Tipuri de Protecții pentru Generatoarele Electrice

1. Instalaţii de protecţie pentru generatoarele electrice.

Tipuri de protecţii pentru generatoarele electrice.

După cum s-a mai arătat, ţinând seama de importanţa pe care o reprezintă generatoarele electrice, acestea se prevăd cu protecţii care au misiunea de a le scoate rapid din funcţiune, pentru a se preveni extinderea eventualelor defecte.

În funcţie de natura defectului sau de regimul anormal împotriva că¬ruia trebuie să acţioneze, sistemele de protecţie prin relee ale generato¬rului sincron îndeplinesc una sau mai multe din următoarele funcţiuni:

- comandă declanşarea întreruptoarelor;

- comandă acţionarea automatului de dezexcitare rapidă (ADR);

- semnalizează regimurile anormale de funcţionare.

Concomitent cu transmiterea comenzii de declanşare a întrerupătorului generatorului, protecţia prin relee comandă şi acţionarea automatului de dezexcitare rapidă, care întrerupe circuitul rotoric al maşinii sincrone generatoare, comutându-l pe o rezistenţă de stingere a câmpului R1 (fig. 12), de 4—5 ori mai mare decât rezistenţa bobinajului rotoric. Totodată, în circuitul de excitaţie al excitatoarei se introduce o rezistenţă suplimen¬tară R2, de circa 10 ori mai mare decât rezistenţa bobinajului de excita¬ţie, pentru limitarea curentului de excitaţie şi evitarea producerii de supra¬tensiuni la bornele excitatoarei.

Fig. 1 - Schema principială a automatului de dezexcitare rapidă — ADR.

Dacă protecţia prin relee ar comanda numai declanşarea întreruptorului generatorului, la defecte interne acesta ar continua să se rotească, alimentând în continuare arcul electric al defectului, agravând efectele scurtcircuitului; în cazul scurtcircuitelor exterioare, generatorul, rămas în gol, trece la o funcţionare periculoasă, cu turaţie ridicată şi tensiune la borne mare.

Generatoarele electrice, diferenţiate în funcţie de puterea instalată, se prevăd cu următoarele tipuri de protecţii:

- protecţia maximală de curent împotriva supraintensităţilor provo¬cate de scurtcircuitele exterioare;

- protecţia maximală de curent împotriva supraintensităţilor cauzate de suprasarcini (simetrice şi nesimetrice);

- protecţia diferenţială longitudinală împotriva scurtcircuitelor polifazate în stator;

- secţionarea de curent împotriva scurtcircuitelor polifazate în stator;

- protecţia diferenţială transversală împotriva scurtcircuitelor între spirele aceleiaşi faze;

- protecţia de secvenţă homopolară împotriva punerilor la pământ în stator;

- protecţia rotorului (circuitului de excitaţie) împotriva simplei şi dublei puneri la pământ;

- protecţia împotriva reducerii (sau pierderii) accidentale a curentului de excitaţie;

- protecţia împotriva creşterilor de tensiune;

- protecţia împotriva funcţionării în regim de motor.

Dintre acestea, în cele ce urmează, se vor expune numai protecţiile cele mai importante, care asigură, în situaţii de avarii, securitatea gene¬ratoarelor, atât pentru defectele interne, cât şi pentru cele din sistemul energetic, arătându-se importanţa menţinerii permanente a lor în func¬ţiune.

1.1 Protecţia maximală de curent. Protecţia maximală de curent a gene-ratoarelor sincrone se realizează, diferenţiat, pentru generatoarele cu pu¬teri de până la 50 MW şi peste această limită de putere.

Pentru generatoarele cu puteri până la 50 MW se realizează protecţii maximale de curent împotriva scurtcircuitelor exterioare şi a suprasarci¬nilor; selectivitatea protecţiei se asigură prin temporizarea acesteia (este cunoscut că un generator poate suporta timp de 1 min un curent de supra¬sarcină de până la 2,5 ori curentul nominal al generatorului). În fig. 2 se prezintă schema de principiu a unei astfel de protecţii.

Releele maxi¬male de curent 10 sunt alimentate de la transformatoarele de curent in¬stalate spre neutrul generatorului protejat, pentru a constitui o rezervă împotriva defectelor interne în stator la funcţionarea generatorului izolat de sistemul energetic.