Преобразовательная техника
Защита на кольцах ротора от короткого замыкания
Устройство защиты от коротких замыканий на кольцах ротора УЗКЗ предназначено для применения в системах возбуждения синхронных генераторов с целью защиты тиристорных преобразователей, щеточного аппарата и вала генератора от повреждений при коротких замыканиях.
УЗКЗ имеет следующие основные технические характеристики:
| Предельное напряжение возбуждения, В, не более |
2000 |
Предельный ток возбуждения, А, не более для исполнений:
УЗКЗ-1
УЗКЗ-2
УЗКЗ-3
УЗКЗ-4 |
4200
6100
7500
11200 |
| Быстродействие (ограничение времени существования дуги при КЗ на кольцах ротора), с, не более |
0.05 |
| Номинальное значение напряжения питания от трехфазной сети частотой 50 Гц, В |
380 |
| Номинальное значение напряжения оперативного тока, В |
220 |
В состав УЗКЗ входят:
Шкаф управления короткозамыкателем и панель тиристорного короткозамыкателя ПТКЗ;
Шкаф управления короткозамыкателем содержит блок УКЗ управления короткозамыкателем. Схема блока УКЗ унифицирована для всех четырех исполнений УЗКЗа.
Панель ПТКЗ содержит силовую часть УЗКЗ - тиристорный короткозамыкатель ТКЗ - и имеет в зависимости от исполнения УЗКЗ от одной до четырех параллельных ветвей, состоящих из последовательно включенных тиристора и диода.
Устройство и принцип работы
Одним из тяжелых аварийных режимов синхронных генераторов, оснащенных тиристорными быстродействующими системами возбуждения, является КЗ на контактных кольцах ротора. При отсутствии защиты от подобных повреждений происходит разрушение узла токоподвода генератора, выходят из строя тиристорные преобразователи системы возбуждения.
При возникновении КЗ на кольцах ротора УЗКЗ действует следующим образом:
- Выдает команду на перевод тиристорных преобразователей в инверторный режим. Если число параллельно включенных тиристоров в плече моста преобразователя и параметры предохранителей выбраны таким образом, что они выдерживают аварийный ток в течении 10 мс. без повреждений, то достигается защита тиристорных преобразователей.
- Выдает команду на включение тиристорного короткозамыкателя (ТКЗ). При включении ТКЗ под действие падения напряжения на дуге (около 30 В) через него начинает протекать ток. Так как падение напряжения на последовательно включенных тиристоре и диоде в ветви ТКЗ не превышает 5В, дуга шунтируется и погасает. Запасенная в магнитной системе генератора энергия рассеивается в контуре обмотка возбуждения - ТКЗ. Время существования дуги при этом не превышает 50 мс, поэтому значительных повреждений узла токопровода не происходит.
Действие защиты завершается выдачей команды команды на отключение АГП, вследствие чего генератор отключается от сети.
При КЗ на выводах статора генератора в обмотке возбуждения наводится ток,. имеющий апериодическую и периодическую составляющие основной или двойной частоты. Наведенный ток. замыкаясь через тиристорный преобразователь системы возбуждения, приводит к перегреву тиристоров выше допустимых значений. Значение наведенного тока соизмеримо с током срабатывания защиты, однако включение тиристорного короткозамыкателя при этом недопустимо, так как оно не позволит быстро погасить поле генератора. С другой стороны, отстройка тока срабатывания защиты от режима кз на статоре недопустима, так как это приводит к перегреву тиристоров.
Для удовлетворения этих противоречивых требований, защиты выполнена адаптивной к виду КЗ и автоматически изменяет алгоритм работы в зависимости от места возникновения КЗ - на кольцах ротора или выводах статора генератора.
При КЗ на выводах статора защита действует на перевод тиристорных преобразователей в инверторный режим и отключение АГП.
Применение УЗКЗ позволяет исключить или существенно уменьшить повреждение щеточного аппарата генератора и тиристорного преобразователя системы возбуждения при коротком замыкании на кольцах ротора, а так же защитить систему возбуждения при КЗ на выводах статора генератора.
| 
