В действительности из-за погрешности трансформаторов тока и в реле появляется ток небаланса . Для исключения ложной работы необходимо обеспечить условие

При нагрузке распределение первичных и вторичных токов соответствует условиям внешнего короткого замыкания, ток и защита не действует.

При коротком замыкании в зоне (точка на рис. 1, б) первичные токи к.з. на обеих сторонах обмотки направлены встречно (к месту к.з.). В результате этого вторичные токи в реле суммируются и реле приходит в действие, если . Для прекращения к.з. защита должна отключить генераторный выключатель и АГП.

Поскольку дифференциальная защита генераторов предназначена для действия при междуфазных к.з., она может выполняться по двухфазной схеме. Однако двухфазная защита не может обеспечить отключение генератора при двойных замыканиях на землю. Для быстрого отключения такого повреждения дифференциальная защита генератора должна выполнятся трёхфазной. В целях экономии трансформаторов тока дифференциальные защиты генераторов можно выполнять двухфазными, предусматривая при этом соответствующее исполнение защиты от замыканий на землю, позволяющее ей отключить двойное замыкание на землю.

Зона действия защиты ограничена участком между трансформаторами тока и . При выполнении защиты стремятся расширить её зону; с этой целью трансформаторы тока обычно устанавливают возле непосредственно у выключателя, так чтобы повреждения на всех токоведущих частях от выводов генератора до выключателя выключалась мгновенно дифференциальной защитой.

Обрыв соединительного провода в схеме дифференциальной защиты нарушает баланс токов в реле и вызывает неправильную работу защиты при сквозных к.з. или даже в нормальном режиме. Поэтому токовые цепи защиты должны выполнятся с особой надёжностью. Число контактных соединений в токовых цепях должно быть минимальным, а качество соединений – надёжным.

Вторичные обмотки трансформаторов тока дифференциальной защиты заземляется только у одной группы трансформаторов или ; вторая группа трансформаторов связана с первой и поэтому своего заземления не имеет. При заземлении обеих групп трансформаторов образуется цепь, по которой могут проходить токи, появляющиеся в контуре заземления подстанции, в результате чего возможно неправильное действие защиты.