Заземляющий трансформатор нейтрали генератора



Объявления

Если вы интересуетесь релейной защитой и реле, то подписывайтесь на мой канал

Резистивное заземление нейтрали генератора

Чтобы отправить ответ, вы должны войти или зарегистрироваться

Сообщений 8

1 Тема от alexej p. 2017-03-13 15:44:56 (2017-03-13 17:54:59 отредактировано alexej p.)

• alexej p.
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2014-11-22
• Сообщений: 136
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Тема: Резистивное заземление нейтрали генератора

Добрый день, коллеги!
Нейтраль генератора заземлена следующим образом:
http://rzia.ru/uploads/8706/thumbnail/G0W94_nTstjFgHZ1Ib6B.png
Вопрос, для чего нейтраль заземляется через ТЗН, чем такой способ заземления нейтрали лучше заземления напрямую через резистор, без ТЗН. И как посчитать ток ОЗЗ при таком заземлении нейтрали?
Если я правильно понимаю ток ОЗЗ составит(если пренебречь сопротивлением обмоток генератора):
15750/=21 А
где 409.799 — сопротивление резистора 0.413 Ом приведенное к базисному напряжения 15.75 кВ 0.413*(15.75/0.5)^2=409.7992;
116.5894 — сопротивление трансформатора в Ом 0.047*<15.75^2>/0.1=116.5894.

2 Ответ от matu 2017-03-13 23:25:57

• matu
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2013-02-21
• Сообщений: 716
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Резистивное заземление нейтрали генератора

Вопрос, для чего нейтраль заземляется через ТЗН, чем такой способ заземления нейтрали лучше заземления напрямую через резистор, без ТЗН. И как посчитать ток ОЗЗ при таком заземлении нейтрали?

Резистор в таком случае низковольтный, что дешевле. Ваш расчет определяет активную составляющую тока ОЗЗ.
Вы такую сеть эксплуатируете?

3 Ответ от alexej p. 2017-03-13 23:30:44

• alexej p.
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2014-11-22
• Сообщений: 136
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Резистивное заземление нейтрали генератора

Спасибо за помощь! Нет пока, но в планах перевод сети с изолированной на резистивно заземленную.

4 Ответ от ПАУтина 2017-03-13 23:58:24

• ПАУтина
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2013-12-27
• Сообщений: 2,752
• Репутация : [ 4 | 0 ]

Re: Резистивное заземление нейтрали генератора

Вопрос, для чего нейтраль заземляется через ТЗН, чем такой способ заземления нейтрали лучше заземления напрямую через резистор, без ТЗН. И как посчитать ток ОЗЗ при таком заземлении нейтрали?

ТН не является каким-то специфическим заземляющим элементом типа «уменьшения токов КЗ», на измерении напряжения в нейтрали этого ТН как раз и строится защита от ОЗЗ.

5 Ответ от alexej p. 2017-03-14 08:24:35 (2017-03-14 08:26:04 отредактировано alexej p.)

• alexej p.
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2014-11-22
• Сообщений: 136
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Резистивное заземление нейтрали генератора

ТН не является каким-то специфическим заземляющим элементом типа «уменьшения токов КЗ», на измерении напряжения в нейтрали этого ТН как раз и строится защита от ОЗЗ.

Вы не правильно поняли, я не про ТН, а про ТЗН с резистором во вторичной обмотке, посмотрите схему в 1.

6 Ответ от ПАУтина 2017-03-14 08:38:03

• ПАУтина
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2013-12-27
• Сообщений: 2,752
• Репутация : [ 4 | 0 ]

Re: Резистивное заземление нейтрали генератора

Вы не правильно поняли, я не про ТН, а про ТЗН с резистором во вторичной обмотке, посмотрите схему в 1.

я как раз и имел ввиду Т3 у которого шунтируется вторичная обмотка и 100% защита от ОЗЗ генератора строится на сравнении напряжений ТН и Т3, так .

7 Ответ от alexej p. 2017-03-14 14:42:32 (2017-03-14 14:43:59 отредактировано alexej p.)

• alexej p.
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2014-11-22
• Сообщений: 136
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Резистивное заземление нейтрали генератора

Добавлено: 2017-03-14 15:15:15

Вернее не совсем понял.

ТН не является каким-то специфическим заземляющим элементом типа «уменьшения токов КЗ», на измерении напряжения в нейтрали этого ТН как раз и строится защита от ОЗЗ.

Раз Вы имели ввиду ТЗН, то все таки является специфическим заземляющим элементом,с помощью его подключается заземляющий резистор, но цель как раз напротив увеличить ток ОЗЗ и подавить перенапряжения и феррорезонансных явлений.СТО ГАЗПРОМ2-1.11-070-2006
«2.1.7 резистивное заземление нейтрали сети: Преднамеренное электрическое соединение нейтрали генератора или специального заземляющего трансформатора с заземляющим устройством через активное сопротивление с целью подавления перенапряжений и феррорезонансных явлений при однофазном замыкании на землю».
В предыдущей теме об этом писал Conspirator.

Господа, не путайте ТН, который только отлавливает 3U0 для индикации КЗ на землю со специальными ТСН или «earthing transformer» мощностью до 100кВт и более (выбирается расчетом), нагруженным на мощное сопротивление для создания достаточного тока при однофазном КЗ. В решениях Сименс для генераторов обычные ТН не используются (кроме самых простых защит по U0).

Нашел в Siemens, как Вы и написали, напряжение на ТЗН измеряется для функции 100% защиты от ОЗЗ, но на схеме показано, что ТЗН с двумя вторичными обмотками, на одной подключен нагрузочный резистор, на другой делитель напряжения.На другой измерения с той же обмотки где и нагрузочный резистор.
http://rzia.ru/uploads/8706/thumbnail/HDP2Yzs4Eg9q08iu5SG_.png
http://rzia.ru/uploads/8706/thumbnail/sAMVnROh3bdqJP0Ii_Sr.png
Короче я запутался.

Источник

Защита генератора. Защита статора от повреждений на землю для блоков генератор-трансформатор

Защита генератора. Защита статора от повреждений на землю для блоков генератор-трансформатор

История релейной защиты.
Защита генератора. Защита статора от повреждений на землю для блоков генератор-трансформатор
Автор: Вальтер Шоссиг (W Schossig) >> подробнее об авторе
Статья была опубликована в июньском номере журнала в 2011 году >> о журнале
Перевод с английского: Перевертов Валерий Юрьевич

Первая статья, посвященная защите статора от повреждений на землю, была опубликована в этом журнале осенью 2009г, там были рассмотрены первые защиты и «сфокусировано» внимание на защитах, применяющихся при работе генераторов на сборные шины. С увеличением единичной мощности машин или работе на энергосистему становится важным использование блочных трансформаторов.

90% Защита статора от повреждений на землю

При блочной схеме подключения (генератор-трансформатор) генератор не связан гальванически с системой. Реле напряжения, подключенные к обмоткам заземленного трехфазного ТН, соединенным по схеме «разомкнутого треугольника» или подключенные к трансформатору напряжения, расположенному между нейтралью и землей, позволяют обнаружить повреждения на землю в обмотках силового трансформатора на стороне генератора, на вводах генератора и в обмотке статора. Повреждение в обмотке статора может быть обнаружено только в случае, если оно не слишком близко к нейтрали. Дополнительно чувствительность ограничена влиянием шунтирующих межобмоточных емкостей. Напряжение помехи может быть уменьшено за счет емкостей в схеме подключения генератора или активных сопротивлений в схеме подключения заземляющего трансформатора. Чтобы избежать эффекта оксидации, сопротивление выбиралось таким, чтобы ограничить ток повреждения на землю величиной в 15А. Это было пределом чувствительности данного защитного принципа.
Сопротивление используемых ламп (“железных ламп») зависело от температуры нити накала. В нормальном режиме нить была холодной, а ее сопротивление небольшим. Между трансформатором и генератором имелась емкостная связь. При перенапряжениях на стороне ВН сопротивление низкое и емкости разряжались на землю. Это означает, что сопротивление лампы низкое, когда источник ЭДС незначительный. В случае повреждения на землю лампы нагреваются, что увеличивает их сопротивление и ограничивает ток повреждения на землю. Этот принцип мог применяться только в низковольтных системах, где мощность ограничена. На Рисунке 3 показана используемая схема. Нейтраль генератора G заземлена через трансформатор напряжения S. Во вторичной обмотке ТН реле R соединено последовательно с лампами. Для защиты всей обмотки, соединенной в звезду с нейтральной точкой, доктор Роберт Поль (Dr. Robert Pohl) предложил «смещать» нейтраль искусственно. В его патенте (DRP 456761, 1928) показан источник тока P, соединенный последовательно с трансформатором напряжения S. Теперь становится возможным создавать ток больше тока срабатывания реле R даже в случае повреждения на землю непосредственно в нейтральной точке.
Используя электромагнитные реле было возможным «контролировать» примерно 80% обмотки, начиная с вводов генератора. При использовании реле с подвижной катушкой (магнитоэлектрических) зона защиты может быть увеличена до 90%. Остаточное напряжение (напряжение смещения) необходимо выпрямлять. Расширение зоны защиты возможно благодаря тому, что момент вращения уменьшается в линейной зависимости от напряжения в реле с постоянным магнитом и в квадрате в электромагнитных реле.

Рисунок 1. Реле защиты от тока утечки на корпус типа RV2 (Siemens, 1935)

Рисунок 2. 100% защита статора от повреждений на землю
а – на переменном токе
в – на постоянном токе

Рисунок 3. Заземление нейтрали генератора с помощью ламп.
Согласно патенту доктора Бутоу (Dr. Bütow), нейтраль смещалась (доктор Поль (Dr.Pohl, AEG))

Рисунок 4. Защита с помощью вспомогательного напряжения частотой 20 Гц (Siemens)

Рисунок 5. Защита от токов утечки на корпус, Л.Фершль (Fershl. L.),компания ÖSSW, 1953
В качестве решения был использован патент АТ875427 – удаление влияния высших гармоник, проникающих через емкости связи блочного трансформатора

Источник

Трансформатор заземления нейтрали в сети генераторного напряжения

В данной статье речь пойдет о трансформаторе заземления нейтрали (ТЗН) устанавливаемый в сети генераторного напряжения.

В сетях 6 и 10 кВ с изолированной нейтралью наиболее распространенным видом повреждений являются однофазные замыкания на землю (ОЗЗ) с перемежающейся дугой. Возникающие при этом перенапряжения [до (3 — 4)Uф] весьма опасны для электрооборудования и в первую очередь для генераторов, электродвигателей, кабелей и трансформаторов напряжения.

Шаговое напряжение и напряжение прикосновения в месте ОЗЗ опасно для людей и животных.

При ОЗЗ в обмотках высоковольтных генераторов для предотвращения прожигания стали статора должно быть обеспечено их быстрое отключение защитой от замыканий на землю. Однако во многих случаях релейная защита не способна отключить при соединение с ОЗЗ из-за недостаточной чувствительности и малых значений емкостною тока ОЗЗ, поэтому вся сеть 6 — 10 кВ длительно находится под воздействием указанных перенапряжений.

Для предотвращения возникновения перенапряжений при ОЗЗ, быстрого отключения ОЗЗ, максимального охвата обмоток генераторов защитой от ОЗЗ, а также предотвращения феррорезонансных явлений в сетях с малыми токами ОЗЗ применяют низкоомное резистивное заземление нейтрали сети 6 (10) кВ с помощью трансформаторов заземления нейтрали (ТЗН).

Отметим, что ТЗН обеспечивают заземление нейтрали сети в режиме, когда генераторы остановлены, поэтому не допускается подключение заземляющего резистора непосредственно в нейтрали статорных обмоток генератора. Подключение заземляющего резистора в нейтрали генератора допускается только при отсутствии связи электростанции с энергосистемой или для блочных схем «генератор — трансформатор».

Ниже рассмотрен способ низкоомного резистивного заземления нейтрали, рекомендованный институтами «Атомэнергoпроект» и «Тяжпромэлектропроект» и широко применяемый на электростанциях ЕЭС России и промышленных предприятиях.

К секции сборных шин через выключатель подключается специальный трансформатор заземления нейтрали со схемой соединения Y/∆. Между нулевой точкой обмотки ВН и «землей» включается резистор Rn c сопротивлением 100 Ом для сетей 6 кВ или 150 Ом для сетей 10 кВ (см. рис. 2.2).

В месте ОЗЗ проходит геометрическая сумма емкостного тока сети Iс и тока I_R создаваемого устройством заземления нейтрали.

При малом емкостном токе Iс им можно пренебречь и считать, что ток ОЗЗ равен току через резистор R_N [Л2]:

Значение тока ОЗЗ при принятых значениях сопротивления R_N по выражению (1) составит при напряжении 6,3 кВ — 36 А, при 10,5 кВ — 40 А [Л2].

Естественно, что эти значения тока обеспечивают четкую работу токовых защит от ОЗЗ на отключение. Рассмотрим, насколько эффективно работают эти защиты при внутренних ОЗЗ в обмотках электрических машин.

Обмотки статора генераторов и электродвигателей обычно соединяют в звезду для исключения потерь от циркуляции токов третьей гармоники. Зону защиты такой обмотки при внутренних ОЗЗ можно определить по выражению [Л2]:

• w — число витков обмотки, %, считая от зажимов;
• Iс.з — ток срабатывания защиты от ОЗЗ.

Отсюда видно, что при Iс.з = 4 А и токе ОЗЗ 40 А защита охватывает 90 % витков. Увеличить зону защиты обмотки статора при ОЗЗ можно, снижая ток срабатывания защиты или сопротивление заземляющего резистора [Л2].

Ток ОЗЗ по мере удаления от выводов в глубь статора составит [Л2]:

где: w — число витков от зажимов до точки замыкания, % общего числа витков поврежденной фазы.

Трансформатор и резистор устанавливают в отдельном шкафу заземления нейтрали. Например, АО «Московский завод Электрощит» серийно выпускает шкаф заземления нейтрали ШЗН серии К-118УЗ. В нем установлены трансформатор типа ТСНЗ-63/10 мощностью 63 кВ. А на напряжение 6 или 10 кВ и включенные в нейтраль резистор и трансформатор тока типа ТЛК10-0,5/10Р-50/5. Стойкость резистора состовляет 1,5 с при токе 40 А и 1 ч при токе 5 А. Трансформатор ТСНЗ-63/10 на напряжение 10 кВ имеет облегченную изоляцию.

Резистор R_N, примененный в схеме низкоомного резистивного заземления нейтрали, нетермостойкий, поэтому на случай редких, но возможных отказов защиты или выключателя присоединения с ОЗЗ на ТЗН предусматривается защита нулевой последовательности, которая отключает ТЗН, переводя сеть в режим с изолированной нейтралью.

Шкафы заземления нейтрали устанавливают в помещении ЗРУ — 6 (10) кВ по одному на секцию, предпочтительно не в ряд с ячейками КРУ, а отдельно у стены (на всякий случай, из-за нетермостойкого резистора).

Итак, низкоомное резистивное заземление нейтрали обеспечивает:

• подавление перенапряжений при ОЗЗ и феррорезонансных явлений;
• четкую работу релейной защиты от ОЗЗ на отключение поврежденного присоединения;
• максимальный охват обмоток электрических машин защитой от ОЗЗ;
• снижение броска емкостного тока присоединения при внешних ОЗЗ примерно в 2,5 раза по сравнению с режимом изолированной нейтрали. Поэтому ток срабатывания защиты присоединения от замыканий на землю может быть существенно снижен.

1. А.В. Беляев. Защита, автоматика и управление на электростанциях малой энергетики. Часть 1.

2. Методические указания по выбору режима заземления нейтрали в сетях 6 и 10 кВ дочерних обществ и организаций ОАО «Газпром». СТО ГАЗПРОМ 2-1.11-070-2006.

Источник