Введение

Современные генераторы больших единичных мощностей являются сложными и дорогостоящими машинами. Они являются ответственным оборудованием энергетических установок.

Большинство повреждений генератора вызываются нарушением изоляции обмоток статора и ротора. Эти нарушения обычно происходят вследствие старения изоляции, её увлажнения, наличия в ней дефектов, а также в результате повышения напряжения, перенапряжений, механических повреждений, например из-за вибрации стержней обмоток и стали магнитопровода. Поэтому в принципе повреждения возможны в любой части обмоток.

К примеру, междуфазные КЗ сопровождаются прохождением в месте повреждения очень больших токов (десятки тысяч ампер) и образованием электрической дуги, вызывающей выгорание изоляции и токоведущих частей обмотки, а иногда и стали магнитопровода статора.

При замыкании обмотки статора на корпус ток повреждения проходит в землю через сталь магнитопровода статора, выжигая её. Повреждение стали требует длительного и сложного ремонта.

При двойных замыканиях появляется повышенный ток, этот ток перегревает обмотки ротора и питающего ее возбудителя и может вызвать горение изоляции обмотки ротора. Кроме того, из-за нарушения симметрии магнитного потока в воздушном зазоре между статором и ротором возникает сильная вибрация, опасная для генератора.

Поэтому, для исключения повреждений генераторов к релейной защите генераторов предъявляются высокие требования. На них устанавливаются защиты от внутренних повреждений и опасных ненормальных режимов, которые могут вызвать повреждение генераторов.

Целью данного курсового проекта является изучение защит гидрогенератора средней мощности на микропроцессорной элементной базе.

1. Параметры защищаемого генератора, схема ЧеГэс и расчет режимов работы генератора

1.1 Схема замещения и расчетная схемы исследуемой сети

Схема замещения ЧеГЭС представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Схема замещения исследуемой сети

Для удобства расчетов сэквивалентируем эту схему. Эквивалентная схема замещения представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 – Эквивалентная схема замещения

Расчетная схема представлена на рисунке 3.

Рисунок 3 - Расчётная схема исследуемой сети

1.2 Параметры генератора

В качестве защищаемого объекта берется восьмой гидрогенератор типа CВ-1470/149-104УХЛ4.

Технические данные:

номинальная частота вращения: n = 57.7 об/мин;

номинальная мощность: Р_{Г ном} = 78 МВт;

номинальный коэффициент мощности: ;

номинальное напряжение: U_{Г ном} = 13.8 кВ;

номинальный ток статора: I_{Г ном} = 3.84 кА;

номинальный ток возбуждения: I_{f ном} = 1.185 кА;

ток возбуждения при ХХ и номинальном напряжении: I_{f х} = 0.774 кА;

коэффициент полезного действия при номинальных условиях:  = 97.9 %;

допустимая длительность несимметричного КЗ: А = 40 с.

сверхпереходное реактивное сопротивление: ;

переходное реактивное сопротивление: ;

синхронное реактивное сопротивление: ;

реактивное сопротивление обратной последовательности: ;

реактивное сопротивление нулевой последовательности:

Расчет произведем в именованных единицах. За номинальные параметры примем параметры генератора: S_{Г ном} = 91.8 МВА, U_{Г ном} = 13.8 кВ.

Рассчитаем сопротивления генератора, приведенные к генераторному напряжению:

Рассчитаем сопротивления генератора, приведенные к стороне ВН трансформатора:

Параметры всех остальных генераторов аналогичны.