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無線電子工学および電気工学の百科事典
セクション3.保護と自動化 リレー保護。 ブロック保護発電機-変圧器
無線電子工学と電気工学の百科事典 / 電気設備の設置に関する規則（PUE） 3.2.72。 電力が 10 MW を超える発電機を備えた発電変圧ユニットの場合、次の種類の損傷および異常な動作モードに対してリレー保護装置を設ける必要があります。 1) 発電機電圧側の地絡。 2) 発電機の固定子巻線とその端子での多相短絡。 3) タービン発電機の固定子巻線の 3.2.76 つの相の巻線間の短絡 (XNUMX による)。 4）巻線および変圧器端子での多相短絡。 5) 変圧器の巻線およびネットワークに接続されている端子での、高い地絡電流による単相地絡。 6）トランス巻線のターン間の短絡。 7）外部短絡; 8) 逆相電流による発電機の過負荷（容量が 30 MW を超える発電機を備えたユニットの場合）。 9）発電機の固定子巻線と変圧器巻線の対称的な過負荷。 １０）励磁電流による発電機ロータ巻線の過負荷（巻線導体を直接冷却するタービン発電機および水素発電機の場合）。 １１）発電機の固定子およびユニット変圧器の電圧を高める（容量１６０ＭＷ以上のタービン発電機を備えたユニットおよび水力発電機を備えたすべてのユニット）。 12）励起回路の3.2.85点での地絡（XNUMXに準拠）。 13) 出力が 160 MW 未満のタービン発電機の励磁回路の XNUMX 番目の点での地絡。 14）励起が失われる非同期モード1) （3.2.86に準拠）; 15) 変圧器タンクの油面を下げる。 16) 500 kV 変圧器の入力の絶縁の部分的な故障。 1. 励磁を失うことなく非同期動作を防止するには、Ch.3.3 を参照してください。 XNUMX. 3.2.73。 発電機と昇圧変圧器の個別の動作に関連する保護に関する指示は、3.2.74 ～ 3.2.90 に示されている要件を考慮して、それらが発電機 - 変圧器ユニット (単巻変圧器) に結合されている場合にも有効です。 。 3.2.74。 30 MW を超える発電機を備えたユニットでは、原則として、固定子巻線全体をカバーする発電機電圧回路の地絡保護を提供する必要があります。 発電機の出力が 30 MW 以下の場合、固定子巻線の少なくとも 85% を保護する装置を使用する必要があります。 固定子巻線全体を保護するために追加の機器を発電機回路に接続する必要がある場合は、出力 30 ～ 160 MW のタービン発電機を備えたユニットでもこのような装置の使用が許可されます。 保護は、発電機電圧にタップがなく、補助変圧器にタップがあるすべてのユニットで、0,5 秒以下の時間遅延を持つトリップ動作で実行する必要があります。 補助ネットワークに電気的に接続されているユニット、または発電機と変圧器の間のタップからのラインによって電力が供給される需要家では、容量性地絡電流が 5 A 以上の場合、発電機の固定子巻線に地絡トリップ保護を取り付ける必要があります。母線発電機に規定されている二重地絡に対する保護（3.2.38 および 3.2.39 を参照）。 容量性地絡電流が 5 A 未満の場合、地絡保護は、発電機電圧にタップがないユニットと同じ方法で実行できますが、信号に作用します。 発電機回路に回路ブレーカーがある場合は、ユニット変圧器の発電機電圧側に追加の地絡警報を提供する必要があります。 3.2.75。 XNUMX 台の発電機と XNUMX 台の変圧器で構成される間接冷却型発電機を備えたユニットでは、発電機回路に回路ブレーカーがない場合、ユニットに共通の縦方向差動保護を XNUMX つ設けることをお勧めします。 発電機回路に回路ブレーカーがある場合は、発電機と変圧器に個別の差動保護を取り付ける必要があります。 ユニット内で変圧器を 125 台ではなく XNUMX 台使用する場合、および変圧器 XNUMX 台のユニット (増設ユニット) で遮断器なしで XNUMX 台以上の発電機を運転する場合、容量 XNUMX MVA 以上の各発電機と変圧器を備えなければなりません。独立した縦方向の差動保護。 これらの変圧器の低電圧入力に電流変圧器が内蔵されていない場合は、XNUMX つの変圧器に共通の差動保護を使用できます。 巻線導体を直接冷却する発電機を備えたユニットでは、発電機の長手方向の差動保護を別個に設ける必要があります。 同時に、発電機回路に回路ブレーカーがある場合は、ユニット変圧器（または、発電機を備えたユニット内で XNUMX つ以上の変圧器が動作する場合は各変圧器、内蔵電流がない場合は各変圧器）の個別の差動保護が行われます。これらの変圧器の低電圧入力にある変圧器では、ブロック変圧器に対して一般的な差動保護を使用することが許可されます。 ユニットの変圧器を保護するスイッチがない場合は、ユニットの別個の差動保護または共通の縦方向の差動保護を取り付ける必要があります (XNUMX 台の発電機と XNUMX 台の変圧器で構成されるユニットの場合、ユニットの一般的な差動保護は好ましい）。 高圧側から、変圧器（ブロック）の差動保護をブロック変圧器に内蔵された変流器に接続できます。 この場合、バスバーを保護するために、高圧側のスイッチとユニットのトランスの間に別途保護装置を設置する必要があります。 発電機の個別の差動保護は、3.2.36 に規定されているものと同様のトリップ電流を持つ三相 XNUMX リレーでなければなりません。 巻線導体を直接冷却する、容量 160 MW 以上の発電機を備えたユニットで示された差動保護を確保するには、ユニットの発電機と変圧器、およびバスバーをカバーするバックアップ差動保護を提供する必要があります。高圧側です。 巻線導体を直接冷却する発電機の電力が 160 MW 未満の場合でも、ユニットのバックアップ差動保護を設置することをお勧めします。 発電機回路に回路ブレーカーのないユニットでバックアップ差動保護を使用する場合は、発電機と変圧器に個別の主差動保護を提供することをお勧めします。 発電機回路にスイッチがある場合、バックアップ差動保護は 0,35 ～ 0,5 秒の時間遅延で実行する必要があります。 3.2.76。 固定子巻線の XNUMX つまたは XNUMX つの並列分岐を備えたタービン発電機では、時間遅延なしで動作する、XNUMX 相の巻線短絡に対する単一システムの横方向差動保護を提供する必要があります。 3.2.77。 巻線導体を直接冷却する出力 160 MW 以上の発電機を備えたユニットでは、逆相電流による保護される発電機の許容過負荷の特性に対応する積分依存特性を備えた逆相電流保護を提供する必要があります。 保護機能は、発電機のスイッチをオフにし、スイッチがない場合はネットワークからユニットの電源をオフにするように機能する必要があります。 ブロックに隣接する要素の保護を予約するには、指定された保護には、ブロックをネットワークから切断するように機能する独立した時間遅延を持つ要素と、3.2.81 に従って XNUMX 段階のアクションが必要です。 巻線導体を直接冷却する出力 160 MW 未満の発電機を備えたユニット、および間接冷却を備えた出力 30 MW を超える水力発電機を備えたユニットでは、逆相電流保護を行う必要があります。ステップまたは依存した時間遅延を伴って実行されます。 この場合、保護のさまざまな段階で 3.2.81 つ以上の時間遅延が発生する可能性があります (4、第 3.2.41 項を参照)。 示されたステップまたは依存時間遅延は、発電機の許容逆相電流過負荷の特性と一致していなければなりません (XNUMX を参照)。 出力が 30 MW を超える間接冷却タービン発電機を備えたユニットでは、3.2.41 に従って保護を実行する必要があります。 トリップ保護に加えて、30 MW を超える出力のタービン発電機を備えたすべてのユニットには、3.2.41 に従って実行される逆相電流による過負荷信号が提供されなければなりません。 3.2.78。 出力が 30 MW を超える発電機を備えたユニットでは、3.2.42 に規定されているように、外部対称短絡に対する保護を実行する必要があります。 同時に、水素生成装置の場合、保護動作電圧は公称約 0,6 ～ 0,7 にする必要があります。 バックアップ励磁機を備えたタービン発電機を備えたユニットでは、ユニットの高電圧側からの電流に対して電流リレーをオンにすることで、指定された保護を補完する必要があります。 60 MW 以上の発電機を備えたユニットでは、指定された保護の代わりに距離保護を使用することをお勧めします。 巻線導体を直接冷却する発電機を備えたユニットでは、バックアップ差動保護 (3.2.75 を参照) の代わりに、相間短絡に対する XNUMX 段階の距離保護を設置することが許可されます。 短距離冗長性を提供するこの保護の第 3.2.81 段階は、スイング中のブロッキングで実行され、3 の第 1 項に規定されているように、XNUMX 秒以内の時間遅延で動作しなければなりません。 最初のステージは、隣接する要素の保護による選択性を提供しながら、ブロックトランスをしっかりと囲む必要があります。 ユニットで個別の変圧器と発電機の差動保護が使用されている場合、発電機保護の最初の段階による冗長性が必須です。 長距離バックアップを提供する第 3.2.81 段階は、2、段落 XNUMX の規定に従って動作するものとします。 長距離バックアップの効果を高めるために、バックアップ差動保護の存在下で 3.2.81 段階の距離保護を設置することをお勧めします。 この場合の距離保護の両方の段階は、2、段落 XNUMX に規定されているように動作するものとします。 3.2.79。 容量が 30 MW 以下の発電機を備えたユニットの外部短絡に対する保護は、3.2.43 に従って実行する必要があります。 水力発電機を備えたユニットの保護動作パラメータは、3.2.42、3.2.43、および 3.2.78 に従って取得する必要があります。 3.2.80。 発電機回路にサーキットブレーカーを備えた発電変圧器ユニットでは、ユニットのバックアップ差動保護がない場合、ユニットの主保護をバックアップするように設計された、ユニットの高電圧側からの最大電流保護を提供する必要があります。発電機をオフにして作業するときは、変圧器を使用しないでください。 3.2.81。 発電機 - 変圧器ユニットのバックアップ保護は、以下を考慮して実行する必要があります。 1. 本機の変圧器の発電機電圧側には保護は設置されていませんが、発電機保護は使用されています。 2. 長距離冗長性の場合、保護は原則として XNUMX つの時間遅延で機能する必要があります。XNUMX つ目は、ユニットの高電圧側で回路を分割するため（たとえば、電源をオフにするため）です。バス接続およびセクションスイッチ）、XNUMX番目から - ネットワークからユニットを切断するため。 3. 短距離冗長性の場合、ブロック (ジェネレータ) をネットワークから切断し、ジェネレータ フィールドを消滅させ、3.2.89 で要求されている場合はブロックを停止する必要があります。 4. 個別のステージまたはバックアップ保護デバイスは、長距離および短距離の冗長性の目的と使用の便宜に応じて、XNUMX、XNUMX、または XNUMX つの時間遅延が発生する可能性があります。 5. 3.2.78 および 3.2.79 に従って、発電機電圧側およびネットワーク側に保護電圧解除装置を設けることが推奨されます。 6. ユニットのメイン保護とバックアップ保護のために、原則として、別個の出力リレーと、異なる回路ブレーカーからの直流動作電源を提供する必要があります。 3.2.82。 タービン発電機を備えたユニットでは、バスバーで動作する発電機と同じ方法で、対称固定子過負荷に対する保護を実行する必要があります (3.2.47 を参照)。 運転要員が常時勤務していない水力発電所では、対称的な過負荷を通知することに加えて、ユニット（発電機）をオフにするためのより長い時間遅延と、アンロードのためのより短い時間遅延で動作する、独立した特性を備えた保護を提供する必要があります。 指定された保護の代わりに、励磁制御システム内の適切なデバイスを使用できます。 3.2.83。 巻線導体を直接冷却する出力 160 MW 以上の発電機では、励磁電流による回転子巻線の過負荷に対する保護は、積分依存時間遅延を伴って実行する必要があります。これは、許容過負荷の特性に対応します。励磁電流により発電機を作動させます。 この保護はトリップ時に機能する必要があります。 ローター電流の保護をオンにすることが不可能な場合 (ブラシレス励磁など)、励磁回路内の電圧の増加に反応する独立した時間遅延を備えた保護を使用することが許可されます。 保護は、励起電流を低減するために、より短い時間遅延で動作できなければなりません。 励磁レギュレータに過負荷制限装置がある場合、アンロード動作はこれらの装置とロータ保護装置から同時に実行できます。 また、AVR の過負荷制限装置を使用して、アンロード (XNUMX つの時間遅延あり) およびトリップに作用することもできます。 この場合、積分依存時間遅延を備えた保護はインストールされない可能性があります。 巻線導体を直接冷却する出力が 160 MW 未満のタービン発電機、および間接冷却を備えた出力が 30 MW を超える水素発電機では、3.2.46 に示されているのと同じ方法で保護を実行する必要があります。 発電機に群励磁制御装置が存在する場合は、IDMT による保護を実行することをお勧めします。 発電機がスタンバイ励磁機で動作する場合、回転子過負荷保護は動作し続ける必要があります。 独立した時間遅延を備えた保護を使用することが不可能な場合は、バックアップ励振器に独立した時間遅延を備えた保護を提供することができます。 3.2.84。 160 MW 以上の容量のタービン発電機を備えたユニットでは、アイドル モードでの電圧の上昇を防ぐために、過電圧に対する保護を提供する必要があります。発電機がネットワーク上で動作している場合、この保護は自動的に無効になります。 保護が有効な場合、発電機と励磁機の磁界を抑制する必要があります。 水力発電機を備えたユニットでは、負荷遮断中の電圧上昇を防ぐために電圧サージ保護を提供する必要があります。 保護装置は、ユニット (発電機) をオフにし、発電機のフィールドを消すように機能する必要があります。 ユニットを停止する保護動作が許可されます。 3.2.85。 水力発電機、水冷ローター巻線を備えたターボ発電機、および容量 300 MW 以上のすべてのターボ発電機には、励磁回路の XNUMX 点での地絡に対する保護を設ける必要があります。 水素発電機では、保護は停止時に機能し、タービン発電機では信号に応じて機能する必要があります。 タービン発電機の励磁回路の 160 番目の点における地絡に対する保護は、3.2.48 に従って、電力が XNUMX MW 未満のユニットに設置されなければなりません。 3.2.86。 巻線導体を直接冷却する容量 160 MW 以上のタービン発電機と水素発電機を備えたユニットには、励磁喪失による非同期運転に対する保護装置を設ける必要があります。 これらのデバイスは、巻線導体を直接冷却する出力 160 MW 未満のタービン発電機での使用にも推奨されます。 これらのタービン発電機では、（非同期モードに対する保護を使用せずに）自動界磁減衰装置の無効な位置によってのみ、非同期モードの自動検出を提供することもできます。 励磁を失ったタービン発電機を非同期モードに移行する場合、上記の保護装置または自動界磁減衰が励磁喪失の信号に作用し、発電機が励磁を失ったユニットの分岐内の補助負荷をバックアップ電源に自動的に切り替える必要があります。ソース。 非同期運転を許可しないすべての水素発電機とタービン発電機、およびこれらの装置の動作によりシステム内の無効電力が不足した状態の他のタービン発電機は、ネットワークから切断する必要があります。 3.2.87。 巻線導体を直接冷却する発電機回路に回路ブレーカーがある場合は、この回路ブレーカーが故障した場合に備えて冗長性を提供する必要があります (たとえば、ブレーカーの故障を使用する)。 3.2.88。 発電所における 110 kV 以上のブレーカー障害レベルは、以下を考慮して実行する必要があります。 1. 発電機を備えた発電所で単相駆動のサーキットブレーカーがオフになった結果、そのうちの XNUMX つが欠相モードになった場合に、複数のバックアップ保護ユニットが不必要に停止するのを防ぐため巻線導体を直接冷却する場合は、ブレーカー故障の加速起動を提供する必要があります (たとえば、大きな地絡電流が流れるネットワーク側からのブロックの零相変圧器の電流保護から)。 2. 発電変圧器ユニットと送電線が共通の開閉器を備えている発電所の場合（たとえば、XNUMX 方式またはポリゴン方式を使用する場合）、電源をオフにするための遠隔遮断装置を設ける必要があります。スイッチを遮断し、ブロック保護からの起動時にブレーカー障害が発生した場合に、ラインの反対側での自動再閉路を禁止します。 また、ブレーカー故障時に高周波保護発信器を停止する動作を設ける必要がある。 3.2.89。 発電機の固定子とユニットの変圧器を内部損傷から保護するとともに、発電機の回転子を保護する場合は、損傷した要素をネットワークから切り離し、発電機と励磁機のフィールドを遮断する必要があります。消灯するとブレーカーが作動し、技術的保護が影響を受けるはずです。 保護装置がトリップした結果、分岐によってユニットに接続されている補助負荷が非通電になった場合、保護装置はバックアップ電源に転送するために、動作中の補助電源回路の回路ブレーカーを開く必要もあります。 ATSを使って。 外部損傷の場合のユニットの発電機および変圧器のバックアップ保護は、3.2.81、パラグラフ 2-4 に従って動作するものとします。 熱部分にブロック図を備えた火力発電所では、内部損傷により装置が停止した場合、装置の完全な停止を保証する必要があります。 外部損傷の場合、およびユニットの動作をすぐに回復できる場合の保護措置の下では、熱機器および機械機器によってこのモードが許可されている場合、ユニットをアイドルモードに切り替える必要があります。 水力発電所では、ユニットの内部損傷が発生した場合、ユニットを停止するだけでなく、ユニットを停止する必要があります。 外部損傷により本機の電源が切れた場合にも、本機を停止する動作を行うことができます。 3.2.90。 発電機 - 変圧器 - 線路ユニットでは、電力系統側からの主線保護およびバックアップ保護は、線路保護に関する本章の要件に従って実行する必要があり、ユニット側からは、バックアップ線路保護機能が実行されなければなりません。ユニットのバックアップ保護によって実行されます。 ユニットの保護は、上記の要件に従って実行する必要があります。 回路ブレーカーを開き、電力システムからブレーカーを起動するブロック保護アクションは、XNUMX つの相互に冗長な遠隔切断デバイスを使用して、高周波チャネルまたは通信線を介して送信する必要があります。 さらに、高周波保護送信機を停止するブロック保護の同時動作を提供することをお勧めします。 タービン発電機を備えたユニット (熱部分のブロック図付き) では、電源システム側から、バスバー保護動作 (二重バスバー システムの場合) またはブレーカーの故障 (XNUMX 回路またはユニットをアイドル モードに移行するか、発電機のフィールドを消してユニットを停止するには、それぞれ電力システムからラインの反対側の端にポリゴン回路) を転送する必要があります。 さらに、電力システム側でバックアップ保護が設置されている場合は、発電機フィールドの消火と補助ニーズのシャットダウンを加速するために、テレスイッチング デバイスを使用することをお勧めします。 地絡電流が大きいネットワーク側からサーキットブレーカーが非全相遮断された場合、ブレーカーの加速起動は 3.2.88、第 1 項に規定されているのと同じ方法で実行されます。 。
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