Параллельное самовозбуждение

Источником мощности при параллельном самовозбуждении является трансформатор возбуждения ТВ, включенный на главные вывода генератора. Следовательно, напряжение высокой стороны трансформатора возбуждения всегда равно генераторному напряжению, а напряжение стороны низкого напряжения ТВ определяется параметрами системы возбуждения и её схемой. Как и при независимом возбуждении, система ТВ дополнена схемой начального возбуждения, но здесь начальное возбуждение начинается с главного генератора.

При параллельном самовозбуждении генератора напряжение возбуждения зависит от напряжения самого генератора U_ген. В нормальном режиме работы генератора это напряжение, близкое к номинальному, изменяется незначительно, и возбуждение генератора ведет себя, как независимое. В переходных режимах, особенно при трехфазном КЗ вблизи главных выводов генератора, когда напряжение на выводах снижается до нуля, ток возбуждения, а, следовательно, ЭДС генератора и ток короткого замыкания через время Δtзатухают. В таких режимах не поддерживается ток КЗ, необходимый для срабатывания защит генератора и смежных элементов, и не обеспечивается форсировка тока возбуждения.

Особенно неблагоприятные условия будут для срабатывания защит одиночно работающего генератора. Но и для параллельно работающих генераторов токи КЗ будут отличны от токов генераторов с независимым возбуждением.

Это потребовало разработки особых требований к составу защит генератора и защит смежных элементов для генераторов с параллельным самовозбуждением.

По данным разработчиков систем ТВ параллельного самовозбуждения изменения тока трехфазного КЗ генератора имеют следующий вид (токи определены для одиночно работающего гидрогенератора с параллельным самовозбуждением для разных значений Х_внешн):

Ток 3_х фазного КЗ непосредственно на выводах генератора (Х_внешн. = 0) через ~ 1 сек уменьшается наполовину, и затухает до нуля за время ~ 6 сек.

По мере удаления места КЗ от выводов генератора, крутизна спадания тока во времени уменьшается, а при X_{внешн. =}X_d' ток изменяться будет. При КЗ за внешним сопротивлением, большим, чем Xd', ток короткого замыкания действием форсировки увеличивается во времени.

Независимо от этих особенностей, защиты генератора с параллельным самовозбуждением должны выполнить 2 свои главные задачи:

- быстрое отключение повреждения в генераторе, на его выводах и в трансформаторе блока, отключение со временем t=0.

- резервирование защит смежных элементов, когда должно быть выдержано требование к селективности защит по времени, а, следовательно, время их действия будет больше нуля.

Первая задача совпадает с требования к основным защитам генератора, и она безусловно выполняется, поскольку за время отключения мгновенно действующими защитами

(t_откл=0,08÷0,1 сек) уменьшение тока КЗ невелико (Рис.3.3.1.4.). Но резервные защиты, установленные на генераторе, резервировать КЗ в зоне действия основных защит не смогут из-за большого времени действия. Поэтому на таких генераторах возрастает требование к надежности действия основных защит, и они должны устанавливаться в дублированном варианте.

Все смежные присоединения, для которых X_внешн. < X_d', так же должны иметь в качестве основных быстродействующие защиты, отключающие КЗ со временем t=0, и тоже в количестве не менее двух.

Резервирование защит смежных элементов необходимо выполнять с учетом затухания тока КЗ во времени, поэтому необходимо:

- использовать защиты, действие которых продолжается при меньших токах КЗ (напр., в случае использования дистанционной защиты вместо МТЗ ОП с приставкой от 3_х фазных замыканий),

- устанавливать дополнительные ступени резервирующих защит с малым временем действия, и др.

Все остальные виды КЗ на генераторе и в прилегающей сети обеспечивают полноценное возбуждение генератора.