INTERPRETAREA ACTIONARII RELEELOR DE PROTECTII ELECTRICE

INTERPRETAREA ACTIONARII RELEELOR DE PROTECTII ELECTRICE

Pe partea electrica hidroagregatele sunt dotate cu dispozitive de protectii electrice functie de caracteristicile si de schema de racord (conectare directa la barele colectoare sau prin intermediul transformatoarelor ridicatoare) sunt prevazute cu protectii prin relee, impotriva urmatoarelor defecte sau regimuri anormale de functionare, cu stabilirea cauzelor si zonei in care a aparut defectul.

a)     Scurtcircuite polifazate in infasurarea Statorului

Protectia Diferentiala longitudinala generator

zona de lucru ale acestei protectii intre infasurarea statorica, de la Stea pana la borne;

protectia este realizata cu relee diferentiale (trifazate ori monofazate) care permit pornirea protectiei sub curentul nominal al hidroagregatului;

protectia comanda deconectarea intrerupatorului principal, ADR-ului (unde exista) dezexcitarea rapida, oprirea turbinei, pornirea DRRI cat si punerea in functiune a instalatiei de stingere incendiu generator cu apa;

actionarea protectiei de la aparitia defectului si atingerea pragului de actionare si pana la transmiterea impulsului de oprire se face instantaneu, cat si aparitia semnalizarilor aferente;

actionarea protectiei diferentiale longitudinale generator, indica clar ca in zona statorul generatorului pana la reductori de curent aflati la bornele generatorului exista o strapungere a izolatiei cu cresterea curentului de dezechilibru in releul diferential;

protectia comanda fara temporizare deconectarea intrerupatorului generator, ADR, oprire hidroagregat, semnalizarile aferente si deschiderea apa incendiu generator;

fig. 1a, 1b - schema electrica primara HG, cu racordarea protectiei diferentiale longitudinale la reductori de curent ce sunt montati pe stea si borne generator;

fig. 1a - scurtcircuit in afara zonei protectiei diferentiale longitudinale;

fig. 1b - scurtcircuit in zona protectiei diferentiale longitudinale;

fig. 1c - schema de principiu a protectiei diferentiale longitudinale, in curent continuu.

b)    Punerea la pamant in infasurarea Statorica

Protectia generatorului impotriva punerilor la pamant in infasurarea statorica:

zona de lucru ale acestei protectii intra infasurarea statorica, borne generator, bare sau bare capsulate pana in infasurarea transformatorului bloc

protectia este realizata cu relee de tip F11 (de protectie ceha) sau relee de tensiune RT, relee ce permit pornirea protectiei la tensiuni homopolare de 5-10% din tensiunea nominala;

protectia comanda deconectarea ca si in cazul precedent (fara pornirea instalatiei de incendiu HG) aferente;

actionarea protectiei de punere la pamant Stator este selectiva la aparitia punerilor la pamant a infasurarii statorice in proportie de 85-90% dinspre borne spre Steaua generatorului;

protectia este legata de reductorul de tensiune montat pe steaua HG ori pe triunghiul deschis de pe grupul de masura borne HG;

fig. 2 - schema electrica primara HG, cu racordarea protectiei de punere la pamant stator in doua variante:

a)     la HG de peste 50 MW pe steaua generatorului fata de masa este montat un reductor de tensiune. La secundarul caruia este racordata protectia de punere la pamant stator - F11;

b)     la HG sub 50 MW, protectia de punere la pamant stator formata din relee de tensiune - RT-3 este racordata la secundarul "triunghi deschis" al grupului de masura borne HG.

a1, b1 - schema de principiu a protectiei de punere la pamant stator in cele doua variante, in c.c

				Fig. 2b
	Fig. 2
			Fig. 2a

c)     Scurtcircuite intre spirele aceleasi faze din infasurarea statorului

Protectia Diferentiala Transversala generator:

zona de lucru ale acestei protectii intra infasurarea statorica de la stea spre borne generator pana la unirea celor doua infasurari de pe aceeasi faza;

protectia diferentiala transversala generator se prevede sa fie montata pe statorul generatoarelor cu 2 infasurari pe faza si are borne de acces pe ambele stele;

protectia este realizata cu relee de curent monofazate care permit pornirea protectiei sub valoarea curentului nominal al hidrogeneratorului, releele sunt montate pe legatura dintre cele doua stele;

protectia comanda deconectarea ca si in cazul protectiei diferentiala longitudinala;

fig. 3 - schema electrica primara cu dubla infasurare pe faza a statorului HG si racordarea protectiei diferentiale transversale;

fig. 3a - schema de principiu a protectiei diferentiale transversale HG in curent continuu.

Fig. 3a

Fig. 3

d)    Supracurenti in infasurarea statorului, provocati de scurtcircuite exterioare si de suprasarcini nesimetrice

Protectia de asimetrie generator:

zona de lucru ale acestei protectii intra infasurarea statorica, racordata pe reductori de curent montati pe steaua generatorului;

protectia de asimetrie generator se prevede sa fie montata la generatoare peste 50 MW;

functionarea generatorului sincron la sarcini nesimetrice situatii in care curentul de secventa inversa al statorului produce o supraincalzire a rotorului prin curenti turbionari, datorita campului magnetic rotoric de succesiune inversa;

constanta caracteristicii pentru hidrogeneratoare A=40 A=I² x t, iar curentii de secventa inversa sa nu depaseasca 12% din In;

protectia este realizata cu relee de tip N12 de productie ceha, curent relativ de succesiune inversa;

protectia comanda deconectarea ca si in cazul precedent (fara a porni instalatia de stins incendiu generator) temporizat in patru trepte de curent si cinci trepte de timp;

protectia este in patru trepte de curent si cinci de timp. Treapta patru de curent este realizata in doua trepte de timp:

suprasarcini nesimetrice fara punere la pamant stator T 2 sec;

suprasarcini nesimetrice cu puneri la pamant stator T 1,2 sec;

fig. 4 - schema electrica primara HG cu racordarea protectiei asimetrie generator N12;

Fig. 4a

Fig. 4

fig. 4a - schema de principiu a releului de asimetrie generator N12 in curent continuu, si functiile releelor aflate in componenta;

denumire relee interioare:

A, E, L - relee de demaraj - Treapta I-a

B, F - relee de demaraj - Treapta II-a

C, H - relee de demaraj - Treapta III-a

D, K - relee de demaraj - Treapta IV-a

P    - releu de semnalizare - Treapta I-a

J    - releu de semnalizare - Treapta II-a

U    - relee de declansare - Treapta I-a

S    - relee de declansare - Treapta II-a

G    - relee de declansare - Treapta III-a

R    - relee de declansare - Treapta IV-a

M    - relee de timp pentru Tr. I si II-a

T    - relee de timp pentru Tr. III si IV-a

V    - releu final de declansare din N12

e)     Supracurenti in infasurarea statorului, provocati de suprasarcini simetrice

Protectia Maximala de Curent cu Blocaj Voltmetric:

zona de lucru ale acestei protectii incepe dinspre steaua generatorului spre sistem, protectia este montata pe reductorii de curent aflati pe steaua generatorului;

protectia maximala de curent cu blocaj voltmetric realizata cu relee maximale de curent si cu relee minimale de tensiune;

pentru hidrogeneratoare pana la 50 MW, protectia este realizata cu relee montate pe cele trei faze pentru hidrogeneratoare mai mari de 50 MW protectia este realizata cu relee montate numai pe o faza;

defecte, scurtcircuite etc. la valori mai mari decat cele reglate pe releele de curent si scaderea tensiunii la borne HG sub limita reglata pe releele de tensiune va actiona protectia;

protectia este realizata cu relee monofazate sau trifazate atat cele de curent cat si cele de tensiune;

protectia comanda deconectarea ca si in cazul precedent, exceptie facand ca are o singura treapta de temporizare;

fig. 5 - schema electrica primara HG cu racordarea protectiei maximale de curent cu blocaj voltmetric la reductori de curent stea generator si la grupul de masura borne generator;

schema de principiu a protectiei maximale de curent cu blocaj voltmetric in curent continuu.

Fig. 5a

Fig. 5

f)      Cresterea tensiunii in infasurarea statorica

Protectia de Supratensiune Generator:

zona de actionare ale acestei protectii este borna generatorului, protectia este montata pe circuitele de tensiune ale grupului de masura borne HG;

functionarea hidroagregatului in regimuri anormale cu supratensiuni ce pot aparea accidental, periculos pentru strapungerea izolatiei generatorului cat si izolatiile pe borne HG;

protectia este realizata cu relee de maxima tensiune, relee ce permit actionarea protectiei la supratensiuni de pana la 1,5 Un;

protectia comanda deconectarea ca si in cazul precedent;

fig. 6 - schema electrica primara HG cu racordarea protectiei supratensiune generator la grupul de masura borne generator;

fig. 6a - schema de principiu a protectiei supratensiune generator in curent continuu.

Fig. 6a

Fig. 6

g)     Punerea simpla la pamant in circuitul rotorului si excitatiei

Protectia impotriva primei puneri la pamant in circuitul rotoric si excitatiei

zona de actionare ale acestei protectii este rotorul generatorului, excitatoarea si circuitele de excitatie cu toate aparatele racordate in acest circuit;

protectia este alimentata la o tensiune alternativa de 100 V sau 220 V; racordata la circuitele de excitatie si este legata la peria montata pe axul rotorului generatorului-turbina;

functionarea hidroagregatului in regim de punere la pamant in circuitul de excitatie, rotor generator, excitatoare etc. este periculoasa. In primul rand daca punerea la pamant are loc polii rotorului generator sau excitatoare, izolatia se va degrada substantial. In al doilea rand, functionarea in asemenea conditii poate duce la aparitia unei a doua puneri la pamant in circuitul de excitatie. De aceea trebuie oprit hidroagregatul la aparitia primei puneri la pamant;

protectia este realizata cu relee speciale de tip RSPP, GR12 etc. si sunt reglate pentru pornire la aproximativ o rezistenta de izolatia de 1400-1500 ohmi sau de curent de 25-30mA;

protectia comanda deconectarea temporizat ca si in cazul precedent;

fig. 7 - schema electrica primara Excitatie Rotor HG in varianta "excitatoare clasica" (in curent continuu, perii colectoare, ADR, rezistenta pentru stingerea campului, sunt pentru masurarea curentului in rotor, masurarea tensiunii rotorice, racordarea releului de protectie punere la pamant rotor;

fig. 7a - schema electrica primara excitatie rotor HG in varianta "excitatoare in curent alternativ cu diode rotative". In acest caz circuitul de excitatie intre excitatoare si rotorul HG este permanent inchis (nu are ADR si nici rezistenta de stingerea campului, nu poate fi masurat curentul in rotor, nu are perii colectoare in circuitul primar de excitatie);

Pentru masurarea tensiunii de excitatie, pentru protectia de punere la pamant circuite excitate si pentru sistemul de reglaj sunt folosite inele de colectare si periile de pe arborele hidrogeneratorului.

h)    Pierderea excitatiei si functionarea in regim asincron cu sau fara excitatie

Protectia Impotriva Pierderii Excitatiei

zona de actionare a protectiei este generatorul, la functionare in regim subexcitat, rotorul va fi supus unei incalziri inadmisibile prin aparitia curentilor de alunecare;

releele de protectie impotriva pierderii excitatiei sesizeaza regimul disparitiei accidentata a campului inductor al hidrogeneratorului sincron cu poli aparenti, avand reactanta longitudinala sincrona cuprinsa in limitele de 80-250%;

releele de protectia fac parte din categoria releelor de reactanta minima capacitiva, controland impedanta pe faza la bornele hidrogeneratorului sincron protejat. Protectia este realizata cu relee de tipul RPEX D 21 etc;

protectia comanda deconectarea fara temporizare t=0, in rest ca si la cazurile de mai sus;

fig. 8 - Schema electrica primara HG ci racordare Protectia Impotriva Pierderii Excitatiei la reductorul cu curent montat pe stea generator si grupul de masura borne HG;

fig. 8b - caracteristica de actionare a releului RPEX in planul impedantei aparente complexe.

Fig. 8a

Fig. 8b

Fig. 8

i)      Functionarea in regim de motor

Protectia impotriva functionarii in regim de motor:

Modul de actionare a protectiei este prin supravegherea generatorului de a nu trece in regim de motor.

Protectia este racordata la circuitele de curent si tensiune borne generator. Actionarea protectiei este posibila prin inchiderea intempestiva a aparatului director sau vana de admisie (releele de oprire).

Protectia va actiona doar daca pe langa faptul ca releul sesizeaza intoarcerea de putere, sa fie confirmata si disparitia agentului motor, adica oprire agregat, aparat director inchis vana admisie inchisa.

Protectia este realizata cu relee de putere directionale de diferite tipuri RPIG GSCT 12 etc.

Protectia comanda deconectarea temporizat, in rest ca si la cazurile de mai sus.

Fig. 9 - schema electrica primara HG cu racordare protectie la reductorul de curent montat la borne generator si grupul de masura borne HG.

Schema de demaraj a protectiei functie de agentul motor

Protectia realizata cu relee de tip GSCT 12s, pentru hidrogeneratoare peste 50 MW, cu posibilitatea functionarii si in regim de compensator sincron.

Fig. 9a - schema de principiu a protectiei HG in curent continuu operativ.

Fig. 9a

Fig. 9

Fig. 9b - schema electrica primara HG cu racordare protectiei la reductorul de curent montat la borne generator si grupul de masura borne HG:

schema de demaraj a protectiei functie de agentul motor;

protectia realizata cu relee de tip RPIG, pentru hidrogeneratoare sub 50 MW.

Fig. 9b

Observatii

Dupa modul de actionare, protectiile si semnalizarile aferente circuitelor primare de inalta tensiune se impart in urmatoarele categorii:

a.   Protectii si semnalizari preventive

b.   Protectii si semnalizari de avarie

La actionarea unei protectii sau semnalizari preventive protectia actioneaza numai la semnalizare.

Protectiile si semnalizarile de avarie, atunci cand actioneaza, realizeaza automat izolarea defectului prin deconectarea intrerupatoarelor respective si dup caz, oprirea hidrogeneratoarelor fara descarcarea prealabila de sarcina.

Personalul operativ actioneaza dupa urmatoarele reguli:

La actionarea unei protectii si semnalizarii preventive

Analizeaza functionarea instalatiilor in ansamblul lor si a echipamentului asupra caruia a aparut semnalizarea.

Intervine operativ pentru aducerea echipamentului, circuitului primar in limitele unei functionari normale.

Anunta DH si personalul ierarhic superior tehnic in instalatiile ce impun o analiza la fata locului pentru stabilirea cauzei si masurii pentru eliminarea acestora.

Consemneaza in evidentele operative

La actionarea unei protectii sau semnalizari de avarii

Localizeaza rapid, pe baza semnalizarilor si indicatiilor aparatelor de masura, circuitul sau instalatia defecta.

Daca este cazul, asigura izolarea circuitului defect pentru impiedicarea extinderii incidentului sau avariei si limitarea efectelor acestuia, alimentarea serviciilor interne, oprirea hidroagregatelor etc., prin interventii directe.

Regleaza parametrii pe hidroagregat si dupa caz urmareste oprirea acestora.

Noteaza si interpreteaza protectiile.

Executa controlul instalatiilor, in functie de semnalizarile aparute.

Anunta DH si personalul ierarhic superior.

In cazul in care cauzele incidentului sau avariei nu pot fi eliminate de catre personalul operativ, semnalizarea atesta un posibil defect intern sau in urma controlului se constata un defect vizibil, circuitul primar in cauza se retrage din exploatare pentru remedieri si masuratori.

Consemneaza in evidentele operative.