1 Тема от Сельков Евгений

  • Сельков Евгений
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2014-05-12
  • Сообщений: 9
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Тема: РЗ синхронных генераторов от 3 до 95 Гц

Коллеги, приветствую!
У кого-нибудь есть идеи в каких режимах возможна работа релейной защиты синхронных генераторов при частотах значительно ниже 45 Гц (от 3 Гц) и выше 55 Гц (до 95 Гц). Возможно есть стандарты, в которых приведены требования к релейной защите синхронных генераторов по диапазону рабочих частот.

Добавлено: 2019-05-16 16:31:59

С частотами выше 55 Гц более или менее понятно:
Согласно  “ПТЭ электрических станций и сетей“ для паротурбинных установок: “Автомат безопасности должен срабатывать при повышении частоты вращения ротора турбины на 10-12% сверх номинальной”. 
Согласно ГОСТ Р 55260.3.1-2013 на гидротурбины:  “Система должна иметь две ступени защиты:
- первая ступень должна воздействовать на закрытие НА через аварийный золотник при повышении частоты вращения до 115% при отсутствии смещения главного золотника НА на закрытие;
- вторая ступень должна действовать на закрытие НА через аварийный золотник при повышении частоты до 140-170%”.
То есть для релейной защиты турбогенераторов возможна работа до 55 Гц, а для гидрогенераторов до 85 Гц.

Добавлено: 2019-05-16 16:33:35

С частотами ниже 45 Гц труднее.
Протекание токов КЗ возможно только при поданном возбуждении, но возбуждение подается только при 47,5 Гц, поэтому чем обусловлено требование по работе релейной защиты при частоте 3 Гц не ясно.

2 Ответ от ПАУтина (2019-05-16 15:16:16 отредактировано ПАУтина)

  • ПАУтина
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2013-12-27
  • Сообщений: 3,117
  • Репутация : [ 5 | 0 ]

Re: РЗ синхронных генераторов от 3 до 95 Гц

Сельков Евгений писал(а): ↑
2019-05-16 14:33:35

У кого-нибудь есть идеи в каких режимах возможна работа релейной защиты синхронных генераторов при частотах значительно ниже 45 Гц (от 3 Гц) и выше 55 Гц (до 95 Гц). Возможно есть стандарты, в которых приведены требования к релейной защите синхронных генераторов по диапазону рабочих частот.

Поясните, от куда вообще такие режимы возникли?
Если Вам понятно с 55 Гц, то тогда должно быть и понятно с 45 Гц, так как это значение регламентируется  аналогичными НД по АОСЧ.
В принципе не понятно, что за потребитель который работает на частоте 3 Гц???
Может имеется в виду защита внутренней промежуточной цепи между ветряком и инвертором формирующим стандартное переменное напряжение с частотой 50Гц?
или ЧРП?

3 Ответ от Сельков Евгений

  • Сельков Евгений
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2014-05-12
  • Сообщений: 9
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: РЗ синхронных генераторов от 3 до 95 Гц

Требования пришли от Русгидро к защитам синхронного генератора.
Мне тоже не понятно, как может возникнуть режим, при котором появится ток  или напряжение частотой 3 Гц. В этом и вопрос.

4 Ответ от beyond

  • beyond
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Откуда: Тюмень
  • Зарегистрирован: 2011-05-09
  • Сообщений: 730

Re: РЗ синхронных генераторов от 3 до 95 Гц

Встречал такое на ПГУ, где газовая машина разгонялась от ТПУ (тиристорно-пускового устройства) в режиме двигателя. На время разгона в работу вводился терминал РЗА который работал на частотах 3-50 Гц, после отключения ТПУ терминал выводился из работы. Все это на случай если во время пуска будет КЗ в машине.

5 Ответ от Drop_point

  • Drop_point
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Откуда: Москва
  • Зарегистрирован: 2014-01-31
  • Сообщений: 206
  • Репутация : [ 1 | 0 ]

Re: РЗ синхронных генераторов от 3 до 95 Гц

Сельков Евгений писал(а): ↑
2019-05-16 14:33:35

У кого-нибудь есть идеи в каких режимах возможна работа релейной защиты синхронных генераторов при частотах значительно ниже 45 Гц (от 3 Гц) и выше 55 Гц (до 95 Гц). Возможно есть стандарты, в которых приведены требования к релейной защите синхронных генераторов по диапазону рабочих частот.

Думаю, работа в этом диапазоне возможна, если на генераторе установлена РЗ флагмана релестроения, который заявляет работоспособность именно в таком диапазоне.
Можно предположить, что и цифры растут именно отсюда.

1. Повышение частоты.
Поправьте, если я не прав, но при повышении частоты гидроагрегата после сброса нагрузки разве электрические защиты (защита от повышения частоты, тот же АОПЧ) не отключают генератор с гашением поля намного раньше 140-170% fном? Закрытие направляющего аппарата это уже чисто механика, работа релейной защиты генератора для этого совершенно не нужна.

2. Снижение частоты.
На газовых турбинах с ТПУ, действительно, применяется специальный набор защит с расширенным вниз диапазоном частот, который вводится в работу по сигналу включения ТПУ.
Зачем всем защитам работать в таком диапазоне - решительно непонятно.
Кстати, интересно было бы узнать, как быстро работают защиты ЭКРы при частоте 3 Гц? Период частоты 3 Гц - 333 мс, защиты точно не могут работать точно так же быстро, как на 50 Гц.

Присоединяйтесь!!! Мы в социальных сетях и на Ютуб.

6 Ответ от zigzag

  • zigzag
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2019-03-14
  • Сообщений: 424
  • Репутация : [ 1 | 0 ]

Re: РЗ синхронных генераторов от 3 до 95 Гц

Drop_point писал(а): ↑
2019-05-17 10:42:24

Кстати, интересно было бы узнать, как быстро работают защиты ЭКРы при частоте 3 Гц?

Да, это очень любопытно.
Плюс на такой частоте, все наводимые ЭДС, грубо говоря, в 10 р меньше (при той же индукции), реактивное сопротивление тоже уменьшается. Вообще процессы получаются другие. Нужно ли отключать также быстро? или за период (хоть он и 333 мс) тоже хорошо?...

7 Ответ от l_yuriy (2019-05-17 17:22:40 отредактировано l_yuriy)

  • l_yuriy
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Откуда: Запорожье
  • Зарегистрирован: 2013-04-17
  • Сообщений: 833

Re: РЗ синхронных генераторов от 3 до 95 Гц

Drop_point писал(а): ↑
2019-05-17 10:42:24

Кстати, интересно было бы узнать, как быстро работают защиты ЭКРы при частоте 3 Гц?

Я думаю, защиты ЭКРА на такой частоте работать не будут. В инструкции указан рабочий диапазон частот.

p.s. хотя выполнить лабораторные работы на разных частотах было бы интересно.

8 Ответ от zigzag

  • zigzag
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2019-03-14
  • Сообщений: 424
  • Репутация : [ 1 | 0 ]

Re: РЗ синхронных генераторов от 3 до 95 Гц

l_yuriy писал(а): ↑
2019-05-17 14:50:36

В инструкции указан рабочий диапазон частот.

Там еще указана и погрешность срабатывания пусковых органов: 7% от 3 до 45 Гц. 10% от 55 до 95 Гц. Это дополнительная погрешность при работе в расширенном диапазоне частот.

9 Ответ от raw

  • raw
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2012-11-21
  • Сообщений: 139
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: РЗ синхронных генераторов от 3 до 95 Гц

Сельков Евгений писал(а): ↑
2019-05-16 14:33:35

в каких режимах возможна работа релейной защиты синхронных генераторов при частотах значительно ниже 45 Гц (от 3 Гц)

частотный пуск, электрическое торможение

Добавлено: 2019-05-18 00:27:57

Сельков Евгений писал(а): ↑
2019-05-16 14:33:35

выше 55 Гц (до 95 Гц)

для изолированной энергосистемы при выбеге генераторов

10 Ответ от l_yuriy

  • l_yuriy
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Откуда: Запорожье
  • Зарегистрирован: 2013-04-17
  • Сообщений: 833

Re: РЗ синхронных генераторов от 3 до 95 Гц

zigzag писал(а): ↑
2019-05-17 16:17:09

Там еще указана и погрешность срабатывания пусковых органов: 7% от 3 до 45 Гц. 10% от 55 до 95 Гц. Это дополнительная погрешность при работе в расширенном диапазоне частот.

Мне другая инструкция попадалась:

3.1.1.4 Рабочий диапазон частот основных защитных функций, предназначенных для работы на промышленной частоте – 47…53 Гц. В этом диапазоне основные защитные функции полностью сохраняют свою работоспособность и свойства, но могут иметь дополнительную погрешность по уставкам срабатывания.
В диапазоне частот 49,5…50,5 Гц основные защитные функции обладают характеристиками срабатывания без дополнительных погрешностей.

ЭКРА.656116.166 ТО
стр. 3-2

11 Ответ от ПАУтина (2019-05-18 04:19:52 отредактировано ПАУтина)

  • ПАУтина
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2013-12-27
  • Сообщений: 3,117
  • Репутация : [ 5 | 0 ]

Re: РЗ синхронных генераторов от 3 до 95 Гц

Если, измерение электрических сигналов в МП терминала основано на вычислении гармонических составляюших, то работать будет, но с большой погрешностью:
1. Погрешность при измерении частоты для задания "эталонных" sin и cos.
2. Погрешность фильтра низких частот от двойной частоты (рассчитан на пропускание 50 Гц и гашение 100 Гц).
Пробовал, снимать погрешность МКПА (строил алгоритмы АЧРС), как раз имеющую описанный матаппарат, погрешность как тока, так и напряжения в диапазоне 35...60 Гц составила 5...7%. В диапазоне 49...51 Гц не более 0,05%. Это статические сигналы. При задании динамического измерительного сигнала в диапазонах 50-55/ 50-45 нарастаниe/убывание на 0,2...0,25 с (что бы скорость изменения частоты была не более 20Гц/с) погрешность оказалась порядка 10...15%, то есть уже достаточно большой.  Поэтому дело не столько в самом диапазоне, а ещё и как быстро будет проходить изменение частоты. Например, из паспортных данных на шаровую мельницу  10кВ/9МВт пуск происходит за 30 с, конечно для такого долгого процесса всё что угодно может призойти да само измерений относительно долговременное и оборудование ответственное и технология дорогостоящая, а вот если какой-нибудь "сопливый" движок пускается за менее чем за 3 с, стоит ли вообще "огород городить, оценивая его площадь овчинками".
С другой стороны, я даже не уверен в более менее точной работе электромагнитных реле  в таком диапазоне частот,  не пытал не знаю...
По моему, измерение тока должно производится измерением количества выделенного тепла, такие датчики тока есть и применяются для измерения постоянного тока. Или измерение на шунтовых датчиках тока.

12 Ответ от stoyan (2019-05-18 20:26:31 отредактировано stoyan)

  • stoyan
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2011-05-04
  • Сообщений: 1,449

Re: РЗ синхронных генераторов от 3 до 95 Гц

Сельков Евгений писал(а): ↑
2019-05-16 16:10:59

Требования пришли от Русгидро к защитам синхронного генератора.
Мне тоже не понятно, как может возникнуть режим, при котором появится ток  или напряжение частотой 3 Гц. В этом и вопрос.

Может ваш гидрогенератор работает и в режиме синхронного компенсатора. И если перед включением в сеть его развертывают посторонным двигателем (например АД с фазным ротором) режимы 0Гц - почти 50Гц до включения  в сеть возможны.

13 Ответ от ПАУтина

  • ПАУтина
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2013-12-27
  • Сообщений: 3,117
  • Репутация : [ 5 | 0 ]

Re: РЗ синхронных генераторов от 3 до 95 Гц

stoyan писал(а): ↑
2019-05-18 19:00:07

Может ваш гидрогенератор работает и в режиме синхронного компенсатора.

Гидрогенератор в режиме СК на всех ГЭС работают с номинальной частотой вращения вала если даже только и реактивная энергия, но она же должна быть синхронной с ЭС.
Может это генератор так называемой малой ГЭС и медленно-медленно открывая задвижечку, вал генератора начинает вращаться вначале с малой скоростью, да и вообще она там ничем не стабилизируется, а при большом напоре воды вообще может быть 95 Гц?

14 Ответ от stoyan

  • stoyan
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2011-05-04
  • Сообщений: 1,449

Re: РЗ синхронных генераторов от 3 до 95 Гц

ПАУтина писал(а): ↑
2019-05-19 05:33:32

Гидрогенератор в режиме СК на всех ГЭС работают с номинальной частотой вращения

По другому и нельзя, но сам пуск после выдавливания воды из рабочего колеса, как производится - прямой, спомагательным двигателем, спец. устройством пуска? Предполагаю что проблема именно в подобном режиме.

ПАУтина писал(а): ↑
2019-05-19 05:33:32

Может это генератор так называемой малой ГЭС и медленно-медленно открывая задвижечку, вал генератора начинает вращаться вначале с малой скоростью

Оно так и делается, но тогда только остаточный магнетизм создает поле и делать спец. защиту для случая дорогое удовольствие (претензиь сказал бы).

ПАУтина писал(а): ↑
2019-05-19 05:33:32

при большом напоре воды вообще может быть 95 Гц?

Такого бывает только после сброса нагрузки (полной) из за инерции с-мы управления турбины, но это никогда не считалось проблемой. Гидрогенероаторы и гидротурбины переносят это спокойно. Защита - 81Н по части электро.

15 Ответ от zigzag

  • zigzag
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2019-03-14
  • Сообщений: 424
  • Репутация : [ 1 | 0 ]

Re: РЗ синхронных генераторов от 3 до 95 Гц

stoyan писал(а): ↑
2019-05-19 09:50:15

только остаточный магнетизм

А если с возбуждением раскручивать? Только я не знаю зачем))

16 Ответ от stoyan

  • stoyan
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2011-05-04
  • Сообщений: 1,449

Re: РЗ синхронных генераторов от 3 до 95 Гц

zigzag писал(а): ↑
2019-05-19 15:53:42

А если с возбуждением раскручивать?

Недопустимо. Будет перевозбуждение магнитопровода статора.

17 Ответ от ПАУтина

  • ПАУтина
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2013-12-27
  • Сообщений: 3,117
  • Репутация : [ 5 | 0 ]

Re: РЗ синхронных генераторов от 3 до 95 Гц

Евгений!!!
Надоело из неба пальцем решето делать, если хотите получить вразумительные ответы, так может нужно по конкретней: марка и мощность агрегата, напряжение, есть ли параллельная работа с сетью, может схемочку, потому как сказал

stoyan писал(а): ↑
2019-05-19 09:50:15

По другому и нельзя

...

18 Ответ от Илья Иванов

  • Илья Иванов
  • Илья Иванов
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Откуда: Санкт-Петербург
  • Зарегистрирован: 2014-01-12
  • Сообщений: 599
  • Репутация : [ 1 | 0 ]

Re: РЗ синхронных генераторов от 3 до 95 Гц

ПАУтина писал(а): ↑
2019-05-20 08:58:19

Евгений!!!
Надоело из неба пальцем решето делать, если хотите получить вразумительные ответы, так может нужно по конкретней: марка и мощность агрегата, напряжение, есть ли параллельная работа с сетью, может схемочку, потому как сказал

Тут другое. Нормативка нужна.

Сельков Евгений писал(а): ↑
2019-05-16 14:33:35

Возможно есть стандарты, в которых приведены требования к релейной защите синхронных генераторов по диапазону рабочих частот.

Сайт Илья Иванов

19 Ответ от stoyan

  • stoyan
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2011-05-04
  • Сообщений: 1,449

Re: РЗ синхронных генераторов от 3 до 95 Гц

Илья Иванов писал(а): ↑
2019-05-20 09:19:12

стандарты, в которых приведены требования к релейной защите синхронных генераторов по диапазону рабочих частот.

Рабочий диапазон синхронного генератора по частоте примерно 47-53 Гц (при собственном возбуждении). Речь скорее всего о неких временных (но не перееходных) режимах. Когда на обмотке статора подается внешнее напряжение (собственное возбуждение отсутствует) для разворота ротора/турбины с плавным изменением частоты. В случае думать о специальной защите выглядит разумно. В голову приходит следующее:
При частоте 50 Гц индуктивное сопротивление статора будет X = w.L = 2.3,14.50.L = 314L
При частоте 3 Гц - приблизительно имеем X = 20L
Учитывая что I = U/X, даже при небольших U, ток будет совсем приличный...

20 Ответ от Сельков Евгений

  • Сельков Евгений
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2014-05-12
  • Сообщений: 9
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: РЗ синхронных генераторов от 3 до 95 Гц

Требования приведены в тендерной документации на РЗ одной из малой ГЭС Северного Кавказа.
Мощность генераторов 5МВА, Uгн=6 кВ.
Станция без постоянного оперативного персонала.

Добавлено: 2019-05-20 15:30:50

Распределительное устройство 35 кВ выполнено в виде комплектного блочно-модульного распределительного устройства (КРУМ 35 кВ). Схема КРУМ 35 кВ
является нетиповой. Отходящая линия через выключатель присоединяется к рабочей секции шин, которая запитывается посредством двух присоединенных через выключатели силовых трансформаторов 35/6,3 кВ мощностью 16000 кВА каждый.
           Для приема, распределения и передачи электроэнергии на генераторном
напряжении 6,3 кВ используется генераторное распределительное устройство (ГРУ 6,3 кВ) с элегазовыми выключателями. ГРУ 6,3 кВ выполняется трехсекционным. Силовые
трансформаторы подключены к I и III с.ш. 6,3 кВ посредством трёхфазных токопроводов с воздушной изоляцией.
          Для питания потребителей здания МГЭС и КРУМ 35 кВ предусматривается схема собственных нужд с использованием двух трансформаторов собственных нужд (ТСН-1, ТСН-2) напряжением 6,3/0,4 кВ и одного напряжением 10/0,4 кВ мощностью
00 кВА каждый.
           Для резервирования особой группы потребителей собственных нужд МГЭС предусматривается установка дизель-генераторной установки (ДГУ)
напряжением 0,4 кВ, мощностью 250 кВА. ТСН-1,2 подключаются к I и III с.ш. 6,3 кВ соответственно. ТСН-3 подключается к с.ш. 10 кВ комплектного распределительного
устройства 10 кВ (КРУ 10 кВ). Питание КРУ 10 кВ осуществляется через кабельно-воздушную линию.

Добавлено: 2019-05-20 15:32:30

Терминал должен работать при изменении текущей частоты fНОМ основной гармоники входных сигналов тока и напряжения в пределах от 45 до 55 Гц (основной
диапазон частот). В этом диапазоне защитные функции должны полностью сохранять свою работоспособность и свойства, при этом дополнительная погрешность измерений
токов и напряжений от изменения частоты не должна превышать 3 %.
          При работе терминала в расширенном диапазоне частот от 3 до 75 Гц основные защитные функции должны полностью сохранять свою работоспособность. При этом
дополнительная погрешность измерений токов и напряжений от изменения частоты не должна превышать 7 % (в диапазоне частот от 3 Гц до 45 Гц) и 10% (в диапазоне частот
от 55 Гц до 75 Гц). Применение защитных функций в расширенном диапазоне частот обязательно должно указываться при заказе оборудования.

Добавлено: 2019-05-20 15:40:53

По поводу работы при повышенной частоте, на форуме выкладывали осциллограмму, в которой частота вращения генераторов на ГЭС увеличилась до 70 Гц. http://rzia.ru/topic3820-signaly-vchto-p4.html

Добавлено: 2019-05-20 16:09:27

Проектная документация разработана НИИ Гидропроект, Русгидро