Совершенствование защиты цепей возбуждения синхронного генератора от замыканий на землю в одной точке на основе наложения импульсов постоянного тока

Алексей Александрович Сёмушкин; Константин Сергеевич Алёшин

Совершенствование защиты цепей возбуждения синхронного генератора от замыканий на землю в одной точке на основе наложения импульсов постоянного тока

Алексей Александрович Сёмушкин, Константин Сергеевич Алёшин

Аннотация

Одним из часто встречающихся видов повреждений цепей возбуждения синхронных генераторов является замыкание на землю в одной точке, опасное дальнейшим переходом в замыкание на землю в двух точках, представляющее собой тяжёлый аварийный режим. В связи с этим, актуален вопрос модернизации и развития защит ротора от замыканий на землю в одной точке, среди которых наиболее совершенными на данный момент времени являются защиты, основанные на наложении низкочастотных импульсов постоянного тока. Проведённый анализ и сравнение различных конфигураций схем наложения тестовых импульсов с использованием как математического, так физического моделирования показывает, что применение схемы с раздельным контролем токов утечки для каждого из полюсов обмотки ротора обеспечивает наилучшие рабочие показатели и возможность реализации ряда дополнительных функциональных возможностей защиты. На основе микропроцессорного устройства релейной защиты и автоматики выполнены макетирование и заводские испытания предложенной защиты с функциями определения места замыкания, измерения напряжения возбуждения и контроля исправности источника импульсов с переводом защиты в режим контроля изоляции методом двух вольтметров.

Ключевые слова

синхронный генератор, обмотка возбуждения, контроль изоляции цепей возбуждения, защита ротора от замыканий на землю в одной точке

Полный текст:

PDF

Литература

Самородов, Ю. Н. Турбогенераторы: аварии и инциденты: техническое пособие / Ю. Н. Самородов. — М.: Элекс-КМ. – 2008. — 469 с.

Hartmann, W. Advanced Generator Ground Fault Protections in Pulp and Paper Mill Applications / W. Hartmann // Beckwith Electric Company. – Florida, USA. – 2016.

Приказ Министерства энергетики Российской Федерации от 13.02.2019 г. №101 “Об утверждении требований к оснащению линий электропередачи и оборудования объектов электроэнергетики классом напряжения 110 кВ и выше устройствами и комплексами релейной защиты и автоматики, а также к принципам функционирования устройств и комплексов релейной защиты и автоматики”.

Светличный, В. Л. Устройство автоматического контроля изоляции цепей возбуждения генераторов / В. Л. Светличный // Электрические станции. – 1958. –№9. – С. 49 – 50.

Гостев, И. В. Устройство защиты от замыкания на землю в одной точке в цепях возбуждения гидрогенератора / И. В. Гостев, Э. А. Сагателова // Электрические станции. – 1959. – № 8. – С. 51 – 53.

Вавин, В. Н. Релейная защита блоков турбогенератор – трансформатор / В. Н. Вавин. – М.: Энергоиздат, 1982. – 256 c.

Воробьев, И. А. Реализация защиты ротора от замыкания на землю при работе генератора с несколькими системами возбуждения / И. А. Воробьев, А. В. Доронин, А. В. Лебедев // Цифровая электротехника: проблемы и достижения: Сборник научных трудов НПП “ЭКРА”. Выпуск I. – Чебоксары: РИЦ “СРЗАУ”, 2012. – С. 54 – 58.

Пат. 2014702. Российская Федерация. МПК H02H7 / 06. Устройство для защиты синхронного генератора от замыкания на землю в одной точке цепи возбуждения / Таджибаев А. И., Соловьев Н. С., Ворохобин С. Б.; заявитель Ленинградский государственный технический университет; патентообладатель Санкт–Петербургский государственный технический университет. – № 4953911/07, заявл. 27.06.1991; опубл. 15.06.1994. – 9 с.

Никонов, И. Ю. Комплекс защиты ротора от замыканий на землю в одной точке / И. Ю. Никонов, А. Ю. Кадыков, Г. В. Егоров // Цифровизация и технологическая независимость электроэнергетики России: сб. докладов VIIIМеждунар. науч. – практ. конф. РЕЛАВЭКСПО. – Чебоксары. – 2025. – С. 21 – 24.

Кобылянский, А. В. Контроль изоляции сетей постоянного тока / А. В. Кобылянский, А. Е. Рубаненко // Электрические станции. – 1989. – № 6. – С. 90 – 92.

Шнеерсон, Э. М. Цифровая релейная защита / Э. М. Шнеерсон. – М.: Энергоатомиздат, 2007. – 549 c.

Марковская, О. В. Разработка системы контроля состояния изоляции и защиты генераторов от повреждений в цепях ротора: автореф. дис. … канд. техн. наук: 05.14.02 / Марковская Ольга Алексеевна – СПб, 2000. – 16 с.

Europдische patentschrift 0654673 Europдisches Patentamt. Int Cl G01R 27/18, G01R 31/02. Verfahren und Einrichtung zur Isolationsьberwachung von ungeerdeten Gleich- und Wechselstromnetzen / K. Schepp; Patentinhaber Dipl. – Ing. Walther Bender GmbH & Co. KG. – DE 4339946, prioritдt 24.11.1993; verцffentlichungstag der anmeldung 24.05.1995, Patentblatt 1995 / 21. – 32 p.

Глебов, И. А. Научные основы проектирования систем возбуждения мощных синхронных машин / И. А. Глебов. – Л: Наука, 1988. – 330 c.