6n&nnOTe'IKa JneКYDOTeXlinKa
 пРШlОJICе1luе к JlCУРНШlУ IIЭнерzетuк"
Основана в июне 1998 r.
Выпуск 3 (123)

А. л. Соловьев
ЗАЩИТА rEHEPATOPOB
МАЛОЙ И СРЕДНЕЙ
МОЩНОСТИ ТЕРМИНАЛАМИ
"СИ РИУС- rc"
Москва
НТФ "Энерrопроrpесс", "Энерrетик"
2009

УДК 621.316.9
ББК Зl.2705
С60
rлавный редактор журнала "Энерreтик" А. Ф. дьяков
РЕДАКЦИОННЫЙ СОВЕТ
"Библиотечки электротехника"
В. А. Семенов (председатель), и. и. Батюк (зам. председателя),
Б. А. Алексеев, К. М. Антипов, [. А Безчастнов, А. Н. Жулев,
В. А. Забеraло в, В. х. иIIIКИН, Ф. л. Koraн, В. и. Кочкарев,
Н. В. ЛисицьПl, I л. [. Мамикоюnщl , В. Н.. Пуляев, А и. Таджи6аев,
ю. В. Усачев
Соловьев А. л.
С 60 Защита reHepaTopoB малой и средней мощности терми
налами "Сириусrс".  М.: НТФ "Энерroпроrpесс", 2009.
 92 с.; ил. [Библиотечка электротехника, приложение к
журналу "Энерreтик"; Вып. 3 (123)].
Приведена методика расчета токов коротких замыканий, необходи
мыхдля выбора уставок и настройки защит reHepaTopa. Рассмотрены Me
Toды построения, схемы ВЪП1олнения и примеры выбора уставок защит
статорных цепей reHepaTopoB малой и средней мощности для цифровых
терминалов "Сириус rc".
для специалистов, работающих в области релейной защиты и систем
ной автоматики электрических станций.
ISSN 00 13 7278 @ НТФ" Энерrопроrpесс", "Энерreтик", 2009

Предисловие
Электрическая энерrия  ПРОдyIcr, обеспечиваюЩИЙ жизнедея..
тельность и развитие цивилизованноro общества,  является бази
сом для экономическоro развития любоro rocудаа. Развитие со..
временной энерreтик:и немыслимо без модернизации действующих
и строительства новых электрических станций. Основой любой
электрической станции является reHepaтop, вырабатываюЩИЙ элек 
трическую энерrию. Предыдущая концепция развития мировой
u
энерreтик:и заключаласъ в увеличении мощностеи reHepaтopoB еди
ничных энерroблоков. Блaroдаря этому мощности совремеlпlых
синхронных турбоreнераторов доcтиraюr 1200 МВт. для пов ъпп е..
ния reнерирующей мощности применяют энерroблоки с шестифаз
ными reнераторами. Вывод из работыI reHepaтopa большой мощно
сти неминуемо создает, дефицит электрической энерrии в энерrocи..
стеме. для надежноro энерrocнаб:жения потребителей современная
энерreтика требует модернизации и строительства HOBbIX электри..
чecJtиx станций малой и средней мощности. Причем для районов,
удаленных от болыIIиx энерroсистем, такие электростанции явля
ются ocHoBным источником электроснабжения и обеспечивают
бесперебойное электропитание oтвeтcтвeННbIX потребителей при
авариях в энерrocистеме.
Развитие микропроцессорной техники и ее применение в aвroMa
тизации производства электрической энерrии позволили повысить
надежность и качество работыI отделъных объектов энерreтики и
энерrocистем. В связи с этим существенно измениласъ и техника ре..
леЙНой защитыI (РЗ). Цифровые терминалы позволяют контролиро..
ватъ режимыI работыI и выполняют ПОJlliоценную защиту любоro
электроэнерreтическоro оборудования при аварийных иненорма..
лъных режимах работыI, имеюr стаБилъныIe характеристики, упро
щают настройку и ВЫПОJlliение защит, работают в составе систем
АСУ энерroпредпрИЯТИЙ.
КрелеЙНойзащитеreнераторовпре J . 81 81. я высокиетребова..
пия по быстродействию при коротком . 1. 1 . 1 1 (К3) в reHepaтope
з

и на ero въшодах. Релейная защита должна обеспечивать работу re..
нератора на пределъных тепловых характеристиках изоляции 06мо"
ток при внешних К3 или в режиме переrpузок. Изоляция обмоток
reHepaтopoB средней мощности составляет 50  60 % стоимости ма..
u
шиныI, поэтому аварииныIe режимыI, связанныIe с повреждением
изоляции обмоток reHepaтopa, приводят к дороrocтoящим ремонт..
ным работам. Быстрое отключение reHepaтopa при внyrpeнних К3
минимизирует разрушения в reHepaтope и не приводит к выпадению
из синхронизма параллелъно работающих исправных машин, разва..
лу энерrocистемы. При правилъной работе защит reHepaтopbI рабо..
тают без недопустимых режимов и переrpузок. Эro позволяет про..
длить срок их эксплуатации. В свою очередь неправилъныIe (излиш..
ние) действия релейной защиты на отключение reHepaтopa создают
дефицит электрической энерrии и отключение потребителей.
В связи с актуальностью проблемы по созданию электрических
стаlЩИЙ малой и средней мощности данная работа посвящена во..
просам расчета, выбора уставок и настроЙКИ защит reHepaтopoB ма..
лой и средней МОIЦНости, BbmoJllieнных на терминале "Сириус.. rc"
производства 3АО "Радиус..Автоматика". Цифровой терминал "Си..
риус.. rc" применяется для защиты турбо.. и rидporeнераторов мощ"
нocrъю до 160 МВт. "сириус..rс" имеет мощную rибко расширяе..
мую аппаратную платформу, ВЫПОJlliен с применением современ..
НbIX a.лroритмов построения защит синхронных reHepaтopoB,
позволяет настроить защиты с учeroм параметров защищаемою re..
нератора и сети, работать в составе АСУ электрической станции.
Автор выражает rлубокую блaroдарность профессору М. А Ша..
баду и доценту А М. Александрову за ценные советы при написа..
нии этой работы.
Замечания и ПОЖeJUUIIUI ПО броlПlOре
просьба :. 1.; . ,ПО адресу:
115280, Moc na, УЛ. .; I .: I JСкая, 14/23.
РедaкциJI :. I : . "Эиерreтик"
Автор
4

rЛАВА ПЕРВАЯ
Основные характеристики
синхронных reHepaTopOB
"
для правилъноro выбора РЗ и расчета ее уставок прежде вcero не..
обходимо знать тип и технические данные (параметры) защищаемо..
ro l'eHepaтopa.
'Наибольшее распространение получили синхронные zeHepamopbl
(Сп, особеlПlОСТЪЮ которых ЯRJIЯется постоянная частота враще..
НЮf называемая синхронной. У cr частота вращения п находится в
cтporo постоянном отношении к частоте сети:
рп
1= 60 '
(1.1)
Qe f ....... частота переменноro тока (в нормальных условиях 50 rц);
If;-Ф---- частота вращения reHepaтopa, мик--- 1; Р ....... число пар ПОJПOCов.
v' В заводских обозначеl:fИЯX типов cr последняя цифра обычно
обозначисло полюсов ротора reHepaтopa. По числу пар ПОJПOCов
можно определить частоту вращения cr:
601
п 
 .
р
(1.2)
 1tanpимер, для турбоreнератора типа Т2..6...2 р == 1 и, следователь..
. п == 3000 МИН 1. для rидроreнератора типа вrСП5..213..24
1'::.12, п == 250 МИН 1.
Иеподвижная часть синхронноro reHepaтopa, rдe расположена
(';:' ,. " перемеlПlОro тока, называется статором. Вращающаяся
часть re ... "., rде расПOJЮжена обмотка :возбуждения, называет..
.. 1, , 1 J . Постоянный ток, необхоДИМЫЙ для питания обмотки
возбуждения в reHepaтope с электром . 11 I 1 . 1 возбуждением, фор..
5

мируется в reHepaтope постоянноro тока  возбудителе, который
размещается на общем валу OCHOBHOro reHepaтopa или устанавлива..
ется отдельно. Такой принцип возбуждения применяется для боль..
шинства cr малой и средней мощности. Исключение состаRЛЯЮТ
reнераторы мощнocrъю до 100 кВт, которые въmолняются с само..
возбуждением. В последнее время для reHepaтopoB малой и средней
мощности широко используются тиристорныIe системы возбужде..
ния и системы возбуждения на IGВТ..транзисторах.
В быстроходных cr (турбоreнераторах) ротор предстаRЛЯет собой
массивный цилиндр ("бочку") с осевыми пазами, в которых разме..
щается обмотка возбуждения. Такие синхронные машины назьmа..
ются неявнополюсными и вьmолняются в виде двухполloсных
(3000 МИН 1) и четырехполюсных (1500 МИН 1) reHepaтopoB. Ore..
чественныIe турбоreнераторы въmолняются с частотой вращения
3000 МИН 1.
В тихоходных reHepaтopax (например, rидроreнераторах) ротор
имеет форму колеса, на внеIIIНей поверхности KOТOporo укрепляют..
ся выступающие полюсы  электромarниты. Такие синхронныIe ма..
шиныI называются явнополюсными, и их частоты вращения находятся
в пределах от 50 до 750 МИIr'" 1.
На полюсах ротора явнополloсных машин кроме обмотки воз..
буждения может располаraться успокоительная (демпферная) обмот..
ка, предназначенная для повышения устоЙЧИВости работыI reHepa..
тора. у reHepaтopoB с успокоительной обмоткой ток в началъный
момент К3 (при t == о) существенно больше, чем у reHepaтopoB без
успокоительной обмотки. rидроreнераторы малой мощности отече..
ственноro производства выпускались без успокоительных обмоток.
Некоторые rидpоreнераторы малой мощности иностранных фирм и
все rидроreнераторы средней мощности имеют успокоительную об..
мотку. у турбоreнераторов роль демпферной обмотки иrpает сталь..
ной массив ("бочка") ротора.
Ротор турбоreнератора может приводиться во вращение raзовой
или паровой турбиной, rидporeнератор  rидpoтypбиной, дизель..
reHepaтop  двиraтелем внyrpeннеro сroрания. При вращении рото..
ра полюса электромаrнитoв, проходя последовательно мимо про..
ВОДНИКОВ обмотки статора, наводят в них в соответствии с законом
электромarнитной индукции переменную синусоидальную эдс с
частотой 50 [ц. При симметричной трехфазной нarpузке reHepaтopa
по обмоткам статора проходит симметричный трехфазНЫЙ ток. Но..
минальная поJПIая мощнocrъ синхронноro reHepaтopa определяется
по выркению::
6

Sr.иом = ЗlJ r.ио.l r.иом.
(1.3)
Активная мощность reHepaтopa при номинальном токе и номи"
налъном напряжении определяется по выражению:
Р r . ИОМ =3Ur.ио.lr.иомСОS<Р'
(1.4)
rде ц..ИОМ  номинальное междуфазное напряжение reHepaтopa, кВ;
I r . ИОМ  номинальНЫЙ фазНЫЙ ток reHepaтopa, А; COS<p  коэффи"
циент мощности.
НоминальНЫЙ коэффициент мощности для 'IW6oreHepaТOPOB до
100 МВтравенО,8;длятурбоreнераторовмощнocrъю 160  500 МВт
..... 0,85.
номинальный коэффициент мощности для rидporeнераторов до
125 МВт включительно равен 0,8; для rидроreнераторов мощностью
125  360 МВт  0,85.
для серийных турбоreнераторов принят следуюЩИЙ ряд номина..
лъныхктивныхощностей,, МВт: 2,5; 4,0; 6,0; 12,0; 32,0; 63,0; 100,0;
120,0; 160,0; 200,0; 300,0; 500,0; 800,0; 1000,0; 1200,0.
Турбоreнераторы мощностью до 63 МВт в России выпускаются с
косвенным охлаждением. При косвенном охлаждении турбоreнера..
торов отвод тепловой энерrии от обмоток выполнятся через слой
изоляции. Тур6оreнераторы мощностью более 63 МВт в России вы..
пускаются с непосредственным охлаждением. При непосредствен..
ном охлаждении отвод тепловой энерrии от обмоток ВЬПIОJПIЯется
при непосредственном контакте обмоток reHepaтopa и охлаждаю..
щеro raзa или жидкости.
номинальныe реактивныe мощности турбоreнераторов опреде..
u u u
ляются по номинальнои полнои или активнои мощности:
Qr.иом = Sr.иом sin <р;
( 1.5)
Qr.иом = Pr .иомtg<р.
( 1.6)
в расчетах РЗ reHepaтopoB чаще вcero используется ток I r . иом , А,
оDpeделяемый из выражения (1.4):
р.
1  r.иом
r.иом  ЗlJ cos сп ·
r .ИОМ у
( 1.7)
7

Значения ц,.НОМ' [r.HOM' P r . HOM ' COS <р, а также номинальные напря..
жение и ток возбудителя (и в . ном , [В.НОМ) всеrда указываются в пас..
портной табличке reHepaтopa. Однако для расчета релейной защиты
этих данных недостаточно. Необходимо знать ряд параметров, ха..
рактеризующих reHepaтop в начальном и установившемся режимах
кз. К таким параметрам относятся: индуктивные сопротивления re..
нератора, отношение кз (ОК3), токи в роторе (токи возбуждения), а
также емкостнъш ток reHepaтopa при замыкании одной фазы обмот"
ки статора на землю. Эrи параметры приводятся в паспортах и ката..
лоrax reператоров, в электротехнических справочниках.
8

rЛАВА ВТОРАЯ
Требования, предъявляемые
к релейной защите и расчету уставок
защит синхронных reHepaTopoB
2.1. ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К РЕЛЕЙНОЙ
ЗАЩИТЕ СИНХРОННЫХ rEHEPATOPOB
CoBpeMeHНbIe синхронные reHepaтopbl  сложныIe и дороrocтоя..
щие электрические машины. Самым дороroстоящим элементом
синхроIOlblX reHepaтopoB является электрическая изоляция. Ава..
рийныIe режимы, связанные с внyrpенними повреждениями в reHe..
раторах при междуфазных, витковых К3, двойных · ,. ., -. на
землю сопровождаются большими значениями токов и приводят к
серьезным разрушениям. Переrpузки и ненормалъныIe режимыI ра..
боты reHepaтopa сокращают срок ero ЭКСIDIyатадии, поэтому к
... ... ...
устроиствам релеинои защиты reHepaтopoB пре. . -,: -,. Я повы"
шенные требования по быстродействию, чувствительности, селек..
тивности и надежности, а также по исключению "MepтвbIX" зон за..
ЩИЩаемоro объекта.
Требования к устройствам релейной защиты, в том числе и запщ ..
ты reHepaтopoB, при аварийных и ненормалъных режимах работы
эле:ктроэнерreтическоro оборудования различны, поэтому они рас..
сматриваются раздельно [1].
Защиты при авариЙНЫХ режимах reHepaтopa доJIжныI действовать
Быстро, селективно, обладать необходимой чувствительностью и
надежностью.
Релейная защита от ненормалъных режимов работыI reHepaтopoB
ДОЛЖНа обладать необходимой селективностью, чyвcrвителъностью
и надежностью. Высокою быстродействия от этих защит, как пра..
ВИЛО, не требуется. Защиты от ненормалъных режимов MO:ryr рабо..
тать на сиrнал или разrpузку, а отключение производится только
9

при возникновении опасности повреждения синхронноro reHepaTo"
...
ра или опасности перехода reHepaтopa в недочустимыи режим
работы.
Исключением из этоro правила ЯRЛЯется защита от асинхронноro
режима Д)IЯ крупных турбоreнераторов.
Быстродеiiствие релейной защиты должно обеспечивать наи..
меньшее возможное время отключения кз. Быстрое отключение кз
не только оrpаничивает область и степень повреждения защищае..
MOro элемента, но и обеспечивает сохранение бесперебойной рабо..
...
ты неповрежденнои части энерrосистемы, электростанции или
подстанции. Быстрое отключение кз, как известно, предотвраща..
ет нарушение устоЙЧИВости параллельной работы синхронных re..
нераторов и синхронных электродвиraтелей, облеrчает самозапуск
... ... ...
электродвиraтелеи, повышает вероятность успешных деиствии
устройств автоматическоro включения резервноro питания (АВР).
Селективным (избирательным) действием защиты назъmaется та..
...
кое деиствие, при котором автоматически отключается только по..
врежденный элемент электроустановки (reHepaтop, трансформатор,
ЛИНИЯ, электродвиraтель и т.п.).
Требования селективности и быстродействия наиболее просто
удовлетворяются при использовании защит, обладающих абсолют..
ной селективностью, например дифференциальные защиты reHepa..
торов, трансформаторов, линий и дрyrиx элементов энерroсистемыI.
По принципу действия они не срабатьmaют при К3 на смежных эле..
...
ментах и поэтому вьmолняются с мrиовенным деиствием на отклю..
чение поврежденноro элемента. Но такие защиты не MOryr исполь..
зоваться в качестве резервных при К3 на смежных элементах, Д)IЯ
этих целей применяются защиты, обладающие относительной се..
лективностью (максималъныIe токовые, дистанционные), которые
обычно выполняются с вьщержками времени. Время срабатьшания
этих защит выбирается, как правило, только по условию селектив..
ной работы при кз, но MOryr бьпь случаи, коrда требуется снижение
времени отключения К3 даже в ущерб селективности.
Допустимое время отключения К3 по условиям предотвращения
нарушения устоЙЧИВости работы reHepaтopoB энерrocистемыI или
электроустановок потребителей определяется службами (rpуппами)
электрических режимов энерroсистемыI. Приближенно считается,
что защита должна действовать без замедления при всех кз, при
остаточных напряжениях ниже (0,6 + 0,65) ином на сборных шинах,
через которые осуществляется параллельная работа синхронных ма..
шин или питаются ответственные потребители.
10

Быстрое отключение К3 может потребоваться и для сохранения в
целости ОТХОДЯЩИХ линий с малым сечением проводов, не обладаю...
щих необходимой термической стойкостью при максимальном
уровне токов К3.
Во всех осталъных случаях действие заllЩТ с orносительной селек...
тивностью может происходить с некoroрым замедлением, однако
следует CIpeМИТЪСЯ к тому, чтобы замедление бьто минимальным.
НaiJeжность функционирования релейной защиты предполaraет
надежное срабатывание устройства при появлении условий на сра...
.. ..  · е и надежное несрабатывание устройства при их orcyrcт...
вии. Надежность функционирования релейной защиты должна
обеспечиваться устройствами, кoroрые по своим параметрам и ис...
ПОJПIению соответствуют назначению и условиям применения, а
u
также надлежащим. . 4 .. . ем этих устроиств, в том числе вы...
бором уставок.
Наряду с вьmолнением всех необходимых меропрИЯТИЙ по обес..
печению надежности фУНКЦИОНИРОJЩJIИЯ устройств релейной за...
щиты ДОЛЖНО предусматриваться резервирование возможных отка..
ЗОВ защит или ВЫЮIIOчателей. "Правила" [1] указьmают на необхо...
димостъ установки резервных заЩИТ, обеспечивающих дальнее
резервирование, т.е. способность действовать при К3 на смежных
элементах в случае отказа собственной защиты или ВЫЮIIOчателя
поврежденноro reHepaтopa, ЛИНИИ, трансформатора и т.п.
Если дальнее резервирование не обеспечивается, то должно осу..
щеCТWIЯТЬCЯ ближнее резервирование, т .е. установка двух или более
независимых устройств защиты, резервирующих дpyr дpyra. В
u
устроиствах автоматики управления ВЫКJIЮчателем reHepaтopa, ра...
ботающеro в блоке с трансформатором, а также в сетях 110 кв и
u
вьпnе, применяются специальныIe устроиства резервирования при
отказе ВЫЮIIOчателей (УРОВ).
В тех случаях, коrда обеспечение дальнеro резервирования связа..
но со значительным усложнением защиты или технически невоз..
можно, ПУЭ [1] допускают не резервировать отключения К3 за
трансформатором, на реактированных ЛИНИЯХ, в конце длинноro
смежноroучасткалиниинапряж:ениемО,4.... 35 кВ, а также на ЛИНИ...
ях напряжением 110 кв и вьпnе при наличии ближнеro резервирова..
ния. Допускается осуществлять дальнее резервирование только при
наиболее частых видах повреждения (например, при К3 на землю в
CC'nlX 110 кв и вьпnе, кoroрые . ·  '.. примерно 85 % всех видов
КЗ). Допускается предусматривать неселективное действие защиты
при К3 на смежных элементах (при дальнем резервировании) с
обесточиванием в отдельных случаях элекrpoустановок, но при этом
11

следует по возможности обеспечивать исправление этих неселек..
тивных отключеНИЙ действием устройств АПВ или АВР.
Чувствительностью релейной защиты называют ее способность
u u
реarиpoвать на все виды повреждении и аварииных режимов, кото"
рые MOIyr возникать в пределах основной защищаемой зоныI и зоныI
резервирования. Оценка чувствительности основных типов ре лей..
ных защит должна производиться с помощью коэффициентов чув..
ствителъности, значения которых для разных типов защиты и реле
указываются в ПУЭ [1]. Определение коэффициентов чувствитель..
ности производится при наиболее неблaroприятных видах повре:ж..
дения, но для реально возможноro режима работы электрической
системы. Все короткие 3амыкания при этом рассматриваются как
металлические, т.е. не учитъmaютcя возможные переходныIe сопро..
тивления в месте К3 и в том числе сопротивление электрической
дyrи. Исключение состаШlЯIOТ сети напряжением до 1 кв [8].
Если при расчете коэффициентов чувствительности выясняется,
что возможно неселективное действие защиты последующеro (пита..
ющеro) элемента из..за отказа (вследствие недостаточной чувствите..
льности защиты) предыдyIцro элемента, то чувствительность этих
защит необходимо соrласовать между собой. Вместе с тем ПУЭ ДО"
пускают не соrласовывать между собой чувствительность тех ступе..
ней защит смежных элементов, которые предназначены для даль..
Hero резервирования, если неотключение К3 вследствие недоста..
точной чувствительности последующеro (питающеro) элемента,
например автorpансформатора, может привести к тяжелым послед..
ствиям. Решение об отказе соrласования чувствительности защит
должно yrверждатъся руководством энерreтическоro предприятия
наряду с решением о вынужденном ВЫПОJПIении неселективных за..
щит или дрyrиx отступлеНИЙ от основных требований к релейной за..
щите. В России действует Инструкция по учету действий релейной
защиты и автоматики (Р3А), rде оroвариваются условия оформле..
ния возможных неправилъных действий Р3А как заранее допущен"
Hых (иание 1990 r.).
2.2. ОСНОВНЫЕ ТРЕ&ОВАНИЯ К РАСЧЕТУ УСТАВОК
ТЕРМИНАЛА "сириУс-rс"
Расчет релейной защиты, выполненной на терминале "Сири..
yc..rc", заключается в выборе рабочих параметров срабатьmaния
(рабочих уставок) этоro мноroфункционалъноro устройства защиты
фирмы "Радиус..Автоматика". Во всех существующих и разрабатыI'
ваемых устройствах защиты должна быть предусмотрена возмо:ж"
12

кость плавною или ступенчатою изменения параметров срабатьma..
:RИЯ в определенных пределах. Только правШlЬНЫЙ выбор и установка
робоче20 параметра превращают lреле" в 11ниейную защиту" конк..
реmной электроустановки!
Традиционно выбор рабочих характеристик и уставок ("настрой..
ка") РЗА производится в расчете на "наихуДШИЙ случай" с учетом
roro, что неправильное действие РЗА может привести к нарушению
элепроснабжения. И даже при том, что действие РЗА БЬDIО оформ"
лено как заранее допущенное (см. выше), ущерб от неселективною
,срабатывания и тем более отказа РЗА может вызвать непредвиден..
Jlытяжелыыe последствия и для потребителей, и для электроснабжа..
IOЩеro предприятия.
для вьmолнения расчета релейной защиты (ВJ>Iбор рабочих ха..
рактеристик и уставок) прежде всею неоБходимыI полные и досто..
верные местные исходные данныI,, к которым относятся:
u
. первичная схема защищаемои электроустановки и режимыI ее
работыI (с указанием, как создаются рабочие  ремонтные режимыI 
aвroматически или неавтоматически);
. сопротивление и ЭДС (или напряжения) питающей системы
1IЛИ максимальною и минимальною режимов ее работы (или мощ"
ности КЗ);
. режимы заземления неЙ'rpалей силовых трансформаторов;
. параметры reHepaтopoB, ЛИНИЙ, трансформаторов, реакторов и
т.п.;
. значения максимальных рабочих токов reHepaтopoB, ЛИНИЙ,
трансформаторов и т.п. в рабочих, ремонтных и послеаварийных
режимах;
. харaкreристики электроприемников (особенно крупных
электродвиraтелей);
u
. . типы выключателеи;
: . типы и параметры измерительных трансформаторов тока и
трансформаторов напряжения с указанием мест их установки в пер..
u
вичиои схеме сети, электростанции и т.п.;
· типы И параметры срабатывания (у ставки) существующих
Устройств РЗА на смежных элементах (как питаЮЩИХ, так и
orxОДЯЩИХ);
· типы и принципиальныIe схемы устройств РЗА, подлежащих
'Р4счеТу по проекту и по информационным материалам фирм..
изroтoвителей.
 -:.'  Али обеспечения селективности РЗ рабочие уставки защит с ОТ..
'Ч'1' . '.ной селективностью на смежных элементах (reHepaтopax,
JIИНияx, трансформаторах) должныI быть соrласованы между собой.
13

для максимальных ТOKOBbIX защит речь идет о соrласовании по току
(чувствительности) и по времени. Поэтому выбор уставок следует
производить, как правило, не для одною элемента, а для участка
сети, причем попарно. В каждой паре одна, например, линия и ее за
щита будут назьmаться предьщущими или нижестоящими (do
wnstream), а дрyraя линия (защита), расположенная ближе к иcroч
нику питания,  последующей или вышестоящей (upstream). В тe
чение производства расчета пары и названия элементов будyr
изменяться, т.е. та РЗ, которая бьта вышестоящей (последующей),
может стать предьщущей в паре с РЗ питающей линии (reHepaтopa
или трансформатора). Выбор уставок в такой сети при использова
нии принципа временной селективности ведется от наиболее yдa
ленною элемента по направлению к источнику питания.
Одним из способов уменьшения времени отключения повреж
...
денною участка сети является выполнениелоrическои защиты шин.
Используя входыI И выxдьII лоrической блокировки действия защит,
лоrическая схема соединения терминалов позволяет быстро выя
вить И отключить поврежденную часть сети и обеспечить резервиро
вание функции УРОВ.
При необходимости расчета уставок защиты одною вновь вКЛIO
чаемою элемента надо соrласовать выбранные уставки с уставками
существующих защит, по возможности не изменяя последних.
В общем случае релейная защита не должна оrpаничивать воз
можности ПОJПIою использования основною первичною электри
ческою оборудования сети. Однако при разработке режимов работы
электростанции или сети, в свою очередь, должны учитьmаться и
технические возможности типовых устройств релейной защиты. Не
исключено, что по результатам расчета уставок некоторые редкие
режимы MOJYf быть запрещеныI.
Необходимо КОМIШексное рассмотрение вопросов релейной защи
ТbI и .. I'..  ..рИЙНой aвroматики электpocтalЩИИ или сети (АПВ,
АВР, делительных устройств, автоматическою секционирования).
Немаловажное значение имеет оформление материалов РЗА
Расчет уставок должен состоять, как правило, из разделов:
1) исходные данные (с указанием иcroчников информации);
2) расчет токов КЗ;
З) выбор уставок (с неоБходимыIM rpафическим материалом в
виде схем, карт селективности и др.);
4) результаты расчета. Эroт раздел должен содержать окончате
льно выбранные характеристики, уставки и данные для реryлировки
(проrpаммирования терминалов).
14

Рекомендуется прикладывать к расчету схему электростанции
или сети с условными обозначениями типов релейной защитыI и
указанием выбранных уставок. В характерных точках сети на схеме
MOryr быть приведеныI значения токов КЗ.
На основании расчета составляются задания на наладку защиты
каждоro из элементов элеюростанции или сети.
Задание на lUl./Шi)ку защиты ДОЛЖНО содержать:
1) наименование и технические данныIe защищаемоro элемента
(необходимые Д)IЯ расчета токов КЗ и уставок защитыI;;
2) тип, коэффициенты трансформации, схему соединения и Mec
то уcraновки трансформаторов тока и, при необходимости, тpaнc
форматоров напряжения;
З) номера принципиальных схем релейной защиты, автоматики
#
и управления защищаемоro элемента, дату их выпуска и наименова 
ине орraнизации, выпустившей эти cxeМbI (или одну общую схему);
4) рабочие уставки терминалов (реле); Д)IЯ ТOKOBbIX реле, имею
щих обратную зависимость времени действия от тока, дополнителъ
но указьшаются ток и время срабатыIания,, соответствующие неза
висимой части характеристики, а при необходимости особенно
точной настройки  еще несколько контрольных точек (тока и
времени) в зависимой части характеристики (например, при ВЬrнуж 
деlПlОМ уменьшении ступени селективности); для цифровых реле
(терминалов) дополнительно указьшаются наименования времято
...
ковых характеристик, их коды и дрyrие параметры настроики в co
ответствии с информацией изroтовителя.
В примечании к заданию должныI указьшатъся расчетные усло
вия, для которых выбраны рабочие уставки: максимальныIe рабочие
токи защищаемою элемента, режимыI ero работы и т.п. При необхо
димости указываются cMeННbIe уставки. В задании следует привести
u u u
конкретные указания по эксплуатации устроиств релеинои защиты
и автоматики (если таковые имеются), которые затем бyдyr включе
ны в инструкцию Д)IЯ оперативноro дежурноro персонала.
Задание ДОЛЖНО бъпь соrласовано с орraнизau;ией, эксплуатиру
ющей энерreтичесКИЙ объект.
I Все сделанныIe расчеты и задания на наладку должныI реrистриро
ваться в специальных журналах.
15

rлдвд ТРЕТЬЯ
Виды повреждений, ненормальные
режимы работы reHepaTopoB
и требования, предъявляемые
к защите reHepaTopoB
малой и средней мощности
Повреждения в обмотке статора. Мноzофазные К3 предстаRЛЯЮТ
для reHepaTopa наибольшую опасность, так как сопровождаются
большими токами, в несколько раз превышающими номинальный
ток reHepaTopa. Трехфазное или двухфазное К3 в обмотке статора
(рис. 3.1, а, б) происходит в результате повреждения изоляции. При
...
этом возникает элекrpическая дyra, которая производит далънеишее
разрушение изоляции обмотки, а также выжиrание и оплавление
стали статора. Выплавление значительноro количества металла MO
жет надолro вывести reHepaTop из строя. Поэтому ocHoBным требо
ванием к защите reHepaTopa от мноroфазных повреждеНИЙ в обмот
ке статора ЯШ1Яется быстродействие. для защиты от мноroфазных
повреждений применяются продольная дифференциШlЬНая защита
(при Pr > 1 МВт) И токовая отсечка (при Pr < 1 МВт). Время дейст
вия этих защит должно быть не более 30 мс, т.е. полтора периода
...
сиrнала промъштеннои частоты.
у одиночно работающих синхронных reHepaTopoB мощностью до
1 МВт (изолированных от энерrосистемы) мноroфазныIe К3 сопро
вождаются значительно меньшими токами, обусловленными толь
ко эдс caмoro reHepaTopa. для таких машин защита выполняется с
некоторой выдержкой времени [максимальная токовая защита
(МТ3) или минимальная Р3 напряжения].
Однофазные замыкания на землю (на корпус) у reHepaTopoB, рабо
... ... ...
тающих на сеть с изолированнои или компенсированнои неитралью
(3  10 кВ), сопровождаются сравнительно небольшими токами
16

А В С
АВС
АВ С
АВ С
а)
б)
А
В
С
в)
z)
АВ С
....
.
д)
е)
Рис. 3.1. ПовреждеНИJI обмоток статора reиератора:
а  трехфазное кз; б  двухфазное кз; в  однофазное замыкание на землю
(на корпус); z  то же на нулевой про вод; д  двойное замыкание на землю в
разных точках сети; е  витковое замыкание в одной фазе
(рис. 3.1, в). эти токи обусловленыI распределенными емкостями
сети reнераторною напряжения и не ДОЛЖНЫ превышать 5 А [1] для
reHepaтopoB, работающих в блоках с трансформатором. Эro обу
словлено тем, что при токах однофазною замь[кания на землю
(033), начиная с 5 А и выше, в месте замыканя на корпус может
длителъно поддерживаться электрическая дyra, выжиraющая изоля 
цию reHepaтopa и оплавляющая активную сталь статора. Этот режим
может вызвать резонансные колебания и значительное повышение
напряжения в неповрежденных фазах reHepaтopa. Поэтому при про
ектировании блочных схем reHepaTop  трансформатор при токах
замыкания на землю больше 5 А синхронные reнераторы доJIжныI
ЭКсплуатироваться в сетях с полной или частичной компенсацией
емкостноro тока ОЗ3 [1]. При токах 033 менее 5 А в сетях reHepaTop
ною напряжения для reHepaтopoB, работающих на сборные шины, в
Исюnoчителъных случаях допускается действие защиты от ОЗЗ на
сиrнал. При работе reHepaтopoB на сБорныIe llIиныI reHepaтopHoro
напряжения защита от 033 должна действовать на отключение re
нератора. 3ащита от 033 действует на отключение reHepaтopa (бло
ка), ВЮnOчение AfП и останов турбины.
17

Двойные замыкания на землю (рис. 3.1, д) MOryr сопровождаться
значительными токами и представляют для reHepaTopa такую же
опасность, как и мноroфазные К3. Двойному замыкаию на землю,
как правило, предшествует ПОЯRЛение однофазноro замьпсания в
сети reHepaTopHoro напряжения, при котором, как известно, напря
жение на неповрежденных фазах возрастает в Jj раз (при отсyrствии
резонансных ЯRЛений в сети). Повышение напряжения увеличивает
вероятность пробоя изоляции на неповрежденных элементах этой
сети, в том числе и в reHepaTope.
На cr мощностью 1 МВт И выше для защиты от двойных замы
каний на землю применяется сnециШlЬНая быстродействующая тo
ковая защита нулевой последовательности, действующая без выдерж
ки времени на отключение zeHepamopa, AJ'п, УРОВ, останов турбины и
т.д. Действие защитыI от двойных замыканий на землю резервирует
продольная дифференциальная защита, выполненная в трехфазном
исполнении.
Замыкание между витками одной фазы обмотки статора
(рис. 3.1, е ) является сравнительно редким видом повреждения. 3a
щита от замыканий между витками одной фазы в отечественной
практике выполняется для reHepaTopoB со статорныIи обмотками,
включенными по схеме "двойная звезда" или по схеме "треyroль
ник" (так называемая поперечная дифференциШlЬНая РЗ). COBpeMeH
ные reнераторы мощностью 50 МВт И более имеют статорную об
мотку, выполненную по схеме "двойная звезда".
для защитыI reHepaTopoB от витковых К3 со статорной обмот
кой, выполненной по схеме "звезда" , используется МТ3 от несим
метричных переrpузок. К недостатку защитыI на основе МТ3 обрат
u
нои последовательности следует отнести ее низкую чувствитель
ность при малом количестве замкнyrых витков статорной обмотки
reHepaTopa.
Повреждения обмотки ротора. Обмотка возбуждения reHepaTopa
работает под меньшим напряжением, чем обмотка статора. Напря
жение возбуждения reHepaTopoB лежит в диапазоне 120  600 В. He
смотря на это, возможны повреждения изоляции обмотки ротора.
Они связаны со старением изоляционных материалов, механиче
скими разрушениями изоляции и пробоем изоляции в системе воз
буждения (например, при форсировке). Современные системы воз
буждения синхронных reHepaTopoB имеют кратность форсировки
возбуждения 2  2,5, поэтому в режиме форсировки напряжение
возбуждения синхронных reHepaTopoB может достиraть 1,5 кВ. При
разрушении и пробое изоляции возникают замыкания обмотки po
тора на корпус в одной или в нескольких точках. 3амыIаниеe обмот
18

ки ротора reHepaтopa на землю в одной точке неопасно для работы
турбоreнератора, но возрастает опасность возникновения повреж
дения изоляции во второй точке. Замыкание в двух точках обмотки
ротора на землю шунтирует часть обмотки возбуждения. Эro вызы
вает нарушение симметрии маrнитною поля ротора, приводит к
возникновению вибрации ротора и может привести к разрушению
осевых П ОДПIИ nников reHepaтopa. На явнопотосных машинах OT
u u
сyrcтвует возможность построения защиты от двоиных замыкании
на землю в обмотке возбуждения, кроме тою, на явнополюсных Ma
шинах при двойных замыкаиях на землю в обмотке возбуждения
уровень вибрации может быть больше, чем на неявнополюсных.
Поэтому при возникновении замыкания обмотки возбуждения на
землю в одной точке (на явнополюсных reHepaтopax) защита дейст
вует на отключение reператора, и эти машины должны вьmодиться в
ремонт. для выявления TaKoro повреждения применяется специаль
ная РЗ, действующая на сиrнал для турбоreнераторов или на отклю
чение для rидроreнераторов.
Турбоreнераторы малой и средней мощности в течение неболь
шоro времени MOryr работать с замыканием обмотки возбуждения
на землю в одной точке. Это обусловлено тем, что на них YCTaHOB
лена сnецuШlЬНая защuта от второzо замыкания на землю в обмотке
возбуждения с действием без выдержки времени на отключение
reHepaтopa.
Ненормальные режимы. Переzрузка статора СТ может возник
муть в результате аварийною отключения параллельно работающИх
rенерирующих источников, при самозапуске или пуске двиrате
лей наrpузки, изза раБотыI форсировки возбуждения (УВБ) при
понижении напряжения. Такая переrpузка является симметрич
ным режимом.
СUМJНетричная переzрузка zenepaтopa приводит к увеличению
тока reHepaтopa Ir > I r . ИОМ . Эroт режим, как и внешние КЗ, приводит
к neperpeBY обмоток и может вызвать активное старение и разруше
ние изоляции, если температура обмоток превысит предельно допу
стимое значение. Допустимое время переrpузки для reHepaтopoB
можно определить по формуле [3, 13  15]:
t = А
ДОП k 7  1 '
,
(3.1 )
rде k;  кратность тока переrpузки reHepaтopa; А  тепловая посто
ЯННая времени охлаждения статора (А == 150 для reHepaтopOB с KOC
19

Т а б л и ц а 3.1. Допустимое время симметричной иереrpузки ДJIJI разJDIчIIых тв..
иов синхронных renepaтopoB
Допустимое Допустимая краПIОСТЬ переrpузки по току статора Ir /I r . ИОМ
время работы ТВФ ТВВ тrф
тенератора I доп ' мин
1 2,0 1,5 1,5
2 1,5 1,4 1,31
3 1,4 1,35 1,25
4 1,3 1,3 1,2
5 1,25 1,25 1,2
6 1,2 1,2 1,15
10 1,17 1,17 1,1
15 1,15 1,15 
60 1,1 1,1 
BeHным воздyIшIым или водородным охлаждением, вьmолненных
по [ОСТ 183..74).
При orcyrcтвии информации о тепловой постоянной А допусти..
мое время работы reHepaтopa при симметричной наrpузке можно
определить по выражению [12]:
t доп1 (kп  1)
t =
ДОП k 7  1 '
1
(3.2)
rде t доп 1  допустимое заводом..изroтoвителем время работы reHe..
ратора при кратности тока статора k;l; k i1  кратность тока статор..
ной обмотки reHepaтopa в течение допустимоro временноro интер..
вала t доп1 ; k;  кратность тока переrpузки reHepaтopa (табл. 3.1).
Переrpузочная характеристика для reHepaтopoB с косвенным воз..
дyIшlым или Boдopoдным охлаждением приведена на рис. 3.2.
синхронныIe reHepaтopbI с воздyIIIным и KocBeнным Boдopoдным
охлаждением допускают работу в течение 2 мин при симметричных
переrpузках токами (1,3 + 1,5)/r.HoM и не требуют мrновенноro
отключения.
Переrpузка по току статорной обмотки cr может быть обусловле..
на форсировкой возбуждения. Переrpузки при форсировке reHepa"
тора должны устраняться за время меньшее, чем t доп . При аварии в
энерrocистеме и возникновении режима дефицита reнераторной
мощности предусматривается автоматическая частотная разrpузка
(А ЧР) пyreм отключения части потребителей при снижении часто..
20

140
(, с
120
100
80
60
40
20
О
1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 k j

,
\
\
,

" "-
............... ........
Рис. 3.2. ПереrpУЗОЧНaJI характеристика турбоreнератора с косвенным ОXJIажде..
нием при симметричной переrpузке
ты. В этих случаях недопустимо отключение reHepaтopa и системы
собственных нужд электрической станции.
Orключение reHepaтopa при переrpузках допускается, если при
...
нятыIe меры по разrpузке не дали результата, а время допустимои пе
реrpузки истекло.
Несuм.м.етрия тоК08 в фазах статора zeпepamopa приводит к пе
perpeBY ротора и механической вибрации reHepaтopa. Несиммет
ричный режим сопровождается появлением в статорной обмотке
токов обратной последовательности 12. Эrи токи создают маrнит
u u u u
ныи поток, вращающиися относительно ротора с двоинои CKOpO
стью, И индуцируют в роторе значительныIe вихревые токи. В резуль
тате происходят HarpeB и вибрация ротора. Несимметричные режи 
мы особо опасны для современных турбоreнераторов большой
мощности с форсированным охлаждением типа ТВФ, ТВВ, TrB, так
как эти reнераторы имеют пониженную термическую стойкость. На
временных электростанциях допускается длительная работа тyp
HpaТOPOB при /2дл < О,О5/ r _ иом при условии, что ток в фазах не
.J:dllIaeт номинальноrо значения. для rидроreнераторов и син
щlых компенсаторов допускается длительная несимметрия фаз
ных токов 12дл < О,l/ иом .
. icли ток 12 > 12дл' то такой режим работы приводит к недопусти 
lfJIq переrpeву ротора и допускается в течение оrpаниченноrо Bpe
мевн6ro интервала t дол . Выражение, определяющее допустимую
ЦJIIrreлъность несимметричных режимов работы в зависимости от
21

значений токов 12' является тепловой характеристикой обмотки po
тора reHepaTopa:
t доп == A/I,
(3.3)
rде А  тепловая постоянная охлаждения ротора reHepaтopa, зави
сящая от типа reHepaTopa и способа ero охлаждения; 12*  cpeДHe
квадратичное значение кратности тока обратной последователъно
сти (/2' отнесенное к I r . HoM ). для турбоreнераторов с воздушным или
косвенным водородным охлаждением принимают А == 30; для reHe
раторов серии тrБ А == 15; для reHepaTopoB серий ТБВ и TrB мощ
ностью ДО 300 МБт А == 8; для rидpоreнераторов А < 40.
Из выражения (3.3) следует, что в reHepaTopax с косвенным воз
....
душным И водородным охлаждением при несимметричнои пере
rpузке 12* == 0,5/ r . HoM и в reHepaTopax с непосредственным охлажде
нием при несимметричной переrpузке 12* == 0,3/ r . HoM допускается
работа reHepaTopa не более t дол == 120 с при условии, что фазные
....
токи reHepaTopa не преВЬПIIают номинальных значении.
Повышение напряжения возможно при внезапном сбросе наrpуз
ки синхронноro rидроreнератора или при неисправности автомати
ческоro реryлятора возбуждения (АРБ).
На турбоreнераторах ПОВЬПIIение напряжения при внезапном
сбросе наrpузки не достиraет опасных значеНИЙ и этот режим быст
ро нормализуется автоматическими реryляторами частоты враще
ния турбины и системы возбуждения. При недопустимом ПОВЬПIIе
нии напряжения на выводах турбоreнераторов мощностью 160 МВт
и более (при неисправности или неправильной работе АРБ) специа
....
льная защита от повышения напряжения деиствует на отключение
турбоreнератора и автомат raшения поля (ArП).
rидроreнераторы имеют медленнодействующие реryляторы ча
CTOТbI вращения. Это необходимо для минимизации rидроудара
турбины. При резком сбросе наrpузки частота вращения разrpу
женноro rидроrенератора может превысить номинальное значение
на 40  60 %, а напряжение возрасти до (1,5 + 1,7)U иом . Поэтому на
всех rидpоreнераторах должна быть предусмотрена защита от опас
HOro повышения напряжения. Защита должна действовать на сня
тие возбуждения и отключение reHepaтopa от энерroсистемы.
Асинхронный режим синхронноro reHepaTopa возникает при поте
ре возбуждения (при неисправности в системе возбуждения reHepa
тора). Защиту от асинхронноro режима иноrда назьmают защитой от
потери возбуждения reHepaтopa. При потере возбуждения турбоre
22

М т , Мас
Мас
I
I
I
I/-
 
I : ?-- ..... .....
 : Мае ..... ..... ...
I
I
c S
Рис. 3.3. Зависимость изменения моментов турбины и асинхронноro момента re..
нератора (при асинхронном режиме) от СКОJIЫКения
... ...
нераторы малои и среднеи МОIЦНости, как правило, переходят в
u u u u
устоичивыи стационарныи асинхронныи режим.
На рис. 3.3 приведена зависимость изменения моментов на валу
турбины и асинхронноro момента reHepaTopa от скольжения S при
асинхронном режиме. ВращаюЩИЙ момент на валу reHepaтopa MO
жет быть пред ставлен синхронной и асинхронной составляющими:
M r == МС + Мас.
(3.4)
При работе reHepaтopa в синхронном режиме Мас == о. При потере
возбуждения в reHepaтope увеличивается скольжение S (М С == о) и re
....
нератор переходит в асинхронныи режим с увеличением скольже
пия reHepaтopa s. Если у защищаемоro reHepaтopa асинхроННЫЙ MO
мент Мас на валу превышает момент вращения турбины, то в этом
случае возможен устоЙЧИВый (стационарный) асинхронный режим
(со скольжением Sac) без вмешательства устройств системной aвтo
Матики. Точка А на рис. 3.3 соответствует балансу моментов турбоre
нератора и турбины и определяет скольжение Sac синхронноro тyp
6oreHepaтopa в стационарном асинхронном режиме [4]. Такой pe
жим возможен на турбоreнераторах малой и средней мощности (до
160 МВ т).
Перевод турбоreнераторов в стационарный асинхроННЫЙ режим
(при неисправности возбудителя) позволяет без останова турбины и
23

raшения котла перевести турбоreнератор на резервную систему воз
буждения с последующей ресинхронизацией reHepaтopa.
rидроreнераторы без демпферных обмоток в цепи ротора имеют
малое значение асинхронноro момента Мас (зависимость, изобра
женная штриховой линией на рис. 3.3). При неисправностях в сис
теме возбуждения rидроreнераторы переходят в асинхронный pe
жим, имея низкое значение Мас. Эro приводит к увеличению часто
ть! вращения турбины до недопустимых значеНИЙ. для защитыI от
u
этих режимов используется противоаварииная автоматика, пере
крывающая подачу водь! на rидротурбину.
rидроreнераторы с демпферными обмотками имеют высокие
значения асинхронных моментов Мас' которые соизмеримы с Мас
турбоreнераторов. Но равновесие моментов на валу reHepaтopa и
турбины происходит при скольжениях s == 3 + 5 %, а такой режим по
условию Harpeвa демпферных обмоток rидроreнераторов недопус
тим. Поскольку для всех rидpоreнераторов асинхронный режим He
u u
допустим, релеиная защита от асинхронноro режима деиствует на
отключение rидpоreнератора от энерroсистемы и останов rидротур
бины [1]. Единственным исключением являются rидроreнераторы
Красноярской rэс, которые MOryr работать в асинхронном режиме
с оrpаничением по вырабатываемой активной мощности не более
30 % P r . HoM [12].
Синхронный турбоreнератор, работая в синхронном режиме, BЫ
дает в энерroсистему активную Р и реактивную Q мощность. Реак 
тивная МОIЩIость, выдаваемая синхронным reHepaтopoM в энерro
систему, составляет (0,6 + 0,65)P r , и, таким образом, reHepaтop с HO
минальной мощностью 60 МВт выдает в энерroсистему около
35  39 МВт реактивной мощности.
В асинхронном режиме возбуждение турбоreнераторов вьшолня
ется за счет большоro потребления реактивной мощности из энерro
системы. При переходе в асинхронный режим reHepaтop перестает
выдавать реактивную мощность и начинает потреблять ее из энерro
системы, что необходимо для еro возбуждения в асинхронном режи 
ме. Снижение вырабатьmаемой reнераторами реактивной мощно
сти может привести к недопустимому снижению напряжения на
сборных IIIИНах, ЧТО, в свою очередь, приведет к выпадению из син
хронизма исправно работающих reHepaтopoB и последующему раз
валу энерroсистемы.
При возникновении стационарноro асинхронноro режима Ha
пряжение на сборных шинах должно быть не ниже 0,85 иНОМ. При
снижениях напряжения на сборных IIIИНах ниже О,85и ном включа
ется форсировка системы возбуждения параллельно работающих
24
.

reиераторов. Время раБотыI reHepaтopOB при снижении напряжения
ниже О,85и ном не ДОЛЖНО превышать допустимое время работы re
нераторов в режиме форсировки. для reHepaтopoB с косвенным ox
лаждением допустимое время режима форсировки не ДОЛЖНО пре
выать 60 с. для reHepaTopOB с непосредственным охлаждением дo
пустимое время режима форсировки не ДОЛЖНО превышать 20 с.
ТоtПIое значение этоro BpeMeHH6ro интервала необходимо yroчнить
по паспортным данным параллельно работающих reHepaтopoB. При
снижении напряжения на сборных шинах необходимо вьmолнить
разrpузку или отключение асинхронно работающеro reHepaтopa.
При асинхронном режиме синхронноro reHepaтopa через обмот
кувозбуждения протекают токи на частоте скольжения, вызьmая пе
perpeB обмотки возбуждения. Поэтому стационарный асинхронный
режим оrpаничивается по времени, в том числе и с учетом термиче
ской стойкости обмоток возбуждения.
для турбоreнераторов с косвенным воздушным или водородныIM
... ...
охлаждением допускается стационарныи асинхронныи режим дли
тельностью не более 30 мин при снижении ero активной мощности
до (0,5 + 0,7)P r . HOM [1]. в этом режиме ток статора турбоreнератора не
должен превышать 1,II r . HoM .
для турбоreнераторов с непосредственным охлаждением обмо"
... ...
ток допускается стационарныи асинхронныи режим длительно
стью не более 15 мин при снижении ero активной мощности до
(0,4 + 0,55)P r . HoM [1].
25

rЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ
Основные параметры
и характеристики синхронных
reepaTopoB, необходимые
ДЛЯ расчета релейной защиты
на терминалах "сириус..rс"
Приведем основные соотношения, необходимые для въmОJПIе..
ния расчета уставок релейной защиты reHepaтopa от междуфазных
кз.
При трехфазном кз на въшодах reHepaтopa начальное значение
(при t == О) периодической составляющей тока статорной обмотки
reHepaтopa определяется по выражению [11, 15]:
Е:
1 кmах = " 1 r.HOM'
X*d
(4.1 )
rде Е:  сверхпереходная ЭДС reHepaтopa, отн. ед.; X:d  сверхпе
реходное индуктивное сопротивление reHepaтopa, отн. ед.
Электродвижущая сила Е: определяется по выражению:
Е:  U*о + 1 *oX:d sin <р,
(4.2)
rде u' o , 1*0' <р  напряжение, ток и yroл сдвиra между ними в режиме
работы машиныI, предшествующем кз.
Если в предшествующем режиме ток и напряжение reHepaтopa
были равны номинальным значениям, а <р  370 (cos <р  0,8;
sin <р  0,6), то
Е:  1 + x:dO,6.
(4.3)
26

Значение X:d ДОЛЖНО определяться при испъпаниях для Каждоro
reHepaтopa. Если точное значение X:d для reHepaTopa неизвестно,
практически можно пользоваться средними значениями [15,17]:
X: d Е:
Турбоreнераторы до 100 МВт . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . О, 125 1,08
fидроreнераторы с демпферными обмотками. . . . . . . . . . . . . . 0,2 1,13
fидроreнераторы без демпферных обмоток. . . . . . . . . . . . . . . . 0,27 1,18
Иноrда для упрощения расчетов (при расчете периодической co
ставляющей тока трехфазноro КЗ в начальный момент аварии) для
турбоreнератора, работающеro перед аварией в номинальном режи 
ме, применяют выражение:
1
1  r.HOM
к тах  Х ' .
*d
(4.4)
ТОК двухфазноro кз на вьшодах reHepaтopa (при t == О) имеет He
.сКОЛЬКО меньшее значение, чем при трехфазном кз, и определяется
из выражения [11, 15]:
/('2) = fЗЕ: / ,
к Х +Х r.HOM
*d *2
( 4.5)
rде х.2  реактивное СОПРOТИШIение обратной последовательности
reHepaтopa (для турбоreнераторов можно приближенно принимать
х.2 ::::: 1 ,2x: d ).
минималъным током кз является ток трехфазноro кз на BЫBO
дах reHepaтopa в установuвшемся режиме I). УстановивШИЙся pe
жим наступает через 3  5 с для крупных reHepaтopoB и через
0,5  1,5 с для reHepaтopOB до 1,5 МВт.
Сравнение токов в установившемся режиме трехфазноro, двyx
фазноro и однофазноro К3 (последнее ТОЛЬКО для сетей с rлухоза
земленной нейтралъю) показывает, что наименьшее значение тока
Соответствует трехфазному кз. Эro объясняется тем, что индуктив
Ное сопротивление прямой последовательности reHepaтopa в ycтa
новившемся режиме (Х оо ::::: Xd) значительно больше ero реактивных
СОпротивлеНИЙ обратной () и нулевой (Хо) последовательностей,
кoroрые сохраняются неизмеIOlЫМИ в течение Bcero процесса К3.
27

Ток трехфазноro кз на вьшодах reHepaтopa в установившемся pe
жиме (1 == (0) может быть вычислен по выражению:
[!;) == ОК3k ф [*в 1 r.ном,
( 4.6)
rде [*в  относительный ток возбуждения; ОК3  отношение К3
(см. далее); k ф  коэффициент форсировки возбуждения
reHepaтopa.
Относительный то" возбуждения определяется следующим
образом:
[  [в
*в  [
в.х
или
[рот
1* = ,
в [ рот.х
(4.7)
rде [в' [рл  ТОКИ обмотки возбуждения (ротора) в режиме, преДIIIе
ствующем кз; [в.х' lrxл.х  токи обмотки возбуждения (ротора) при
холостом ходе reHepaтopa и Ц, == ц,.НОМ по паспортным или опыт..
ным дaнным.
В процессе кз ток возбуждения reHepaтopoB может быть значите
льно увеличен с помощью работы устройства быстродействующеro
возбуждения (УББ) и системы автоматическоro реryлирования воз
буждения (АРБ).
Устройствам быстродействующеzo возбуждения (или форсиров
кой возбуждения) называется релейное устройство, которое при по
нижении напряжения ниже 0,85 ином замыкает накоротко реryлиро
вочное сопротивление возбудителя, чем обеспечивается работа воз
будителя с предельным напряжением.
При въmолнении сиcreмыI возбуждения на элементах микроэлек 
троники функцию УББ въmолняет электронный реryлятoр системыI
возбуждения, который при необходимости обеспечивает предель
ный ток возбуждения reHepaтopa.
Использование функции УББ (кратковременный режим) позво..
ляет обеспечить синхронную работу исправных reHepaтopoB на еще
не отключенное внешнее кз.
rенераторы, оборудованные УББ, в установившемся режиме кз
характеризуются предельныAf то"ом возбуждения, значение KOТOporo
не зависит от преДIIIествующеro режима. Orносителъный пределъ..
ный ток возбуждения вычисляется по выражению:
28

и В . В
 .М
, 
Бr( Ц) [КОО
ином
[НОМ
и ==l r.
в.вир в.пр О.В.С
l 
КОО
[В.В
О
А
Б
хх
К3
 r
ОК3 == O == KOO
ОБ [НОМ
[В
N Рис. 4.1. Определение .nP по иarpуэочиой характеристике возбудитeJIJI (о); определение ОК3 по характеристикам холостоro
\о хода (хх) И KOpoткOro  1. . 1 . (К3) reиератора (6)
а)
[В.Х
[в.к
б)

1 вопр
l.вопр = ·
1 ВоХ
( 4.8)
Значение [вопр определяется расчетным или опытным пyreм. для
расчетноro определения [ВоПР reHepaTopoB с электромашинным воз
буждением необходимо знать нarpузочную характеристику возбуди
теля ИВоВ == !([ВоВ) и значения СОПРОТИRЛений обмоток возбуждения
возбудителя rOoBoB и reHepaTopa rOoBor' Построив наrpузочную xapaктe
ристику (рис. 4.1, а) и прямую ИВоВ == [вовrоов.rДЛЯ произвольных зна
чений [ВоВ' находим точку их пересечения, которая позволяет опре
делить значение ИВ.ВоПР  предельное напряжение возбудителя (при
замкнyroм накоротко реryлировочном СОПРОТИRЛении).
Таким образом, устройства УБВ и АРВ, обеспечивая увеличение
токов КЗ, повышают чувствительность и надежность действия pe
u u
леи нои защиты reHepaTopoB и дрyrиx элементов электроустановок.
Этими устройствами должны быть оборудованы все reнераторы.
При этом для reHepaTopoB мощностью менее 2,5 МВт, за исключе
нием электростанций, работающих изолированно или в энерroсис
темах небольшой мощности, допускается применятъ только устрой
ства УБвl.
Отношение KOPOmKOZO замыкания является паспортным парамет
ром cr [17] и предстаRЛЯет собой относительный установивШИЙся
ток при трехфазном КЗ на вьшодах reHepaTopa при относительном
токе возбуждения [.В == 1, Т.е. при токе возбуждения холостоro хода
reHepaTopa [ВоХ:
[(3)
ОК3 == 00 .
[ r.HOM
( 4.9)
для типовых турбоreнераторов среднее значение ОКЗ == 0,7; для
rидpоreнераторов ОКЗ == 1,06 [15, 17]. для турбоreнераторов малой
мощности значения ОКЗ находятся в пределах от 0,8 до 1. для ди
зельreнераторов значение ОКЗ составляет от 0,9 до 1,25.
1 Необходимо отметить, что при К3 В электросетях с относительно большим актив
ным сопротивлением, питающихся от reHepaтopoB малой мощности, работа УБВ может
не привести к увеличению тока К30 Возможно даже некоторое уменьшение тока в про
цессе К3 изза большой переrpузки reHepaTopa, снижения частоты вращения arperaTa И,
следовательно, уменьшения напряжения и тока возбудителяо это следует учитывать при
расчетах релейной защиты электроустановок, питающихся от cr малой мощности [15] о
30

в условиях ЭКСIUIyатации на действующих reHepaтopax ОКЗ MO
жет быть определено по характеристикам хх и КЗ, которые снима
IOТCядля каждою cr (рис. 4.1, б).
Характеристика XШlостozо хода представляет собой зависимость
эдс Er или напряжения Ц. на выводах reHepaтopa при холостом
ходе (т.е. при отсyrcтвии нarpузки) от тока возбуждения U r == I([J.
Характеристика KOpOmKOZO замыкания представляет собой зави
симость тока в обмотке статора от тока возбуждения при трехфазном
КЗ на выводах reHepaтopa (ц. == О) при вращении reHepaтopa с по--
стоянной номинальной частотой [КОО == I([B). Эra характеристика
u u
имеет вид прямои линии, выходящеи из начала координат.
для вычисления ОКЗ соrласно (4.9) надо найти значение [00' со--
ответствующее току возбуждения reHepaтopa при хх и номиналъ--
ном напряжении, т.е. [в.х' который определяется по характеристике
холостою хода (отрезок ОА на рис. 4.1, б). Затем по характеристике
КЗ для этою значения [в.х находят значение [00 (отрезок О [00). Затем
по выражению (4.9) вычисляют ОКЗ.
Orношение КЗ может быть также определено как отношение
тока возбуждения, соответствующею номинальному напряжению
при холостом ходе [в.х (отрезок ОА на рис. 4.1, б) к току возбужде--
ния, соответствующему току трехфазною КЗ, равному номиналъно
му току reHepaтopa [в.к (отрезок ОБ):
ОК3 = ОА = [в.х .
ОБ [в. к
(4.10)
Если значения ОКЗ и [.в.пр неизвестны, то для приближенною
определения тока [00 можно использовать расчетные кривые (кри--
) Для " ,
вые затухания . этою достаточно знать значение X.d или X.d re--
нератора [11, 15]. для cr мощностью от 100 до 1500 кВт следует по--
лъзоваться специальными кривыми.
Пример 1. По известным параметрам турбоreнератора типа
Т2--32 вычислить максимальный и минимальНЫЙ токи при трех--
фазном КЗ на выводах cr.
Параметры reHepaтopa: P r . HOM == 3 МВт; ц..НОМ == 6,3 кВ;
cos <р == 0,8; x:d == 0,125; ОКЗ == 0,82; [в == 246 А; [в.х == 116 А;
IB.np == 405 А
, Решение. НоминальНЫЙ ток reHepaтopa определяется по выраже
нию (1.7):
31

1 == 3000 == 344 А.
f.HOM 1,73.6,3 .0,8
Максимальный ток К3 (при t == о) определяется по выражению
(4.1):
/(3) = 1,08 344 == 2972 А.
кт8Х 0)25
Orносительные токи возбуждения вычисляются по уравнениям
(4.7) и (4.8):
246 405
/.В == 116 == 2,12; /.в.пр == 116 == 3,5.
Токи трехфазноro К3 в установившемся режиме находятся по
формуле (4.6):
/(3) == О 82 . 2 12 . 344 == 600 А ( без УБВ ) .
сх) , , ,
/) == 0,82 . 3,5 . 344 == 987 А (с УБВ).
для cr, работаюIЦИX на электростанциях с разветвленной кабе..
лъной сетью 3  10 кВ, часто требуется знать собствеННЫЙ емкост..
ный ток reHepaтopa в установившемся режиме однофазноro замыка.
нии на сборных шинах / о. В справочниках приводится либо значе..
ине 1 о, либо емкость обмотки статора по отношению к земле C r ,
мкФ/фаза. В последнем случае следует вычислить значение /о по
выражению, А:
1 = 3roС U r . HoM 10
cr r.J3 '
rде ro == 2тcf== 2 . 3,14. 50 == 314; C r  емкость одной фазы обмотки
статора по отношению к земле, мкФ/фаза; .HOM  номинальное
междуфазное напряжение cr, В.
32

Ток 1 cr У турбоreнераторов до 6 МВт, как правило, не превышает
0,2 А, у турбоreнераторов средней моIIЩОСТИ  1 А для rидporeне
раторов средней моIIЩОСТИ 1 cr может достиraтъ 1,8 А в зависимости
от типа и параметров reHepaтopa [15, 17]. Значение ICr может быть
определено опытным пyreм. В приложении при водятся параметры
некоторых reHepaтopoB.
зз

rЛАВА ПЯТАЯ
Расчет и выбор параметров
срабатывания (уставок)
защит reHepaTopOB
для терминала "сириус..rс"
5.1. ЗАЩИТА ОТ МЕЖДУФАЗНЫХ КЗ (ПРОДОЛЬНАЯ
ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ ЗАЩИТА)
Продольная дифференциальная защита (ДЗ) является основной
защитой reHepaTopa и относится к защитам с абсолютной селектив
ностью. В зону действия этой защиты входят вся статорная обмотка
и выводыI защищаемоrо синхронноro reHepaTopa. Продольная ДЗ
работает без выдержки времени. Эrо уменьшает разрушения в reHe
раторе при междуфазных КЗ, обеспечиваетустойчивостъ параллель
но работающих синхронных машин и минимизирует длительность
переходноro процесса в сети.
Ввод в работу синхронных reHepaTopoB существенно отличается
от включения любоrо дрyroro электроэнерreтическоrо оборудова
ния (двиraтелей, трансформаторов, синхронных компенсаторов).
УпраRJIЯЯ реryлятором частоты вращения турбины, устанавливают
частоту вращения ротора, близкую к подсинхронной частоте reHe
ратора. Далее плавно поднимают напряжение в системе возбужде
ния до достижения на выводах reHepaTopa напряжения, paBHoro
напряжению сборных шин. После этоro выполняют подключение
reHepaTopa к сборным шинам с применением устройства синхрони
зации (например: "Спринт М"). ПЛавное изменение режимов рабо
ты reHepaTopa при пуске исключает броски тока намаrничивания,
что позволяет обеспечить высокую чувствительность продольной
ДЗ reHepaTopoB.
Синхронные reHepaTopbI обладают высоким значением индук
тивноro сопротивления прямой последовательности. Ток трехфаз
34

HOro КЗ на выводах синхронноro reHepaтopa в установившемся ре...
жиме (4.6) в ОКЗ раз превышает номинальный ток reHepaтopa. Как
правило, ОКЗ синхронных reHepaтopoB лежит в диапазоне
0,55  1,25 [15,17]. ПоэтомуПУЭ [1] требует обеспечить ток сраба...
тьmания продольной ДЗ reHepaтopoB не более:
[СоЗ == (0,5 + 0,6)[rоиоы.
(5.1)
Наряду с этим продольная ДЗ является резервом при отказе за...
щиты от двойных замыкний на землю для reHepaтopoB, работаю...
щих на сборные шины. Исходя из этоro, продольную ДЗ reHepaтo...
ров следует вьmолнять только в трехфазном исполнении. Защита от
двойных КЗ на землю, как и продольная ДЗ, работает без выдержки
времени. для минимизации разрушеНИЙ в reHepaтopax, связанных с
двойными КЗ на землю, и отстройки этой защиты от ложных сраба...
тываНИЙ ток срабатьmания защиты от двоЙНЫХ КЗ на землю прини...
мают [1]:
[СоЗ == 100 А.
(5.2)
Например, номинальный ток reHepaтopa МОIIЩостью 32 МВт, на...
пряжением 10,5 кв и cos <р == 0,8 составляет [rоиоы == 2,2 кА. При вы...
полнении условия (5.1) ток срабатьmaния продольной ДЗ данноro
reHepaтopa может составлять [СоЗ == 1,1 кА. Полученное значение [СоЗ
продольной ДЗ в 11 раз превьппает уставку [см. (5.2)], что не позво...
ляет с помощью продольной ДЗ обеспечить надежное резервирова...
ние защиты от двойных КЗ на землю.
Номинальный ток reHepaтopa мощностью 60 МВт (предельная
мощность для турбоreнераторов, работающих на сборные шины re...
иераторноro напряжения, составляет 110  120 МВт), напряжением
10,5 кв и cos<p == 0,8 равен [rоиоы == 4,13 кА. При въmолнении усло...
вия (5.1) ток срабатьmaния продольной ДЗ составляет [СоЗ == 2,06 кА.
В этом случае значение [СоЗ продольной ДЗ в 20,6 раза превъппает
уставку [см. (5.2)]. Поэтому ток срабатьmания продольной ДЗ сии...
_ Хронноro reHepaтopa:
[СоЗ == (0,2 + 0'3)[rоиоы.
(5.3)
 Условие (5.3) для продольной ДЗ reHepaтopa позволяет приблизи ...
: 1'ЬСя к значению устав:ки (5.2) и обеспечить уменьшение "мертвой"
... зоны при резервировании защитыI от двойных tI 1. 1 tI 1 I U на землю.
. Высокая чувствительность продольной ДЗ минимизирует разруше...
35

/вт
/ТА2
/ТАl
Е < 10 %
(3) l
/к перв
Рис. 5.1. Определение относительной поrpemности первичных трансформаторов
тока продольной Д3:
/перв  первичный ток трансформаторов ТА1 и ТА2; /вт  вторичный ток
трансформаторов ТА1 и ТА2; /ТАl и /ТА2  соответственно вторичные токи
первоrо и BToporo трансформаторов тока продольной Д3; 3)  значение пе
риодической составляющей тока трехфазноro К3 (в момент ero возникнове
пия на вьшодах защищаемоro reHepaтopa), полученное из выражения (4.1)
[ 11, 15]
ния при включении в работу reHepaтopa со скрытыми дефектами
изоляции и обеспечивает ее срабатьmание при низких значениях Ha
пряжения возбуждения reHepaтopa, еще не подключенноro к сбор
ным шинам.
Шесть трансформаторов тока, подключенных к терминалу "си
риус rc" , позволяют реализовать все токовые защитыI reHepaтopa, в
том числе продольную дз. для вьmолнения всех токовых защит ис
пользуются трансформаторы тока, установленные в камере нулевых
ВВОДОВ защищаемоro reHepaтopa. Поэтому трансформаторы тока,
подключеlПlые к терминалу "Сириус rc", выбираются с учетом
требования вьmолнения продольной Д3. Применяются трансфор
маторы тока с индексом "1 О Р" и относительной поrpешностью
е < 10 % (е. < 0,1) (рис. 5.1). РаньшедлявьmолненияпродольнойД3
применялись трансформаторы тока с индексом "Д" (в настоящее
время сняты с производства).
для защиты синхроlпlых reHepaтopoB от междуфазных К3 приме
няется продольная Д3 с торможением. Действие продольной Д3 при
нормально работающем reHepaтope (или внешнем К3) изображено
на рис. 5.2. В этом режиме продолыlя Д3 работает ПО следующему
36

ТА]
IE
Сириус rc
IE
/r
Рис. 5.2. Работа проДОЛЬНОЙ Д3 при отсутствии междуфазноro К3 в стаТОрНОЙ
обмотке reHepaтopa Gl:
Iт  ток, выдаваемый reHepaTopoM; 11 и 12  соответственно токи, снимаемые
с трансформаторов тока ТА] и ТА2 продольной Д3
/1
2I ТOPM
. /раб
/2
а)
б)
'Рис. 5.3. Векторные диаrpаммы, ПОRСНJllOщие работу ПРОДОЛЬНОЙ Д3 терминала
"Сириус.. rc"
f1Iroритму. [енератор вьщает МОIIЩОСТЬ на сборные шиныI. ТОК, BЫ
 мый reHepaтopoM Gl, может быть представлен вектором lr.
ОКИ 11 и 12 в этом режиме работы reHepaтopa (/1 и 12  соответствен 
....
1J.p,токи, снимаемые с трансформаторов тока ТА] и ТА2) имеют фа
_ый сдвиr, близКИЙ К 1800 (рис. 5.3, а). Из измеренных токов 11 и
37

Q1
11
l'
r
ТА1
..
G1
IE
Сириус rc
IE
l"
r
ТА2
Рис. 5.4. Работа проДОЛЬНОЙ Д3 при междуфазном К3 в стаТОрНОЙ обмотке за..
щищаемоro reHepaтopa G 1
[раб
l раб min
Зона
срабаТЪIвания
защитыI
а == arctg kroрм
Зона
несрабаТЪIвания
защиты
[торм
Рис. 5.5. Характеристика проДОЛЬНОЙ Д3
[2 терминал "Сириус [С" вычисляет значения рабочеro тока I раб и
ток торможения продольной Д3 l тopM - РабоЧИЙ ток продольной Д3
вычисляется как reометрическая сумма векторов токов [1 и 12
(рис. 5.3, а). Ток торможения l торм вычисляется терминалом как
reометрическая полуразностъ векторов токов I} и 12- При отсyrcтвии
38

в reHepaтope междуфазных КЗ значение рабочеro тока [раб всеrда бу
дет меньше тока торможения [торм. Соотношение [торм > [раб обес
печивает работу защиты в зоне ее несрабатьmания (см. рис. 5.5).
При междуфазном КЗ в статорной обмотке reHepaтop начинает
потреблять ток/ , направленный от исправных параллельно работа
ющих reHepaтopoB в точку КЗ, и ток, протекаюIЦИЙ по трансформа
тору ТА], изменяет направление (рис. 5.4). Токи [} и [2 при между--
фазном КЗ в статорной обмотке reHepaтopa имеют небольшой фазо
вый сдвиr (см. рис. 5.3, б). Из полученных токов [} и /2 терминал
"Сириус [С" вычисляет (как и в предыдущем случае для нормально
работающеro reHepaтopa или при работе reHepaтopa на внеIШIее КЗ)
значения рабочеro тока [раб и ток торможения продольной ДЗ [торм.
Рабочий ток продольной ДЗ вычисляется как reометрическая сумма
векторов токов /1 и [2 (см. рис. 5.3, б). Ток торможения [торм вычис
ляется как reометрическая полуразность векторов токов [1 и [2. При
междуфазном К3 в статорной обмотке reHepaтopa значение рабоче
ro тока [раб всеrда будет больше тока торможения [торм. Соотноше
ние /торм < [б обеспечивает работу продольной ДЗ в зоне срабатыI
вания (рИС. 5.5), и защита срабатьmает на отключение поврежденно
ro reHepaтopa без вьщержки времени.
Iраб
Зона
срабатьmания
защиты
3й
участок
\
,
[раб
lй 2й
участок участок
. .....\;.... .
I
.
I
.
I
.
I
. ... . ..:t:":. ! == arctg kroрм}
[раб min
.
I
.
[торм min
,
[торм
l тopM
Рис. 5.6. Характеристика реле ПРОДOJПdIОЙ Д3 терминала "сириус..rс"
39

Ток срабатывания ПРОДОЛЬНОЙ Д3 (с характеристикой, приведен 
ной на рис. 5.5) определяется из выражения [4]:
/с.з == /раб min + "торм [торм'
(5.4)
.
rде [раб min  минимальное значение рабочеro тока при /торм == о;
"торм  коэффициент торможения реле продольной Д3, значение
"то м может изменяться в диапазоне от О до 0,5.
Характеристика продольной Д3, применяемая в терминалах "Си
риусrс", приведена на рис. 5.6. Она представляет собой модифи
кадию характеристики, приведенной на рис. 5.5, и имеет три участ
ка с различными значениями "торм. Эro позволяет отстроиться от
неселективноro действия защитыI при насыщении трансформаторов
тока. Каждый из трех участков этой характеристики описьmается
уравнением (5.4).
Пример 2. Рассчитаем параметры характеристики продольной
Д3. ВьmОJШЯем построение 1 ro и 3ro участков характеристики
продольной Д3 (см. рис. 5.6).
На lM участке характеристика продольной Д3 в области токов
торможения защиты меньше [r.иом' "торм принимают равным О и
продольная Д3 работает без торможения. В этом случае ток срабаты 
вания продольной Д3 определяется по выражению (5.4) при
"торм == о:
/с.з == /раб min'
(5.5)
и имеет значение [с.з == (0,2 + 0'3)/r.иом [см. (5.3)]. Такой режим
обеспечивает высокую чувствительность защиты при:
. вводе reHepaтopa в работу (режим раБотыI reHepaтopa, отклю
ченноro выключателем Q 1 от сборных IIIИН, коrда при исправном
reHepaтope /r == О) (см. рис. 5.2). При междуфазном К3 в статорной
обмотке reHepaтopa входной ток продольной Д3 будет задаваться oд
"
ним током / r' т.е. током трансформатора ТА2 (см. рис. 5.4). В этом
режиме значение [раб будет равно току [2' а ток торможения равен
половине /2;
. внyrpенних междуфазных К3 в reHepaтope, работающем на
нarpузку.
3начение [раб min определяется по выражению:
[раб min > (k одн kперЕ. + Б. + У.)[r.иом'
(5.6)
40

[раб
Зона
срабатьmания защиты
а2 == arctg kro р М2
"
I раб == 1,1 I r . ИОМ
.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.
А
/рабmin == О,2/ r . иом /
[r.иом
"
[ торм == 3I r . иом I TopM
Рис. 5. Z Характеристика ПРОДОЛЬНОЙ Д3 при введении в работу 1..ro и 3..ro уча..
стков защиты
rде k одн  коэффициент однотипности трансформаторов тока ДЗ
(принимают равным 0,5 для однотипных трансформаторов тока ДЗ
и 1,0 для трансформаторов разноro типа); "пер  коэффициент, учи 
тьшающий дополнительную поrpешностъ трансформаторов тока в
переходном процессе (принимают равным 2); Е.  полная поrpеш
ность трансформаторов тока каждоro из плеч продольной ДЗ; Б. 
приведенная поrpешность измерения токов терминалом "Сири
yc [с"; У.  технолоrический запас. Значение технолоrическоro за
паса принимают У. == Б./2.
При условии, что k одн == 0,5, "пер == 2, Е. == 0,1 (10 %), Б. == 0,05
(5 %) и У. == 0,025 (2,5 %), можно определить [раб min продольной ДЗ:
[раб тin > (0,5 · 2 . 0,1 + 0,05 + 0,025)I r . HoM == 0, 175I r . HoM . (5.7)
Принимаем I раб min == 0,2I r . HoM .
Значение I раб min изобразим в виде точки А на характеристике,
приведенной на рис. 5.7. Конечной точкой первоro участка xapaктe
ристики ЯWIЯется точка В. Соrласно выражению (5.7) точка В будет
соответствовать току торможения, равному I r . HoM .
Предполаraем, что на 3M участке характеристики поrpешность
'Ц)ансформаторов тока продольной ДЗ не превышает 30 % с учетом
В1Iияния тока апериодической состаWIЯющей при внешнем между
фазном КЗ (Е.2 < 0,3). Определим коэффициент торможения 3ro
уЧастка характеристики защитыI (см. рис. 5.6) [4]:
41

Е*2  0,3  4 8 ,..., 3
"тО Р М2 >   О, 2 ,..., 0,4 ·
1 E*2 1 0,3
(5.8)
Выбираем "то р м2 == 0,45.
w w 3
Определим значение рабочеro тока [раб при [торм == [r.HOM:
[;аб 0;2[ r.HOM
= 0,45.
З[ r.HOM  [r.HoM
(5.9)
Решив это уравнение относительно [;аб' получим [аб == 1,1 [r.HoM.
Отложим эту точку (С) на характеристике защитыI (см. рис. 5.7).
Проведя прямыIe линии на рис. 5.7 через точки А, В и С, получим xa
рактеристику 1 ro и Зro участков продольной Д3.
Второй участок характеристики продольной Д3 строится следую
щим образом. для повышения чувствительности защитыI наклон
2ro участка характеристики (см. рис. 5.6) должен бытъ минимально
возможным. Считаем, что полная поrpешностъ трансформаторов
тока (см. рис. 5.1) на 2",м участке характеристики продольной Д3 не
превышает Е*l < 0,1. Определим значение коэффициента торможе
ния "то р ыl для 2ro участка характеристики [4]:
Е*l  0,1  ,...,
"то р Мl >   0,111,..., 0,11, (5.10)
1 E*l 1 O,!
rде Е*l  максимальная поrpешностъ трансформаторов тока на 2M
участке характеристики продольной Д3.
Принимаем "тормl == 0,12.
Выберем начало 2ro участка характеристики при значении тока
торможения:
[торы min == 0,2[r.HOM.
(5.11 )
Составим систему уравнений для определения значений [аб И
[OPM характеристики продольной Д3:
I:Шб  1 рабmiп  k .
j' [  TOpмl'
торм  торм min
,
1 раб  1 рабmiп  k
[' [  торм2.
ТОрМ r.HOM
(5.12)
42

[раб
l(:аб == 0,2I r . иом .....  ...     ..  . 
Зона
срабатыIания защиты
kro р М2 == 0,45
Iаб == 0,2I r . иом
kroрм 1 == О, 12 """" i
,," .
,," I
lрабmin == 0,2I r . иом ----------,...
.._.._.._._._..
I TopM
l тoPMmin == 0,2I.иом I.:.о рм == 1,29I r . иом IPM == 3I r . иом
Рис. 5.8. Расчетная характеристика продольной Д3 терминала "Сириус..rс"
Из системь! уравнеНИЙ (5.12) определим значения: IOPM ==
== 1,29/ r . иом и 1 раб == О,33/ r . иом .
По результатам расчетов построим характеристику продольной
дифференциальной защиты reHepaтopa (рис. 5.8).
Чувствительность продольной Д3 проверяют при двухфазном К3
на верхних вьтодах защищаемоro reHepaтopa (в режиме одиночно
работающеro reHepaтopa на холостом ходу) и в режиме самосинхро
низации [1]:
1(2)
"ч== к .
1 с.з
(5.13)
Коэффициент чувствительности защиты от межцуфазных К3
должен быть "ч > 2 [1].
5.2. ЗАЩИТА ОТ ВИТКОВЫХ КЗ В СТАТОРНОЙ ОБМОТКЕ
rЕНЕРАТОРА(ПОПЕРЕЧНАЯДИЕРЕНЦИАЛЬНАЯ
ЗАЩИТА)
. )
.
t
I Попереtffiая диффереJЩИальная защита предназначена для за
I
jщитыI reHepaтopa от витковых КЗ в обмотке статора и работает без
\,
:ВЪJДержки времени. Защита устанавливается при соединении cтa
;, l тo pных обмоток reHepaтopa по схеме "двойная звезда". Схема BЫ
 1iIОJПIения попереtffiОЙ Д3 приведена на рис. 5.9. Напряжения и токи
'f: торных обмоток при работе reHepaтopa на наrpузку MOryr быть
: :fitpeдставлены следующими уравнениями.
43

При отсyrcтвии в reHepaтope витковых КЗ
E Al ';:::, Е А2 ; E Bl ';:::, Е в2 ; E cl ';:::, Е С2 ;
ХА] ';:::, ХА2; ХВ] ';:::, ХВ2, XCl';:::, ХС2-
(5.14)
СоответствеlПlО [Al';:::, [А2; [Bl';:::, [В2; [Cl';:::, [С2.
В этом режиме через обмотку трансформатора тока поперечной
ДЗ ТА7(рис. 5.9) протекает ток небаланса.
При витковом КЗ в одной из фаз, например фазе А, происходит
нарушение баланса напряжеНИЙ и E Al « Е п Уравнительный ток
[к' который протекает через cтaтopНbIe обмотки reHepaтopa фазы А и
трансформатор тока ТА7, вызъmает срабатьmaние поперечной ДЗ.
Значение тока [к зависит от количества замкнуrых витков, и ero
можно определить по выражению:
1  Е А } EA2
K ·
ХА} XA2
(5.15)
А
в
с
Е А ] Ев] Е В2 Ес] Е С2
t t t t t
I t I I I I
I I I I I I G1
I I I I I I
I I I I I I
I Е А2 I I I I I
I I I I I
ТА2
ТА4
ТА6
I
1IA2
I
1IB2
I I С2
ТА7
---
-----
Трансформатор тока
поперечной Д3
Рис. 5.9. Схема выплвениJI поперечной Д3
44

Правильно настроенная поперечная Д3 должна быть отстроена:
. от токов небаланса на частоте первой raрмоники при холостом
ходе reHepaтopa;
. от токов небаланса на частоте третьей raрмоники;
. от токов небаланса, связанных с неравенством сопротивлений
статорных обмоток reHepaтopa при работе reHepaтopa на внешнее
К3.
Поперечная Д3 цифровоro терминала "Сириус [С" имеет поло
совой фильтр, работаюЩИЙ в полосе частот 45  53 [ц. Фильтр BЫ
u
деляет из входноro тока терминала сиrнал на частоте первои rapMo
ники и минимизирует влияние токов небаланса на частоте третьей
raрмоники.
Перед первым включением reHepaтopa (чтобы обеспечить rpубую
защиту от витковых К3) на терминале выставляется уставка сраба
тыIания поперечной Д3:
I. с . з == (0,15 + 0,2)I r . HoM .
(5.16)
в дальнейшем это значение уставки корректируется. Коррекция
9 
вьmолняется следующим образом. Ток срабатывания защиты OT
страивается от тока небаланса при холостом ходе reHepaтopa и рабо
те reHepaтopa на внешнее трехфазное К3. Скорректированное зна
чение уставки по току срабатьmания защитыI вычисляются по Bыa
жению [10]:
I. с . з == k зап ( I. нб 1 + l. нб2 ),
(5.17)
rде k зап  коэффициент запаса, принимаемый k зап == 1,5; I. нб1  ток
: небаланса, измеренный при холостом ходе reHepaтopa и максималъ
ii- ном допустимом напряжении на cтaтopНbIX обмотках
 [(1,15 + 1,2)ц,.ном  паспортный параметр reHepaтopa] защищаемо
: reHepaтopa; l. мб2  расчетное значение тока небаланса, cooтвeт
ti ующее режиму reHepaтopa, работающеro на трехфазное К3.
 ,
;o..':, Значения токов l. нб1 и l. нб2 определяют эксперименталъным
'1tfreM.
1,:1.:.J ТОК I мбl измеряется на выходе трансформатора ТА 7при холостом
';' ' " j е reHepaтopa и максимальном допустимом напряжении на cтa
;':  о. ных обмотках защищаемоro reHepaтopa. С учетом коэффициента
"1.
1,':.. сформации трансформатора ТА7 (см. рис. 5.9) измеренное зна
45

...
чение тока пересчитывается в первичныи ток reHepaтopa в относите
льных единицах [.H61.
Расчетное значение тока небаланса [.Н62' соответствующее режи
му работы reHepaтopa на трехфазное кз, получают следующим обра
зом. На отключенном reHepaтope создают режим искусственноro
трехфазноro металлическоro кз. Включают reHepaтop в работу и
плавно увеличивают ток в системе возбуждения до получения в cтa
торной обмотке номинальноro тока reHepaтopa. При номинальном
токе reHepaтopa, работающеro на короткое замыIание,, измеряют
вторичныIй ток небаланса в режиме кз  [2 (выхднойй ток тpaHC
форматора ТА 7). Приводят значение [б2 к первичному току в oтнo
сителъных единицах [.н62. Рассчитьmают [.Н62 по формуле [10]:
 [ ' 1(3) /l
[.Н62  .нБZ--- к [.НОМ'
(5.18)
rде [3)  расчетное значение тока трехфазноro кз на вьшодах reHe
ратора при номинальном напряжении на cTaтopHых обмотках [см.
(4.1)]; [r.HoM  номинальный ток reHepaтopa.
Уставка срабатывания поперечной ДЗ (5.17), рассчитанная по
данной методике, может лежать в диапазоне (0,05 + O,I)[r.HoM [10].
При использовании поперечной Д3 допускается ее неселектив
ное действие при межцуфазных кз в reHepaтope и двойных замыка
ниях на землю (в сети и статорной обмотке защищаемоro
reHepaтopa).
К недостатку вышеприведенной поперечной Д3 следует отнести
наличие небольшой "мертвой" зоны при малом количестве замкну
ThIX витков.
5.3. ЗАЩИТА rEHEPATOPOB ОТ ОДНОФАЗНЫХ
ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ
3ащита от 033 с независимой характеристикой для reHepaтopoB,
работающих на сборные шины reHepaтopHoro напряжения в сети с изо..
лированной неЙ'rpалью. Правила технической эксплуатации допус
кают в исключителъны случаях вьmолнение защитыI от ОЗЗ С дей
ствием на сиrнал для reHepaтopoB, работающих на сборные ШИНЫ
... ...
reHepaтopHoro напряжения в сети с изолированнои неитралью при
условии, что значение тока 033 не преВЬШIает 5 А Время работыI re
нератора при ОЗЗ статорной обмотки не должно превыать 2 ч. За
46

это время необходимо убедиться в правилъной работе защитыI {'eHe
ратора от 033 и вьmолнить перевод нarpузки. При значениях токов
033 более 5 А защита от 033 вьmолняется с действием на отключе
ине {'енератора с помощью шинноrо трансформатора тока нулевой
последовательности ТНПШ (снят с производства). В качестве за
мены защитыI с ТНПШ для защиты reHepaTopoB от 033 применяет
ся защита зrНП4.2 [2] или ззсr4 [6]. При выполнении этих за
щит используются фазные трансформаторы тока защищаемоrо
reHepaтopa.
3ащита от 033 с применением ТНПШ может работать в двух pe
жимах (защита выполняется для старых reHepaтopoB при наличии
ТНПШ):
. на сиrнал;
. на OТКJПOчение reHepaтopa, raшение поля (ArП), останов тyp
бины и сиrнал.
Работа защиты основана на измерении токов нулевой последова
тельности на частоте первой raрмоники 50 [ц.
Терминал "Сириус [С" имеет три входных контакта для подклю
чения трансформаторов тока нулевой последовательности и два
BXOДНbIX СОПРOТИRЛения  0,1 и 40 Ом. для работыI с ТНПШ в тep
минал "Сириусrс" введен допотrnтeльный резистор СОПрOТИRЛе
нием 40 Ом, включенный последовательно с входной цепью преоб
разователя "ток  напряжение" токовой защиты от 033. При работе
с этим входом входное СОпрOТИRЛение терминала принимают paB
ным  == 40 Ом.
В защите предусмотрен режим блокировки (введена/вьшедена),
вывоДЯЩИЙ ее из действия при внеIШIИX К3. Эro связано с нас ьпц е
нием и увеличением тока небаланса ТНПШ [15], что может привес
ти к неправилъному (И3ЛИIIIНему) срабатыванию защиты от 033.
При защите reHepaTopoB малой мощности (до 1,5 МВт) блокировка
3ащитыI от 033 не требуется.
Схема вьmолнения защитыI от 033 с применением ТНПШ при
веденанарис. 5.10.
первичный ток срабатьmaния защиты должен быть больше соб
ственноro емкостноro тока защищаемоro reHepaTopa при внешнем
ОЗ3 и одновременном двухфазном К3 надрyroй линии. первичный
ток срабатъшания защиты определяют по выражению:
47

6,3 кВ
ТУ
Ql
Sl
тнпш
......
...
......
...
3U о
Сириус [С
3/0
......
...
Gl
Рис. 5.10. Схема выполнения защиты от ОЗЗ с орименением ТНПШ
/с.з > 1ЛC (р/Cr + 1,5/ нб . п ),
в
(5.19)
rде kfЛC  коэффициент отстроЙКИ (kfЛC == 1,1); p  коэффициент
броска (p == 1,2); "в  коэффициент возврата ("в == 0,95); [er 
собственный емкосmъlЙ ток reHepaтopa; [нб.л  ток небаланса
ТНПШ, приведенный к первичной стороне трансформатора
([нб.л  1,5 А) [15].
Более точно значение [нб.л' приведенное к первичной стороне
трансформатора ТНПШ 3, можно определить по выражению:
[нб.л == [нб.в 2w в,
(5.20)
rде [нб.в  ток небаланса, приведенный к вторичной стороне
ТНПШ; W B  число витков вторичной обмотки ТНПШ3 (W B == 39).
48

Ток небаланса lнб.в содержит две составляющие вторичноro тока
небаланса, обусловленные несимметричным расположением ТOKO
проводов и подмarничиванием трансформатора тока:
kE Е
[== нб.нес + нб.подм
нбв Z Z Z '
. ЭК.нам.В + р Р
(5.21 )
rде Е нб . нес  ЭДС небаланса во вторичной цепи от несимметрично
ro расположения токопроводов (Е нб . нес == 0,1 В); Енб.подм  ЭДС
небаланса во вторичной цепи от тока подмаrничивaния
(Енб.подм == 0,1 В); Zэк.нам.в  сопротивление намаrничивания, при
веденное к вторичной цепи (Zэк.нам.в == 10 Ом);   входное сопрр
тивление реле  терминала "Сириусrс" (== 40 Ом); k  коэф
фициентнадежности (k== 1,4).
СобствеННЫЙ емкосmъlЙ ток [er приведен в паспортных пара
метрах reHepaтopa, а для турбоreнераторов можно рассчитать по вы 
ражению [15], А:.
[ == 3m С U Т.ном 1 06
cr r.JЗ '
(5.22)
rде ro == 21tf== 2.3,14.50 == 314; C r  емкость ОДНОЙ фазы статорной
обмотки reHepaтopa относительно земли, мкФ /фаза; ц..ном  номи 
нальное межцуфазное напряжение reHepaтopa, В.
Пример 3. Расчет параметров срабатьшания (уставки) защитыI от
ОЗЗ В обмотке статора турбоreнератора TBC30: U r . HOM == 6,3 кВ;
[r.HoM == 3,44 кА; cos <р == 0,8; [er == 0,615 А.
Вводим режим блокировки защиты от ОЗЗ reHepaTopa при внеш 
них межцуфазных КЗ (блокировка въmолняется сиrналом пуска
МТЗ, если любой из фазных токов reHepaтopa превысил значение
уставки).
Из выражения (5.21) определяем вторичный ток небаланса ["б.в
трансформатора ТНПШ3:
3440
kE Е 1,4.0,1. 0 ,1
[нб == нб.нес + нб.подм == 4500 +  ==
.В Zэк.нам.в + Zp Zp 10 + 40 40
== 0,0021 + 0,0025 == 0,0046 А.
49

Т а б л и ц а 5.1. Основные характеристики трансформаторов ТНПШ
Параметр ТНПШЗ ТНПШЗУ
Номинальное напряжение reHepaтopa, кВ 6,3 6,3
10,5 10,5
15,75
Номинальный ток reHepaTopa, КА 4,5 7,2
Номинальное напряжение обмотки 110 110
подмаrничивания,В
Номинальная мощность обмотки 30 35
подмаrничивания, В . А
Сопротивление намаrничивания, 0,0066 0,0066
приведенное к первичной цепи, Ом
Сопротивление намаrничивания, 10 10
приведенное ко вторичной цепи, ОМ
ЭДС небаланса во вторичной цепи, мВ:
оттокаподмаrничивания 100 100
от несимметричноrо расположения токопроводов 100 100
(при номинальном токе reHepaTopa)
Число витков вторичной обмотки 39 39
По уравнению (5.20) определяем первичный ток небаланса /нб.л
трансформатора ТНПШ3:
Iнб.п == Iнб.в 2w в == 0,0046 . 2 . 39 == 0,359 А.
По формуле (5.19) находим первичный ток срабатывания защиты
от 033:
1) 
l С З > (1,2 .0,615 + 1,5 · 0,359) 
. 0,95
== 1, 158(0,738 + О, 538)  1,48 А.
Принимаем ток срабатывания защиты /с.з == 1,5 А
Коэффициент чувствительности защиты от 033 определяем при
суммарном емкостном токе всех присоединений сети /озз == 3 А:.
"ч == /озз/ /с.з == 3/1,5 == 2.
(5.23)
Мощность reHepaTopoB, работающих на сборныIe ШИНЫ reHepa
TOpHOro напряжения, должна быть менее 100 МВт. Эro обусловлено
50

предельныIи коммутационными характеристиками reHepaтopHbIX
выключателей. для reHepaтopoB, работающих на сБорныIe шины re
HepaтopHoro напряжения, в качестве резервной защиты от 033 с
u
деиствием на сиrнал применяется защита с измерением напряжения
нулевой последовательности зи о (см. рис. 5.10). В зону срабатыва
пия правильно настроенной защитыI 3 и о попадает примерно 80 %
статорной обмотки защищаемоro reHepaтopa. 3ащита 3 и о имеет
"мертвую" зону со стороны нейтрали защищаемой маIIIиныI.
Действие защиты 3 и о селективное при вводе reHepaтopa в работу,
коrда отключен выключатель Ql, и ток 3/0' снимаемый с трансфор
матора ТНПШ, равен нулю (см. рис. 5.10). При включении выклlo
чателя Q 1 действие защиты 3 и о может быть неселективное, и при
срабатьmании защиты 3 и о на сиrнал можно сделать вьшод, что в
сети присyrcтвует 033. Вторичная обмотка трансформатора 3 и о co
брана по схеме разомкнyroro треyroльника и подключена к терми 
налу. 3ащита работает с действием на сиrнал. Уставка срабатьmaния
u
терминала по напряжению нулевои последовательности определя
ется по выражению:
U с . з > k oтc U нб ,
(5.24)
rде k(ЛС  коэффициент отстройки защиты, принимаемый paBНbIM
2; U нб  максимальное напряжение небаланса на вьшодах обмоток
трансформатора 3 и о , включенных по схеме разомкнyroro треyroль
ника. Напряжение небаланса, снимаемое с этих обмоток при OTCyr
ствии 033, не должно превышать 3 В.
Определяем значение уставки по напряжению срабатыIания
защиты:
U с . з > 2 . 3 == 6 В.
Соrласно требованиям ПУЭ [1] уставка срабатьmапия защиты
зи о при защите reHepaтopoB должна иметь значение не более 15 В.
Из (5.24) следует, что работа защиты 3 и о с уставкой менее 6 В приве
дет к неправильному срабатьmaнию защиты. Поэтому peKOMeндye
мое значение уставки срабатьmания защитыI 3 ио выбирают paBНbIM
8  10 В.
Время срабатыIания защитыI 3/0 от 033 с независимой xapaктe
ристикой должно составлять t с . з == 0,5 + 1 с.
3ащита от 033 с независимой характеристикой для reHepaтopoB,
работающих на сборные IIIIIIIы reHepaтopnoro напряжения в сети с
компенсированной нейтралью. 3ащита reHepaтopoB от 033, работаю
51

щих в сети с компенсацией емкостноro тока 033, вьmолняется с из..
мерением суммъ' токов высших raрмоник в полосе частот
150  750 rц, а также с действием на сиmал. Время работы reHepaтo..
ра в режиме 033 не должно превышать 2 ч. Компенсация емкостно..
ro тока 033 производится дyroraсящим реактором, включенным
межцу землей и неЙ'rpалью специальноro трансформатора.
В защите предусмотрен режим блокировки (введена/вьшедена),
вьmодяIЦИЙ ее из действия при внешних К3. это связано с насыще..
нием и увеличением тока небаланса ТНПШ [15], что может привес..
ти к неправильному (ИЗJIИlШ{ему) срабатьmaнию защиты от 033.
При защите reHepaтopoB малой мощности (до 1,5 МВт) блокировка
защиты от 033 не требуется.
Токи 033 на частоте высших raрмоникдля roродских и промыш"
ленных кабельных сетей не MOryr быть ниже 4 % cyммapHoro тока
033 на частоте 50 rц. Реально измеренные уровни токов при 033 в
кабельных сетях на частоте высших raрмоник MOryr быть сущест..
венно ВЬШIе [5].
для турбоreнераторов малой и средней мощности напряжение на
частоте третьей raрмоники состаWIЯет 2,5  3 % напряжения на час..
тоте первой raрмоники. Ток 033 на частоте 150 rц при работе reHe..
ратора в сети с компенсированной неЙ'rpалью будет составлять
2,5  3 % емкостноro тока на частоте 50 rц. Максимальный суммар..
ный ток высших raрмоник в полосе частот 150  750 rц соизмерим с
током 033 на частоте 150 rц. Поэтому собственный емкостный ток
033 reHepaтopHoro присоединения должен быть не более 6 % тока
033 на частоте 50 rц.
с учетом отстроЙКИ срабатьmания защиты от собственноro емко..
стноro тока reHepaтopa на частоте высших raрмоник выражение
(5.19) примет вид:
/С.3 > 0,06 [ k;: (kбр/ cr + 1,5/ нб.п) J
(5.25)
в (5.25) коэффициент отстроЙКИ kooc принимают paBным
1,2  1,3. При малых значениях измеряемых токов коэффициент
возврата защиты от 033 "в терминала "Сириус.. rc" считают рав"
ным 0,92.
Пример 4. Рассчитаем паgаметры срабатыIания (уставки) за..
ЩИТЫ от 033 в обмотке статора турбоreнератора ТВФ..60..2, рабо..
тающеrо на сборные шины reHepaTopHoro напряжения в сети с
u u
компенсациеи емкостноro тока на частоте первои rармоники, при
U r . ИОМ == 6,3 кВ; I r . ИОМ == 6,88 кА; cosq> == 0,8; Ier == 0,7 А
52

Вводим режим блокировки защиты от 033 МТ3 reHepaTopa (бло
кировка вьmолняется сиmалом пуска МТ3, если любой из фазных
токов reHepaтopa превысил значение уставки).
Определяем первичный ток срабатывания защиты от 033 по
(5.25), принимая значение [иб.о  1,5 А [15]:
[с.з > 0,06 [ ff2 (1,2 .0,7 + 1,5.1,5) ] == 0,06 · 4,03 :::: 0,242 А.
Следовательно, уставку по току срабатывания защиты принима
ем /с.з == 0,25 А Выбранное значение тока пуска защиты от 033
(уставка) состаRЛЯет 35,7 % тока /о == 0,7 А на частоте 50 rц. При
выполнении этой защиты (и выборе уставки ее срабатьmания) зна
чения токов высших raрмоник reHepaтopa должны быть yroчнены
по параметрам спектральноro состава напряжения защищаемоro
reHepaтopa.
Время срабатьmания защитыI на сиrнал должно составлять
t с . з == 0,5 + 1 с.
Защита от ОЗЗ с независимой характеристикой для reHepaтopoB,
работающих на сборные шины reHepaтopHoro напряжения в сети с pe
зистивным заземлением нейтрали. 3ащита вьmолняется с примене
нием ТНПШ или фильтра токов нулевой последовательности, co
бранноro из фазных трансформаторов тока при низкоомном рези
стивном заземлении нейтрали. Использование резистивноro
заземления нейтрали позволяет увеличить значение 033 и повысить
чувствительность защиты. При токах 033 менее 5 А заIЦИТa вьmол
няется с действием на сиmал (высокоомное резистивное заземле
ине неЙТРали), при токах 033 более 5 А  с действием на отключе
ине reHepaтopa (низкоомное резистивное заземление неЙТРали).
Коэффициент чувствительности защиты при 033 на верхних BЫBO
дах reHepaтopa, работающеro в сети с резистивным заземлением
u
неитрали, определяем по выражению:
"ч == [loзз + [А
/ с.з '
(5.26)
lДe /созз  суммарНЫЙ емкостный ток сети при 033; /R  актив
ный ток, задаваемый резиcroром; /с.з  уставка срабатьmaния защи 
1Ы выбирается по (5.19).
53

При заземлении нейтрали низкоомным резистором ток срабаты
вания защитыI выбираем по формуле:
I с . з == I оз з/ 2 .
(5.27)
Такой выбор уставки срабатьmания защитыI обеспечивает чувст
вительность защиты при азз на верхних выводах reHepaтopa kq == 2.
Пример 5. При выполнении защитыI reHepaтopa (в сети с низко
oмным резистивным заземлением неЙТРали) с током КЗ на землю
40 А по выражению (5.27) принимают ток срабатьmания защиты от
азз I с . з == 20 А Защита действует на отключение reHepaтopa без вы 
держки времени.
Использование режима заземления нейтрали возможно и в соче
тании с режимом полной компенсации емкостных токов азз дyro
raсящим реактором. В этом случае коэффициент чувствительности
защиты reHepaтopa, работающеro в сети с резистивным заземлением
u u u
неитрали и компенсациеи емкостноro тока на чаcroтe первои rзрмо
ники, определяем по формуле:
kq == I R /I с . з ,
(5.28)
rде /с.з  уставка срабатыIания защиты, выбирается по (5.27).
При низкоомном резистивном заземлении нейтрали время cpa
батыIания защитыI на отключение reHepaтopa вьmолняется без BЫ
держки времени.
Использование резистивноro заземления нейтрали не исключает
"мертвую" зону защит от азз со стороны нейтрали reHepaтopa.
Защита от ОЗЗ с зависимой от тока характеристикой при работе re..
U U U
нератора В сети с изолированнои неитралью или заземлением неитрали
через высокоомный резистор. Защита вьmолняется с применением
ТНПШ и при токах азз менее 5 А с действием на сиrнал. При заIЦИ
те reHepaтopoB, работающих на сборные шины, абсототное значе..
ние тока нулевой последовательности будет зависеть от количества
подключенных присоединеНИЙ (фидеров) к сборным шинам. При
отключении и включении фидеров будет изменяться емкость элект
рической сети. Также следует отметить, что текущие значения тока
азз электрической сети зависят от мноrиx факторов, в том числе от
фазноro напряжения, температуры оборудования и кабелей. Поэто
му традиционный (классичесКИЙ) выбор параметров срабатьmания
защиты от азз с независимой характеристикой заключается в oт
стройке уставки каждоro присоединения от абсототноro значения
54

t/s
70
60
50
40
30
20
1
7
6
5
4 .....
..... ......
3 .............. ........... ........ ......  t:
""---  ..... ...... ....... r""""'I ............... .....:
2 ............... ...... r---..... ...... ...... ..............:--  ,  ....
'-.. """,  ""'" '-- r-.... -.:: ::-   
8' "", , " " t k
.,.. ..... ..... ...... .... ...... "" .... .... .,...,..
 "-  .... """ """ """ "'" 1 ,о
0'7 " " "- """ " """ .. "'11 "
0:6 '- .. " " ""'" о ,9
,  ,  , " ,',' о
0,5 l' 1... .. ,8
0,4 '- '- , , , , '- '-
'- "- " " " " " ,
0,3 '" , , , , , о ,7
\ , , ,
0,2 , \ \ \
1 1 1
О ,6
О 1
: ..
0,06 , ,
0,05 . 

0,04 1 ,
1
0,03 0,)5 0,1 0,2 0'3.... 0,4 .0, L
,
0,02 I
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 20 30 40 t/t>
Рис. 5.11. Характеристика типа RXIDG
55

собственноro емкостноro тока этоro присоединения (5.19). Такой
способ настроЙКИ защиты не требует изменять значения параметров
срабатьmания защиты reHepaтopa от значения уставок защит дрyrиx
присоединеНИЙ при изменении схемы соединений сети. Но отклю..
чение фидеров от сборных шин reHepaтopHoro напряжения умень..
шает суммарную электрическую емкость сети, а соответственно, и
коэффициент чувствительности защиты reHepaTopa от 033.
одним из способов повышения чувствительности защиты от 033
является метод относительноro измерения значения емкостноro
тока. Метод относительноro измерения основан на измерении абсо..
u u
лютных значении емкостных токов каждоro из присоединении.
Присоединение с 033 выявляется по максимальному значению из..
MepeHHoro тока.
При работе терминала "Сириус..rс" с зависимой характеристи..
кой от тока 033 может быть использован метод относительноro из..
мерения емкостноro тока. В этом случае защиты всех присоедине..
ний в сети reHepaTopHoro напряжения ДОЛЖНЫ быть оснащены
цифровыми терминалами с однотипными зависимыми характери..
стиками и работать с одинаковыми значениями уставок. В качестве
зависимой характеристики защиты от 033 применена обратнозави..
симая характеристика стандарта МЭК RXIDG (рис. 5.11):
.... 8 ( I озз )
t с . з .... 5, .... 1,351n ,
k/ с.з
(5.29)
rде t с . з  время срабатыIания защиты; /озз  первичный ток 033;
/с.з  (первИЧНЫЙ) ток срабатьmания защиты; k  временной
коэффициент.
При возникновении в сети 033 происходит пуск 3а1I{ИТ от 033 на
всех присоединениях. Первой по времени срабатьmaет защита при..
соединения с 033, так как через трансформатор тока нулевой после..
довательности этоro присоединения протекает суммарНЫЙ (макси..
мальНЫЙ) ток 033. Через трансформаторы тока неповрежденных
присоединеНИЙ протекает собственный емкостный ток этих присо..
единений, который меньше cyммapHoro тока 033.
При токах 033 в сети reHepaтopHoro напряжения менее 5 Азащи..
та от 033 выпJпIяетсяя с действием на сиrнал. При возникновении
033 первой срабатьmaет защита присоединения с 033 и блокирует
действие защит на остальных присоединениях. Работа защиты от
033 на сиrнал проинформирует персонал станции о том, что на дан..
ном присоединении возникло 033.
56

.
3ависимая часть
характеристики RXIDG
/
Независимая часть
характеристики RXIDG
t с . з
k}




1.033 тах
1*033
Рис. 5.12. Выбор временноrо коэффициента k характеристики RXIDG
Настройка терминала выполняется следующим образом. Уставка
по току срабатьmания защит всех при соединеНИЙ выбирается по
условию пуска всех защит или большей их части при возникновении
ОЗЗ в любой точке сети reHepaтopHoro напряжения, т.е. ток сраба
v
тывания защит всех при соединении можно определить по
выражению:
lс.з == kHl emm ,
(5.30)
rде "н  коэффициент надежности ("н == 0,7 + 0,8) для выполнения
условия по коэффициентучувствителъности защитыI kq == 1,25 + 1,4;
ICmin  емкостной ток (50 rц) присоединения с минимальным зна
чением собственной распределенной емкости.
у ставка значения BpeMeHHoro коэффициента k (5.29) определяет
ся по семейству характеристик RXIDG следующим образом
(рис. 5.12). Расчетным пyreм вычисляем максимальное значение
емкостноrо тока сети lоззmax на чаcroте 50 rц при условии включе
v
пия всех присоединении к шинам reHepaTopHoro напряжения.
Определяем значение тока 033, отн. ед.:
I.ОЗ3mах == IОЗЗmax/1с.з.
Orкладъшаем это значение на характеристике RXIDG. Строим
точку А на зависимой части ближайшей характеристики из семейст
57

ва RXIDG. Выбираем значение BpeMeHHoro коэффициента k} и BВO
u v
дим это значение в терминалы всех присоединении защищаемо и
сети. При вьmолнении защиты от ОЗЗ с зависимой от тока xapaктe
ристикой может быть также рекомендовано пр именение чрезвычай
но инверсной характеристики стандарта МЭК.
При отсyrствии на защищаемом reHepaтope ТНПШ заIЦИТa reHe
ратора от ОЗЗ может быть вьmолнена с помощью дополнительных
устройств типа ззсr 4 или зrнп 4.2. Эrи устройства подключают
ся к фильтру токов нулевой последовательности, вьmолненному из
штатных трансформаторов тока reHepaTopa.
Защита ззсr 4 работает с наложением тока частотой 25 rц на за
щищаемую сеть reHepaTopHoro напряжения.
Защита зrнп 4.2 имеет две независимые ступени с различными
u
принципами деиствия.
Первая ступень защиты зrнп 4.2 работает на частоте первой
rармоники и вьmолняет функцию защиты от двойных замыканий на
землю. Ступень выполнена с торможением сиrналами токов BЫ
сших rармоник.
Вторая ступень защиты зrнп 4.2 работает на частотах (суммы)
высших rармоник и ВЫПО)lняет функцию защиты от ОЗЗ.
Защита от ОЗЗ Д1IЯ reиераторов, работающих в блоке странсфор..
матором. При выполнении защитыI от ОЗЗ блока "reHepaTop 
трансформатор" значение тока ОЗЗ не должно превышать 5 А [1].
для защитыI reHepaTopOB от ОЗЗ, работающих в блоке с трансформа
тором, применяется защита 3 и о .
Действие защиты блокируется:
· при срабатывании первых трех ступеней защитыI от несиммет
ричных КЗ инесимметричных переrpузок (по 12);
· при срабатьшании защиты 3 и о (3/0) на стороне высшеrо
напряжения.
Цифровой фильтр нижних частот с частотой среза 53 rц, входя
щий в состав защитыI 3 UO, ослабляет RЛияние напряжений на часто
тах третьей и следующих высших rармоник.
Защита 3 и о может использоваться для reHepaTopoB мощностью до
160 МВт [1]. Защита имеет "мертвую" зону со стороны неЙ'rpали за
щищаемоrо reHepaTopa. При защите синхронных reHepaтopoB боль
шей мощности наличие "мертвой" зоны защиты со стороны неЙ'rpа
ли считается недопустимым [1]. В зону срабатыIания правильно Ha
строенной защиты 3 и о попадает примерно 80 % статорных обмоток
reHepaтopa. Защита действует на отключение reHepaтopa (в исклю
чительных случаях  на сиrнал). Уставка срабатьmания защиты
58

определяется по выражению (5.24) и должна иметь значение 10 В
[1]. Время срабатьmания защитыI tс.здолжно составлять 0,5  1 с.
При необходимости вьmолнения 100 %..ной защиты статорной
обмотки от азз турбоreнератора, работающеro в блоке с трансфор..
матором, может быть рекомендовано применение дополнительной
защиты БРЭ..1301. Защита БРЭ..1301 работает на частоте третьей
raрмоники и не имеет "мертвой" зоны статорной обмотки reHepaтo"
...
ра со croроны неитрали reHepaтopa.
При необходимости вьmолнения 100 %"ной защиты статорной
обмотки от азз rидроreнератора, работающеro в блоке с трансфор..
матором, может быть рекомендовано применение дополнительноro
устройства защитыI Рзr..l 00/3 с принципом раБотыI  наложение на
защищаемую сеть поcroянноro тока [7]. Защита рзr..l00/3 вьmол..
...
няется при подключении иcroчника постоянноro тока в неитраль
reHepaтopa через дyroraсЯЩИЙ реактор. В этом случае (при подклю..
чении источника постоянноro напряжения) применяется раздели..
...
тельныи конденсатор.
5.4. ЗАЩИТА ОТ ДВОЙНЫХ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ
дЛЯ rEHEPATOPOB, РАБОТАЮЩИХ НА СБОРНЫЕ
ШИНЫ rEHEPATOPHOrO НАПРЯЖЕНИЯ
Защита действует при двоЙНЫХ КЗ на землю, коrда одно замыка..
ние возникает в сети, на которую работает reHepaтop, а второе  в
статорной обмотке защищаемоro reHepaтopa (см. рис. 3.1, д). Защи..
та работает без выдержки времени и действует на отключение reHe..
ратора, raшение поля, пуск УРа В и останов турбины.
Защита работает в двух режимах:
...
. коrда ток нулевои последовательности вычисляется из значе..
ний токов трех фаз, этот режим применяется при rлубоком насыще..
нии ТНПШ при двойных КЗ на землю;
...
. коrда ток нулевои последовательности измеряется с помощью
трансформатора тока нулевой последовательности.
Рекомендованное значение уставки [1]:
/с.з == 100 А.
Такое значение уставки обеспечивает высокую чувствительность
и селективность защитыI, а также минимизирует разрушения reHepa..
'тора при двойных КЗ на землю.
59

5.5. МАКСИМАЛЬНАЯ ТОКОВАЯ ЗАЩИТА ОТ
МЕЖДУФАЗНЫХ КЗ С ПУСКОМ (БЛОКИРОВКОЙ)
ПО НАПРЯЖЕНИЮ
Максимальная токовая защита (МТЗ) с пуском (блокировкой) по
напряжению предназначена для защитыI reHepaтopoB мощностью до
60 МВт от внешних междуфазных КЗ и переrpузок (рис. 5.13). За
щита вьmолняется с применением лоrическоro элемента и. У слови..
ем пуска защиты МТЗ с блокировкой по напряжению являются пуск
МТЗ и пуск защиты минимальноro напряжения. Раньше эта защита
...
назьmалась защитои минимальноro напряжения с пуском по току.
Первая ступень МТЗ (с первой выдержкой времени) действует на
отделение reHepaтopa (OТКJПOчение МШВ, СВ). При работе reHepa
тора в составе энерroблока вторая выдержка (ступень) времени МТЗ
выделяет reHepaтop для работы на собственныIe нужды. Третья сту..
пень для энерroблоков и вторая ступень для reHepaтopOB, работаю
щих на сБорныIe ШИНЫ, действуют на OТКJПOчение reHepaтopa без
останова турБиныI, raшение поля, пуск УРОВ.
Защита может работать в двух режимах:
... ...
. с измерением напряжении прямои последовательности;
. с измерением напряжеНИЙ прямой и обратной последователь
ности (схема Мосэнерro, применяется при защите reHepaтopoB
мощностью до 30 МВт, работающих на сБорныIe шиныI reHepaтopHo
Сириус rc

..
Рис. 5.13. Схема вьmолнеНИJI максимальной токовой заllJ1'.'''' с пуском (блоки..
ровкой) 00 напряжеRИlO
60

ro напряжения и неБолыlIиe линии электропередачи, не оснащен
ные дистанционными защитами).
Расчет и выбор уcraвокзащиты вьmоJlllЯЮТCЯ следующим образом.
первичный ТОК пуска МТ3 определяется по выражению:
/с.з == koтc/r.HOM'
(5.31)
rде k слс == 1,3  коэффициент отстройки; /r.HoM  номинальный ток
защищаемоro reHepaтopa.
Напряжение пуска защиты минимальноro напряжения выбира
... ...
ется из условии отстроики от режима самозапуска электродвиraте
лей собственных нужд станции:
для тепловых станций U с . з == (0,55 + 0,65) U r . HoM ;
(5.32)
(5.33)
для rидростанций U с . з == (0,55 + 0,7) U r . HoM .
Напряжение пуска защиты по напряжению обратной последова
тельности определяется по выражению (схема Мосэнерro):
U с . з2 == k oтc2 U r . HoM '
(5.34 )
rде k слс2 == 0,1 + 0,12  коэффициент отстройки; U r . HOM  номина
льное напряжение защищаемоro reHepaтopa.
эта уставка вводится при защите reHepaтopoB мощностью до
30 МВт, работающих на сборные шиныI reHepaтopHoro напряжения
и неБолыlIиe линии электропередачи, не оснащенные дистанцион
ными защитами. С1УПень МТЗ с пуском по напряжению обратной
последовательности имеет высокую чувствительность и не соrласу
ется по селективности с дистанционными защитами.
Дополнительная С1УПень МТЗ вьmолняет блокировку защиты 3/0
от ОЗЗ (режим работы блокировки  вкл./выкл.):
/с.з == koтc/r.HOM'
(5.35)
rде k слс == 1,2 + 1,5  коэффициент отстроЙКИ.
для вьmОJПIения требований по термической стойкости CTaтop
ной обмотки reHepaтopa МТЗ с пуском по напряжению должна pa
ботать с выдержкой времени не более:
< А
t с . з  2 '
/. 1
(5.36)
rде А  тепловая постоЯlПlая времени охлаждения статорной обмот
ки (для reHepaтopoB с Kocвeнным охлаждением А == 150); /].  pac
61

четное значение кратности тока при трехфазном К3 на выводах re
u u
нератора с учетом апериодическои состаШIЯЮщеи.
для выполнения требований по селективности действия со смеж 
нымя защитами первая ступень МТ3 с пуском по напряжению дол
жна работать с выдержкой времени:
t соз == t соз1 + At,
(5.37)
rде t соз1  время срабатьmания самой медленнодействующей защи
ть' от К3 на фидере, подключенном к сборным шинам reHepaтopHo
ro напряжения; А!  ступень селективности.
Ступень селективности выбирается исходя из типов реле защит
u
смежных присоединении:
!J.t == 0,3 с  для цифровых терминалов;
А! == 0,5 + 0,6 с  для электромеханических реле.
Вторая и третья ступени защиты МТ3 с пуском по напряжению
выбираются соответственно на одну и две ступени больше времени
срабатьmания первой ступени защитыI.
Пример 6. Определить время oткmoчения reHepaтopa МТ3 с пус
u u u
ком по напряжению по условию термическои стоикости статорнои
обмотки reHepaтopa с косвенным охлаждением (А == 150, 1. == 16 
краПIОСТЪ тока трехфазноro КЗ с учетом апериодической
состаШIЯЮщей):
t < А
соз  1.2  1
150
 162 1  0,58 с.
При вьmОJПIении защит всех присоединений значение t соз по
(5.36) должно быть больше значения t соз по (5.37). Поэтому время
срабатыIания защиты принимают по (5.37), а формула (5.36) ЯШIЯет
ся проверкой на термическую стойкость статорной обмотки reHepa
тора при внешних КЗ.
Защита проверяется по чувствительности при трехфазном КЗ на
вьшодах защищаемоro reHepaтopa и трехфазном КЗ в конце зоныI pe
зервирования (например, за повышающим трансформатором).
Коэффициент чувствительности в основной зоне действия защи 
ты [1]:
"ч > IЗ) / [соз == 1,5,
(5.38)
rде IЗ)  установившееся значение тока трехфазноro КЗ на вьшодах
reHepaтopa.
62

Коэффициент чувствительности защиты в зоне резервирования
[1]:
"ч > 1,2.
(5.39)
Коэффициент чувствительности защиты минималъноro напря
жения [1]:
"ч > U СоЗ fUЗ) == 1,5,
(5.40 )
rде UЗ)  установившееся значение междуфазноro напряжения на
выводах reHepaTopa при трехфазном меТ8.ШIИЧеском КЗ в ко}Ще
зоны резервирования.
для защиты reHepaTopoB мощностью более 60 МВт, работающих
в энерroблоке с трансформатором, ПУЭ [1] рекомендует вместо за
щиты с пуском по напряжению применятъ одноступенчатую дис
танционную защиту со смещением характеристики зоны срабатьma
u
ния защиты в первыи квадрант.
5.6. ЗАЩИТА ОТ СИММЕТРИЧНЫХ ПЕРЕrРУзок
СТАТОРНЫХ ОБМОТОК rEHEPATOPA
Защита от симметричных переrpузок reHepaTopa имеет две ступе
ни срабатывания по времени:
. первая ступень с действием на сиrнал (на стаIЩИЯX без персона
ла выводится из раБотыI;;
. вторая ступень действует на отключение reHepaтopa, УРОВ и
raшение поля.
Защита от симметричных переrpузок на стаIЩИЯX сперсоналом
работает с двумя выдержками времени. Первая ступень защитыI pa
ботает на сиrнал, вторая  на отключение reHepaTopa, УРО В и raше
ние поля.
Ток срабатьmания защитыI от симметричных переrpузок опреде
ляется по формуле:
k
[СоЗ == ;тс [roHOM == 1,1 [roHoM'
в
(5.41)
rде k(ЛС  коэффициент отстроЙКИ (kfЛC == 1,05); "в  коэффициент
возврата ("в == 0,95).
63

Время срабатъmaния первой ступени защиты с действием на сиr
нал задается персоналом из диапазона t с . з == 0,5 + 1 мин.
Время срабатыIания второй С1УПени защитыI с действием на oт
ключение reHepaтopa с учетом термической стойкости обмотки re
нератора определяется по выражению:
< А
t с . з  2 '
1. 1
(5.42)
rде I] == 1,1.
Пример 7. Определить время срабатъmания второй ступени защи
тъ' от симметричных переrpузок для reHepaтopa с косвенным воз
душным (или Boдopoдным) охлаждением (А == 150):
А 150
t сз < 2 == 2 714сII,9мин.
. 1.  1 1,1  1
При защите турбоreнераторов вторая ступень защитыI от симмет
ричных переrpузок блокируется пуском защиты от асинхронноro
режима (потери возбуждения) при условии, что при асинхронном
режиме вьmолнена разrpузка reHepaтopa (ток, выдаваеМЫЙ reHepa
тором в асинхронном режиме [1] Ir < 1, 1 I r . HoM ). В этом случае функ
u
ция отключения reHepaтopa при симметричнои переrpузке лежит на
u
второи ступени защиты от асинхронноro режима.
Вторая ступень защиты от асинхронноro режима действует на oт
ключение турбоreнератора, УРОВ и останов турБиныI:
· для турбоreнераторов с KocBeHным охлаждением cтaтopНbIX об
моток допустимое время стационарноro асинхронноro режима
t с . з < 30 мин;
· для турбоreнераторов с непосредственным охлаждением cтa
ТOpнbIX обмоток допустимое время стационарноro асинхронноro
режима t с . з < 15 мин.
для rидроreнераторов асинхронный режим недопустим. Поэто
му режим блокировки МТ3 от симметричных переrpузок осуществ
ляется пуском защиты от асинхронноro режима (при защите rидро
reHepaтopoB не применяется).
64

5.7. МАКСИМАЛЬНАЯ ТОКОВАЯ ЗАЩИТА rEHEPATOPA
С КОРРЕКЦИЕЙ ПО НАПРЯЖЕНИЮ
Максимальная токовая защита с коррекцией по напряжению BЫ
полняет функцию защиты от внепnrnx и внyrpенних К3 reHepaтopa.
Вьmолнение МТ3 с коррекцией по напряжению позволяет обеспе
читъ более высокую чувствительность защиты от междуфазных К3
по сравнению с МТ3 с пуском по напряжению. Значение уставки по
току МТ3 с коррекцией по напряжению уменьшается при снижении
напряжения на выводах защищаемоro reHepaтopa менее 0,8 U r . HoM
(рис. 5.14).
МТ3 с коррекцией по напряжению резервирует действие продо
льной дифференциальной защиты при пуске reHepaтopa и обеспе
чивает защиту reHepaтopa при наличии междуфазных К3 за тpaHC
форматорами тока продольной дифференциальной защиты (до ero
включения на сборные шины). При реализации защиты (как и при
реализации любых МТ3 reHepaTopa) измеряются токи транс форма..
торов, подключенных к нулевым выводам защищаемоro reHepaTopa
(см. рис. 5.13).
При включении reHepaтopa на сборные шиныI время действия за..
щиты выбирается на ступень селективности выше времени срабаты"
вания основной защиты reHepaтopa от внешних междуфазных К3 и
основных защит всех присоединеНИЙ от междуфазных КЗ, подклю..
ченных к сборным шинам reHepaтopHoro напряжения. Или, ввиду
1 .з /I. с . з
1 -.-.-.-.-.-.-.
0,2
0,2
0,8
Ur/ Ur.HOM
Рис. 5.14. fрафик, ПОИСНJllOЩИЙ работу МТЗ С коррекцией по напряжению в за..
висамости от соотношении фазllых и номинальною напряжений reHepaтopa
65

u
высокои чувствительности, защита может вьmодитъся при включе
нии reHepaTopa на сборные шины.
Коррекция уставки защиты по току выполняется по наименьше
му значению фазноro напряжения на выводах reHepaTopa. Токовая
часть защиты может быть вьmолнена как с независимой, так и с за
висимыми времятоковыми характеристиками.
На интервале фазных напрений (О + 0,2) U r / UroHoM уставку cpa
батывания МТЗ принимают / с.з == 0,2/. соз .
Корректируемый пороr срабатыIания защитыI по току на интер
вале напряжеНИЙ (0,2 + 0,8)Ur/UroHOM' определяется по следующему
уравнению:
I: з = Iс.З ( 4 Ur O,2 ) ,
3 UroHoM
(5.43)
rде /з  скорректированная устав ка тока срабатьmания МТЗ; /СоЗ 
уставка по току срабатьmания МТЗ; ц./Urоном  отношение наи
меньшеro из фазных напряжений на выводах reHepaTopa к номина
льному напряжению reHepaTopa.
Терминал "Сириус [с" вьmолняет измерение токов трех фаз и
междуфазных напряжений reHepaTopa. Наименьшее значение меж
дуфазноro напряжения reHepaTopa используется в выражении (5.43).
При фазных напряжн выше 0,8UroHOM уставка срабатьmания
МТЗ становится равнои / с.з == /.СоЗ.
Защита работает в двух режимах:
. при вводе reHepaTopa в работу (reHepaTop отключен выключате
лем от сборных llIИн reHepaTopHoro напряжения);
. при работе reHepaTopa на наrpузку.
При вводе reHepaTopa в работу защита имеет независимую xapaK
u u
теристику и деиствует с выдержкои времени на С1УПень селективно
сти большей времени срабатьmания продольной ДЗ t соз == 0,4 + 0,5 со
Принимают уставку по току срабатыIания защитыI I соз == 0,5/roHOM'
т.е. при КЗ на выводах защищаемоro reHepaTopa (за трансформато
рами тока продольной ДЗ) защита сработает со скорректированным
.
значением уставки по току / с.з == O,l/roHoM.
При работе турбоreнератора на сборные шины reHepaTopHoro Ha
пряжения время действия защитыI выбирается на ступень селеКТИБ
ности выше времени срабатьmания основной защиты reHepaTopa ОТ
внешних междуфазных КЗ и защит всех присоединений от меЖДУ
66

фазных К3, подключенных к сборным шинам reHepaтopHoro
напряжения.
Уставка по току срабатьmания защиты определяется по (5.43) в
предположении, что при напряжении U r == О,6ц..ном установившее
ся значение тока, выдаваемоro reHepaтopoM, может не превысить
O,9/ r . HOM (с учетом ОК3 защищаемоro reHepaтopa):
*
l с . з > 31 с.з == 3.091 r.ЯОМ ::::: 1,231 r . HoM '
( 4 Ur 0,2 ) ( 4 0,6'Ur.яом 0,2 )
U r . ЯОМ U r . ЯОМ
(5.44 )
Соответственно из (5.44) выбираем: /с.з == 1,25/ r . HoM .
Полученная уставка должна быть меньше уставки срабатьmaния
по току МТ3 с пуском по напряжению (/с.з == l'3/ r . HoM  устав ка по
току для МТ3 с пуском по напряжению). У ставка по времени сраба
тьmания МТ3 с коррекцией по напряжению выбирается на ступень
селективности больше, чем у МТ3 с пуском по напряжению и
OCHOBНbIX защит от междуфазных К3 всех присоединеНИЙ, работаю
щих от фидеров, подключенных к сборным шинам reHepaтopHoro
напряжения.
МТ3 с коррекцией по напряжению имеет высокую чувствитель
ность. Поэтому защита может вьmодиться при включении reHepaтo
ра на сБорныIe шины. При работе rидро и турбоreнераторов на Ha
rpузку (работающих в блоке с трансформатором и дистанционными
защитами блока) защита, ввиду ее высокой чувствительности, MO
жет быть вьшедена. Эro обусловлено возможностью неселективной
ее работы совместно с дистанционными защитами энерrоблока. Bo
прос об использовании этой защитыI при работе reHepaтopa в составе
энерrоблока на нarpузку принимает проектная орrанизация.
5.8. ЗАЩИТА rEHEPATOPA ОТ АсинхРонноrо РЕЖИМА
(ЗАЩИТА ОТ ПОТЕРИ ВОЗБУЖДЕНИЯ)
в комплект защит reHepaтopa "Сириус [С" входят основная и
дополнительная защиты от асинхронноro режима. Действия OCHOB
ной и дополнительной защит от асинхронноro режима блокируются
действием защит от внеIШIИX двухфазных К3. 3ащита от асинхрон 
ноro режима вводится в работу после включения reHepaтopa в сеть.
Основная защита вьmолнена на основе реле СОпрOТИR1Iения, име
ет две ступени срабатьmaния по времени. Характеристика области
срабатъmания основной защиты вьmолнена в виде окружности, pac
67

jX
(0,3  0,5)Xd
R
Зона
срабаТЪIвания
защиты
(1,1  1,4)Xd
Рис. 5.15. Характеристика срабатываНИJI защиты от асИIIXроННОro режима
положенной симметрично относительно мнимой оси (рис. 5.15) и
проходит через точки с координатами на мнимой оси [4]:
 (0,3 + 0,5)xd'
(5.45)
 (1,1 + 1,4)xd'
(5.46)
"
rде xd  сверхпереходное СОПРOТИШIение reHepaтopa; xd  индук
u
тивное СОпрOТИШIение прямои последовательности reHepaтopa.
Первая ступень основной защитыI от асинхронноro режима рабо
тает на сиrнал и разrpузку reHepaтopa по мощности до
(0,4 + 0,7)Pr.HOM (по паспортным параметрам турбоreнератора) или
на отключение reHepaтopa, пуск УРОВ и останов турбины (для rид
poreHepaтopoB). Время срабатъmания первой ступени основной за
щиты на сиrнал и разrpузку reHepaтopa (для reHepaтopoB с возмож
ностъю устаНОRЛения стационарноro асинхронноro режима без pa
боты системной автоматики) или на отключение rидроreнератора
задают [4]:
t с . з == 1,5 + 2 с.
(5.47)
68

При стационарном асинхронном режиме ток статорной обмотки
турбоreнератора не должен превышать 1,1/r.HoM' а напряжение на
выводах reHepaTOpOB U r > 0,7 ц..ном [1, 4].
У ставка срабатьmания первой ступени защиты минималъноro на 
пряжения (защита действует поочередно на первые три очереди OT
ключения фидеров и разrpузку reHepaTopa)
U с . з == 0,95 U r . HoM .
(5.48)
Данное значение уставки по напряжению позволяет удержать в
синхронизме исправные синхронные reHepaTopbI и не нарушить их
синхронную работу (не прибеraя к длительному режиму форсиров
ки возбуждения параллельно работающих reHepaTopoB).
Первая ступень защиты минималъноro напряжения выполняет
отключение очередей (фидеров) с выдержками времени
t с . з == 2 + 4 с.
(5.49)
Orключением фидеров вьmолняется разrpузка reHepaTopa, если
reHepaTop работает изолированно на район.
Уставка срабатьmания второй ступени защиты минималъноro Ha
пряжения (защита действует на отключение reHepaTopa, УРОВ и
останов турбины)
U с . з > (0,86 + 0,87) U r . HoM .
(5.50)
Вторая ступень защиты минимальноro напряжения работает с
...
выдержкои времени
t с . з == 15 + 18 с
(5.51)
при условии, что максимальное время режима форсировки возбуж
дения параллельно работающих reHepaTopoB снепосредственным
охлаждением составляет 20 с.
Если разrpузка reHepaTopa действием первой ступени защиты ми 
нимальноro напряжения не привела к повышению напряжения на
сборных шинах выше значения по (5.50), например при отказе BЫ
ключателя на одном из Фидеров, reHepaTop будет отключен.
При вьmолнении защиты используется лоrичесКИЙ элемент И,
первая и вторая ступени защиты минимальноro напряжения пуска
69

ются при срабатыIаниии реле сопротивления  защиты от асинхрон
ною режима.
Время срабатывания второй ступени защитыI от асинхронноrо
режима выбирается по условиям термической стойкости изоля
ции роторных и статорных обмоток синхронных reHepaTopoB.
Допускается:
. 30минyrный стационарный асинхронный режим для reHepa
торов с косвенным охлаждением при условии, что /r < 1,I/roHoM [1],
т.е.
(СоЗ < 30 мин == 1800 с,
(5.52)
. 15минyrный стационарный асинхронный режим для reHepa
торов с непосредственным охлаждением при условии, что
Ir < 1,I/roHoM [1], т.е.
(СоЗ < 15 мин == 900 с.
(5.53)
Сиrнал "Пуск" основной защитыI от асинхронноro режима дол
жен формировать сиrналыI блокировки:
. области взаимноro наложения характеристики резервной за
щитыI минимальноro полноro сопротивления (ANSI 21) от внеnrnих
К3 на характеристику основной защитыI от асинхронноro режима;
. действия защитыI от симметричных переrpузок .(применяется
при защите турбоreнераторов). При защите rидроreнераторов дaH
ная блокировка не вводится.
Включение этих блокировок вьmолняется в меню защитыI мини
малъноro полноro сопротивления (ANSI 21) и защитыI от симмет
ричных переrpузок.
Дополнительная защита ЯRЛЯется дополнением к основной. Пус
кается сиrналом "Пуск" основной защитыI от асинхронноro режима
и срабатьmает, если суммарное время нахождения вектора комrшек 
cHoro СОПРОТИШIения reHepaтopa в зоне срабатыIания основной за
щитыI (за временной интервал возврата дополнительной защитыI)
превышает время срабатыIания основной защитыI. Возврат защиты
выполняется после окончания BpeMeHHoro интервала "возврат за
щитыI'.. Защита имеет две ступени срабатьmания по времени, KOТO
рые задаются временными ступенями срабатьmания основной за
щиты. Первая ступень действует на сиrnал и разrpузку reHepaтopa
при снижении напряжения на вьmодах reHepaтopa ниже значения
70

0,95 ц,.ИОМ. Вторая ступень дополнительной защиты действует на от--
ключение reHepaтopa, пуск УРОВ, останов турбины. Режим работы
...
дополнительнои защиты от асинхронноro режима  "вьшеде--
на/введена". Защита вьmолнена с реryлируемым временем возврата
l в == 0,5 + 30 с (время возврата дополнительной защиты от асинхрон--
HOro режима reHepaтopa).
Работа основной и дополнительной защит reHepaTopa от асинх--
pOHHOro режима блокируется при формировании терминалом "Си--
риус--rс" сиrнала raшения поля (ArП), а также и при наличии
внешнеro сиrнала ArП (например, при управлении raшением поля
в ручном режиме).
5.9. МТЗ ОТ НЕСИММЕТРИЧНЫХ ПЕРЕrРУзок И КЗ
(ОТ НЕСИММЕТРИЧНЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ
rEHEPATOPA)
МТЗ от несимметричных переrpузок и несимметричных внеш--
них КЗ имеет четыре ступени. для защиты reHepaтopoB мощностью
до 160 МВт третья ступень защиты вьmолняется снезависимой ха--
рактеристикой [1]. для reHepaтopoB мощностью более 160 МВт тре--
... ...
тья ступень защиты вьmолняется с интеrpальнои зависимои харак--
теристикой, т.е. она суммирует приращения /}рl за длительность
...
периода времени после пуска третьеи ступени защитыI.
Четвертая ступень защиты действует на сиrнал. У ставка срабатыI-
вания этой ступени выбирается по условиям:
1 2 *с.з == (0,05 + 0,06)/ r . иом  для турбоreнераторов; (5.54)
1 2 *с.з == (0,1 + О,II)/r.иом  для rидроreнераторов. (5.55)
При выполнении третьей ступени защиты снезависимой харак--
теристикой защита действует с выдержкой времени l с . з == 40 с.
Уставка срабатьшания этой ступени выбирается по условию:
1 2 *с.з == 0,25/ r . иом .
(5.56)
При выполнении третьей ступени защиты с зависимой характе--
ристикой защита действует на отключение reHepaTopa с выдержкой
времени:
kA
lс.з = 1 2 '
2
(5.57)
71

rде 12  действующее значение тока обратной последовательности
(интеrpальное значение); А  тепловая постоянная охлаждения po
тора; k == 0,97 + 0,98  коэффициент, позволяюЩИЙ отстроиться от
u u u
предельнои тепловои переrpузочнои характеристики ротора при He
симметричной переrpузке reHepaтopa (учитъшается при расчете зна
чения уставки).
Фактически в терминал вводится скорректированное значение
тепловой постоянной времени А' == М, отстроенное от переrpузоч
u u
нои характеристики ротора reHepaтopa при несимметричнои
переrpузке.
Пример 8. При защите reHepaтopOB серий ТВФ с тепловой посто
янной А == 15 с в терминал необходимо ввести значение
А' == 14,5 + 14,7 с.
Пуск третьей ступени защиты от несимметричных режимов
работы reHepaTopa выполняется при условии, что значение тока
обратной последовательности превышает уставку 1 2 *с.з ==
== (0,06 + 0,12)/r.HoM:
. для турбоreнераторов с KocBeHным воздушным или вoдopoд
Hым охлаждением А == 30;
. для турбоreнераторов серии ТВФ А == 15;
. для турбоreнераторов серий ТВВ и TrB до 300 МВт А == 8 (Ha
пример, для турбоreнератора TBB3002 без успокоительной систе
мы на роторе А == 5);
. для rидроreнераторов А < 40.
Время срабатьшания третьей ступени защиты от несимметричной
переrpузки reHepaтopa (5.57) вычисляется терминалом автоматиче
ски в зависимости от значения тока обратной последовательности.
Третья ступень защиты от несимметричных переrpузокдействует
на отключение reHepaтopa, raшение поля, пуск УРОВ, останов
турбины.
Вторая ступень защиты от несимметричных режимов раБотыI re
нератора должна срабатыIать при двухфазном К3 на выводах обмот..
ки высшеro напряжения повышающеro трансформатора. Вторая
ступень защиты от несимметричных режимов раБотыI reHepaтopa ре..
зервирует действие первой ступени (отсечки). Уставка срабатыIа..
ния второй ступени защиты от несимметричных режимов выбирает..
ся по выражению:
1(2)
1  к
kз  (2,3+2,5) ,
(5.58)
72

G1
Т1
&' == 1 08
,
X: d == 0,125
х.2 == 0,15
Х. Т == 0,1
Рис. 5.16. Расчет значений токов двухфазных К3 на выводах reHepaтopa G 1 и на
выводах обмотки высшеro напряжеНИJI повыlDIoшеro трансформатора Тl
rде [2)  расчетное значение тока двухфазноro К3 на вьшодах об
мотки высшеro напряжения повышающею трансформатора.
для выполнения условия селективности с защитами трансфор
матора вторая ступень защиты reHepaтopa от несимметричных пере
rpузок действует с выдержкой времени (с.з < 8,5 с.
Первая ступень защиты от несимметричных режимов работы re
нератора (отсечка) должна срабатьшать при двухфазном К3 на вьшо
дах защищаемоro reHepaтopa. У ставка срабатыIания первой ступени
защиты от несимметричных режимов выбирается по выражению:
[(2)
[  к
kз  (1,2 + 1,5) ,
(5.59)
rде [2)  расчетное значение тока двухфазноrо К3 на вьшодах за
щищаемоro reHepaтopa.
Время действия первой ступени защиты от несимметричных pe
жимов работы reHepaтopa (с.з < 0,1 с.
При выборе уставок защиты reHepaтopa от несимметричных пе
реrpузок необходимо вьmолнить условие, при котором ток срабатыI
вания первой ступени защиты (отсечки) должен быть больше тока
двухфазноro К3 за ПОВЬШIающим трансформатором в момент Bpe
мени ( == о. это необходимо для селективноro действия отсечки.
Пример 9. Необходимо рассчитать значения токов двухфазных
К3 на вьшодах reHepaтopa G 1 и вьшодах обмотки высшею напряже
, пия повышающеro трансформатора Тl и выбрать значение уставки
срабатьmaния первой ступени (отсечки) от двухфазных К3 на вьшо
дах reHepaтopa G 1 (рис. 5.16).
73

Рассчитаем значение тока двухфазноrо К3 на выводах reHepaтopa
по выражению (4.5) в момент времени t == О, отн. ед.:
[$2) == fЗЕ: == 1,73.1,08 == 6,79.
к X*d+ X *2 0,125+0,15
(5.60 )
Рассчитаем значение тока трехфазноro К3 на выводах обмотки
высшеro напряжения повышающеro трансформатора Тl в момент
времени t == О, отн. ед.:
[Р) == . Е:
к
X*d + Х*Т
 1,08 = 4 8.
0,125+0,1 ,
(5.61)
Рассчитаем значение тока двухфазноro К3 на вьшодах обмотки
высшеro напряжения повышающеro трансформатора Тl в момент
времени t == О, отн. ед.:
[(2) "" .JЗ [(3) == 1,73 48== 4 15.
*к 2 *к 2' ,
( 5.62)
Рассчитаем значение уставки первой ступени защиты от несим
метричных режимов работы reHepaтopa (отсечки) по (5.59), отн. ед.:
[ == [$ == 6,79 == 4 85.
*2с.з 1 4 14 '
,
(5.63)
Из расчетов следует, что уставка первой ступени защиты от He
симметричных режимов работы reHepaтopa (отсечки) по (5.63) боль
ше значения тока двухфазноro К3 на вьшодах обмотки высшеro Ha
пряжения повышающеro трансформатора Тl по (5.62).
5.10. РЕЗЕРВНАЯ ЗАЩИТА МИНИМАЛьноrо полноrо
СОПРОТИВЛЕНИЯ rEHEPATOPA, РАБОТАЮЩЕrо
НА СБОРНЫЕ ШИНЫ (РЕЗЕРВНАЯ ЗАЩИТА ОТ
ВНЕШНИХ ДВУХ- И ТРЕХФАЗНЫХ КЗ)
Резервная защита от внешних двyx и трехфазных К3 вьmолнена
u
на основе реле минимальноro сопротимения с крyroвои характери
стикой с центром в начале координат на плоскости R/ Х
Работа защиты от междуфазных К3 основана на вычислении пол
Horo междуфазноrо сопротимения защищаемоro reHepaтopa.
74

Защита выполняется с независимой характеристикой. Orключе
ние reHepaтopa производится, если одно из трех полных междуфаз
ных сопротивлений сети попадает в зону срабатывания защиты
(срабатьmание по наименьшему значению сопротивления reHepaтo
ра). Зона срабатьmания защитыI расположена внyrpи окружности
радиусом Zс.з (рис. 5.17).
Сопротивление между фазами А и В находим по выражению:
и АВ
ZAВ= ,
1 А I в
(5.64 )
rде Z АВ  полное сопротивление между фазами А и В; U АВ  напря
жение между фазами А и В; I А И 1 в  соответственно токи в фазах А и
В.
Аналоrичным образом вычисляем сопротивление между фазами
А, С и В, с.
По (5.64) вычисляется reометрическая разность токов в фазах А и
В.
Сопротивление срабатьmaния защитыI выбирают по условию oт
u u
строики от максимально допустимои нarpузки синхронною reHepa
тора [3]:
Z о 95U r . иом
с.з < r;; .
v 3.1,51 r.иом
jX
(5.65)
Зона
срабаТЪIвания
защиты
Рис. 5.17. ХарактерИ С"l1ld срабаТWВ8IDIJI за...,....... МIIIIIDI8JlЬ ноro ПOJlНоro сопро-
ТИ8JlеНИJI
75

Время срабатьmания защитыI выбирается на ступень селективно
сти выше времени срабатьmания основной защитыI reHepaтopa от
внешних междуфазных КЗ и OCHOBНbIX защит всех присоединеНИЙ
от междуфазных КЗ, подключенных к сборным шинам reHepaтop
HOro напряжения.
для въmолнения требования по селективности область возмож
HOro взаимноro наложения характеристики срабатьmания защиты
минималъноro полноro сопротивления и защитыI от асинхронноro
режима блокируется сиrналом "Пуск" защиты от асинхронноro pe
жима (для турбоreнераторов).
Защита вьmодится при вводе reHepaтopa в рабmy (до подключе
ния к сборным шинам) и вводится при включении reHepaтopa для
работы на сборные шиныI reHepaтopHoro напряжения (или распре
делителъноro устройства станции 110 кв для энерroблоков).
Защита действует на отключение reHepaTopa, raшение поля, пуск
УРОВ.
5.11. РЕЗЕРВНАЯ ДИСТАНЦИОННАЯ ЗАЩИТА
МИНИМАЛьноrо полноrо СОПРОТИВЛЕНИЯ
rEHEPATOPA, РАБОТАЮЩЕrо В БЛОКЕ С
ТРАНСФОРМАТОРОМ (РЕЗЕРВНАЯ ЗАЩИТА
ОТ ВНЕШНИХ ДВУХ- И ТРЕХФАЗНЫХ КЗ)
Резервная защита от внешних двyx и трехфазных КЗ вьmолнена
на реле минималъноro сопротивления с крyroвой характеристикой,
u u u
охватьmaющеи начало координат и смещеннои в первыи квадрант
плоскости R/ Х
Защита въmотmется с независимой характеристикой. Пуск за
щиты производится, если одно из трех полных междуфазных сопро
тивлеНИЙ попадает в зону срабатьmaния защитыI (срабатьmание по
наименьшему значению сопротивления). Зона срабатьmaния защи
ТbI расположена внyrpи окружности (рис. 5.18).
Защита действует на отключение reHepaтopa, raшение поля, пуск
УРОВ и останов турБиныI.
Сопротивление между фазами А и В находим по выражению
(5.64):
Z  и АВ
AВ
IAIB'
(5.66)
76

jX
30насрабатывания
защиты

R
Рис. 5.18. Характеристика резервной дистаНЦИОННОЙ защиты минимальною пол..
ною СОпрOТИВJIеНИJI
rде ZAВ  полное сопротивление между фазами А и В; и АВ  напря
жение между фазами А и В; /А и/в  соответственно токи в фазе А и
В.
Аналоrичным образом вычисляем сопротивление между фазами
А, С и В, с.
По (5.66) вычисляется reометрическая разность токов в фазах А и
В.
СОПРОТИR1Iение максимально допустимой наrpузки reHepaтopa
выбираем по условию [3]:
Zи > 095U r .ном .
J3 .1,5/ r.HOM
(5.67)
Уставку сопротивления срабатывания защиты с крyroвой xapaK
теристикой (см. рис. 5.18) определяем по формуле [3]:
Z  ZH
с.з  ,
kн"вСОS(<Рм.ч <PH)
(5.68)
77

rде"н == 1,2  коэффициент надежности;  == 1,05  коэффициент
возврата данной защиты; <Рм.ч == 800  yroл максимальной чувстви
тельности заш;иты; <Рн  yroл наrpузки.
Уroл наrpузки определяется по формуле [3]:
cos <р
<рн = arccos ,
lrmin
(5.69)
rде Ц. min  минимальное допустимое напряжение reHepaтopa,
отн. ед.
Пример 10. для reHepaтopOB мощностью до 160 МВт cos <р  0,8.
Следовательно,
<Рн == arccos ( 0,8 ) == arccos (0,561) == 560;
1,5.0,95
Z.H == 0,95/1,5 == 0,635 отн. ед.
у ставку срабатъmaния защиты минимальноro сопротивления с
крyroвой характеристикой (см. рис. 5.18) определяем по (5.68):
z. = 0,635 =0,551.
с.з 1,2 .1,05cos(80056°)
Небольшое смещение характеристики защитыI в третий квадрант
ZCM (см. рис. 5.18) (охват точки начала координат на плоскости ЩХ>
позволяет более качественно защитить reHepaтop при КЗ на ero BЫ
водах. Значение ZCM выбираем из диапазона:
ZCM == (О + O,I)Xd.
(5.70)
Пример 11. для reHepaтopa с xd == О, 125Z cM == 0,05 · 0,125 
 0,0063. Защита применяется для reHepaтopoB, работающих в блоке
с трансформатором, и резервирует действие дистанционной защиты
трансформатора энерroблока.
78

5.12. лоrИЧЕСКАЯ ЗАЩИТА ШИН
Применение режима лоrической защиты шин позволяет МИНИ
мизировать время отключения токов при внепrnиx К3 и повысить
...
селективность деиствия защит.
Схема выполнения лоrической защиты шин reHepaтopa приведе
на на рис. 5.19. При К3 в точке в ток KOpOТКOro замыкания протека
eтoTreHepaTopa G1, через трансформаторы тока ТАlи ТА2вточку В.
это вызывает пуск защит терминалов А1 и А2. Пуск МТ3 терминала
А2 выдает сиrнал лоrической блокировки терминалу А1, блокируя
ero срабатывание. Терминал А2 с выдержкой времени 150 мс вьщает
сиrнал на откточение выключателя Q2. При отказе выключателя Q2
(через временной интервал 200 мс) терминал А1 снимает сиrнал ло
rической блокировки терминала А2 и выдает сиrнал на отключение
выключателя Q1. Применение режима "лоrическая селективность"
(лоrическая защита шин) позволяет вьmоШIИТЬ быстродействующее
дублирование функции УРОВ при больших кратностях токов К3.
При К3 в точке С ток KOpOТКOro замыкания протекает только че
рез трансформатор тока ТА1, не вызывая пуска защиты терминала
А2. В этом случае терминал А1, не получая сиrнала блокировки от
терминалаА2, срабатыIаетT с выдержкой времени 150 мс. При отказе
выключателя Q1 терминал А1 в ыдае т сиrнал управления УРОВ на
межсекционные выключатели и выклюатель пов ьпп ающеro
трансформатора.
Ql
Q2
------------
I
MI
I
I
I
I
Аl
А2
Сириус [С
сириусл
ТСН
6,3"/0,4
Рис. 5.19. Схема выполнения лоrической защиты шин
79

При въmолнении функции лоrической защитыI шин цифровой
терминал защитыI повышающеro трансформатора (со стороны шин
reHepaтopHoro напряжения) и термин8лыI защит, установленные на
межсекционныIe выключатели reHepaтopHoro напряжения, доJDкныI
иметь направленные защиты  формирующие направленные сиr
н8лыI лоrической блокировки терминала защиты reHepaтopa "Сири
ycrc". это условие не позволяет обеспечить правильное и селек
тивное действие лоrической защитыI при трехфазных кз, так как
при трехфазных металлических кз напряжения близки к нулю, и
терминал межсекционноro выключателя перестает определять Ha
правление к точке кз.
5.1 з. УСТРОЙСТВО РЕЗЕРВИРОВАНИЯ ОТКАЗА
ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ (УРОВ)
Функция УРОВ reHepaтopa предназначена Д1IЯ отключения
u u
смежных выключателеи электрическои сети при отказе выключате
ля синхронноro reHepaTopa. УРОВ выполняет контроль тока в защи
щаемой цепи после сиrнала отключения выключателя. При отклю
чении reHepaтopa выключателем УРОВ должен зафиксировать нy
левое значение тока (при исправном выключателе). Если после
выдачи сиrнала на отключение выключателя терминал "Сири
ycrC" продолжает контролировать ток (отличный от нулевоro) на
отключаемом присоединении, то с выдержкой времени формирует
ся выходной сиrнал УРО В. Ток пуска УРО В выбирают из диапазона:
/СоЗ == (0,02 + 0,20)/roHoM.
Исходя из вышеизложенноro, в качестве уставки по току пуска
УРОВ можно рекомендовать:
/СоЗ == (0,02 + 0,05)/roHoM.
(5.71)
Время задержки формирования выходноro сиrнала УРОВ при
срабатьшании защит от внешних кз определяется по формуле:
t соз == kн(t Бык + fJ.t),
(5.72)
rде "н == 1,3  коэффициент надежности; t Бык  время отключения
выключателя; fJ.t  ступень селективности.
80

5.14. ТЕПЛОВАЯ ЗАЩИТА СТАТОРНОЙ ОБМОТКИ
rEHEPATOPA
в тепловой защите reHepaтopa реализовано моделирование теп
ловоro переходноro процесса по тепловой модели первоro порядка.
Режим раБотыI защиты вьmолнен с возможностью измерения токов
прямой и обратной последовательности (RЛияние токов обратной
последовательности задается значением коэффициента k) и учетом
температуры охлаждающей среды. Терминал оснащен выносным
u
датчиком для измерения температуры охлаждающеи среды.
Защита имеет две ступени: первая действует на сиrнал, вторая 
на отключение reHepaтopa, raшение поля, УРОВ.
Тепловая защита работает по температурному критерию, OCHO
ванному на измерении токов статорной обмотки синхронноro
reHepaтopa.
Приращение температуры eoo статорных обмоток reHepaтopa (в
установившемся режиме при 1 == (0) относительно температуры cpe
ды охлаждения или ранее полученноro тепловоro импульса можно
определить по выражению:
eoo = eHOM ( Ir J 2,
1 r .НОМ
(5.73)
rде eHOM  номинальное значение температуры reHepaTopa при
протекании по еro статорным обмоткам номинальноro тока I r . HoM ; Ir
 ток, протекающий по статорным обмоткам reHepaтopa, измерен
ный устройством релейной защиты "Сириусrс".
HarpeB reHepaтopa моделируется переходной характеристикой
апериодическоro звена первоro порядка. HarpeB reHepaтopa в пер
вом приближении можно описать экспоненциальной зависимо
стью. Температура статорных обмоток reHepaтopa eH за временной
интервал раБотыI (HarpeBa) reHepaтopa l н определяется микропро
u u
цессорнои системои терминала по выражению:
 18
Ае" = eoo 1 e 't 8 + е охл . ср ,
(5.74)
rде eoo  температура статорных обмоток reHepaтopa в установив
шемся режиме, полученная по выражению (5.73); е охл . ср  темпера
u
тура охлаждающеи среды или температура от ранее полученноro
81

тепловоro импульса (при предыдущей работе reHepaTopa  для re
нераторов с косвенным охлаждением); '[ н  постоянная времени
HarpeBa reHepaтopa.
В (5.73) и (5.74) микроКОнтроJШер терминала подстамяет изме
ренные значения токов Ir и время работы reHepaтopa I H в секундах.
По (5.74) определяется текущее значение температуры статорной
обмотки reHepaтopa, и, если значение температуры преВЬШIает зна
чение уставки, срабатывает защита от тепловой переrpузки. Предпо
ложим, что вторая ступень защиты сработала, reHepaтop отключился
и охлаждается. Процесс охлаждения reHepaтopa, как и ero HarpeB,
описывается экспоненциальной функцией. Следовательно, значе
ние текущей температуры при охлаждении reHepaтopa 80XJI можно
определить по выражению:
 t охл
80ХЛ = (8 уст 80хл.ср)е t охл + 8 0хл . ср =
 t охл
 t охл
=8 е t охл +8 1 e t охл
уст охл.ср ,
(5.75)
rде 8 уст  уставка второй ступени тепловой защиты, при которой
сработала защита; t охл  время охлаждения reHepaтopa; 8 0хл  по
стоянная времени охлаждения reHepaтopa.
При охлаждении reHepaтopa до температуры, при которой возмо
жен пуск, микропроцессорная система защитыI сиrнализирует о воз
можности повторноro пуска. Зmцитa с использованием температур
HOro критерия хорошо работает при малой кратности превышения
токов reHepaтopa относительно номинальноro значения.
При защите reHepaTopoB с косвенным или непосредственным
u
охлаждением выполняется измерение температуры охлаждающеи
среды. При защите маломощных дизельrенераторов (без систем
охлаждения) выполняется измерение температуры окружающей
среды.
у ставки срабатывания защиты от тепловой переrpузки задаются в
процентах.
Расчет уставок пуска первой и второй ступеней тепловой защиты
выполняется следующим образом:
T 1 ,2 == 1 l- . 100 %,
(5.76)
82

rде 1.  кратность тока, вызывающая пуск тепловой защиты при
симметричных переrpузках, равная для первой ступени 0,95 (сиrна
лизация), для второй ступени 1,05 (отключение).
Расчетное значение уставок срабатьmaния первой и второй ступе
ней тепловой защиты Т} == 90 %, Т 2 == 110 %.
В терминал ВВОДЯТСЯ значения постоянных времени HarpeBa и ox
лаждения защищаемоro синхронноro reHepaтopa, которые ЯRЛЯЮТСЯ
ero паспортными параметрами.
Тепловая защита BьтoтrneT измерение токов прямой и обратной
последовательности. Процесс HarpeBa reHepaтopa моделируется теп 
ловой защитой по токам прямой и обратной последовательности:
/эк =  /(+k/i,
(5.77)
rде /  эквивалентный ток статорной обмотки reHepaтopa с учетом
влияния токов прямой и обратной последовательности; 11  ток
прямой последовательности; /2  ток обратной последовательно
сти; k  коэффициент, учитьmающий влияние на HarpeB роторной
обмотки reHepaтopa токов обратной последовательности.
При защите синхронных reHepaтopoB с KocBeнным воздyIIIным
или Boдopoдным охлаждением обмотки ротора коэффициент
k==6+7.
При защите синхронных reHepaтopoB с непосредственным ox
лаждением ротора коэффициент k == 8,5 + 9.
Если установить на терминале значение k == О, то учет RЛИЯНИЯ тo
ков обратной последовательности на HarpeB обмотки возбуждения
reHepaTopa вьmолняться не будет.
5.15. ЗАЩИТА rEHEPATOPA ОТ ПОВЫШЕНИЯ
НАПРЯЖЕНИЯ
Защита от повышения напряжения вводится в работу при защите
rидроreнераторов любой мощности и турбоreнераторов мощностью
более 160 МВт [1].
При защите rидроreнераторов уставка срабатьmания защиты тep
минала "Сириусrс" от повышения напряжения
.з == (1,5 + 1,7) U r . HoM .
(5.78)
Защита rидроreнератора от повышения напряжения работает с
u
выдержкои времени
83

t с . э == 0,5 + 1 с.
(5.79)
При защите турбоreнераторов МОЩНОСТЬЮ более 160 МВтуставка
срабатывания защиты от повышения напряжения
U с . э == (1,2 + 1,25) ц..НОМ.
(5.80)
Защита от повышения напряжения на блоках с турбоreнератора
ми работает с выдержкой времени
t с . э == 3 с,
(5.81)
если reHepaтop работает на наrpузку.
При работе reHepaтopa на холостом ходу и повышении напряже
ния на выводах машиныI выше значений (5.78) и (5.80) защитадейст
вует на ArП без выдержки времени. это позволяет исключить про
бой изоляции статорной обмотки reHepaтopa при неправилъно рабо
тающей или неисправной системе возбуждения. Если перед
переходом в режим холостоro хода турбоreнератор работал на Ha
u
rpузку, то защита от повышения напряжения вводится в деиствие
через 3 с и действует на ArП. это позволяет перекрыть по времени
кратковременное повышение напряжения на выводах reHepaтopa
при отключении наrpузки.
5.16. РЕЗЕРВНАЯ ЗАЩИТА rEHEPATOPA ОТ СНИЖЕНИЯ
ЧАСТОТЫ
Защита reHepaтopa от снижения частоты резервирует действие
устройств автоматической частотной разrpузки (АЧР), не заменяя
их функцию. Защита reHepaтopa от снижения частоты действует при
отказе или неправилъном действии основных устройств АЧР. При
системных авариях в энерroсистеме на данную защиту возлаraется
обеспечение энерroснаб:жением собственных нужд электрической
станции и ответственных потребителей. Защита reHepaтopa от сни
:жения частоты действует на три очереди отключения. Три ступени
защиты действуют без вьщержки времени (для вьmОJПIения ПОJПIо
ценной А ЧР необходимо 15  20 очередей, отстроенныxрyr от дpy
ra по частоте со ступенью селективности !:if== 0,2 + 0,3 rц), и одна
ступень защиты предназначена для ликвидации режима "зависа
ния" частоты reHepaтopa. Все ступени защиты от снижения частоты
...
деиствуют поочередно с выдержками времени на очереди отключе
ния. При работе резервной защиты синхронноro reHepaтopa от сни
84

жен ия частоты и отключении reHepaтopa от энерrocистемыI и части
потребителей возможен режим перереryлирования, приводящий к
повышению частоты синхронноro reHepaтopa выше 50 rц.
При отключении мощноro reHepaтopa или станции от энерroсис..
тeМbI возникает дефицит мощности. Снижение частоты в этом слу..
u
чае происходит по экспоненциальнои зависимости:
t
41(/) = АР 1 e Tj ,
k H
(5.82)
rде м'  дефицит мощности; "н  реryЛИРУЮЩИЙ эффект наrpузки;
1j  постоянная времени энерroсистемы. для турбо.. и rидpоreнера..
торов значение постоянной времени 1jлежит в диапазоне 5  10 с.
Критическое значение частоты работающеro на наrpузку синхро..
нноro турбоreнератора тепловой станции составляет 46 rц. Эro обу..
словлено предельным допустимым снижением производителъности
электродвиraтелей системыI собственных нужд тепловой электриче..
ской станции. Работа reHepaтopa на энерrocистему с частотой 46 rц
и ниже может привести к останову reHepaтopa. Поэтому работа reHe..
ратора на энерroсистему при частотах 46 rц и ниже недопустима.
Работа reHepaтopa на энерroсистему с частотой 49 rц допустима не
более 40 с, а с частотой 47 rц не более 10 с.
СтанциоIOlая автоматика частотной разrpузки А ЧР..l предназна..
чена для предотвращения rлубокоro снижения частоты и имеет
уставки по частоте в диапазоне 48,8  46,5 rц с шаroм 0,1  0,3 rц.
Эта автоматика вьтоmIЯет остановку лавины снижения частоты в
энерroсистеме. Дефицит мощности в энерroсистеме пропорциона..
лен скорости снижения частоты. Поэтому при большом количестве
очередей частотной разrpузки эффективно применение А ЧР, рабо..
тающей по скорости снижения частоты [16]. При большом дефи..
ците мощности в энерroсистеме АЧР, работающая по скорости
снижения частоты, отключает одновременно по несколько очере..
дей и быстро снижает дефицит мощности в отделившейся части
энерroсистемы.
Станционная автоматика частотной разrpузки АЧР..2  медлен..
u u
нодеиствующее устроиство, выполняющее подъем частоты энерro..
системыI до уровня 49,3  49,5 rц (после действия АЧР..l и АЧР по
скорости снижения частоты). АЧР..2 начинает действовать при от..
работке всех очередей АЧР..l. Уставка по времени действия АЧР..2
выбирается равной 10  12 с.
85

f t
 ---------------
Полоса частот действия
/ стационарнойАЧРl
Полоса частот действия
резервной заЩИТЫ
reHepaTopa от снижения
частоты
fi
 46,5 [ц
12  ............... ... 46,3 rц
fз ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 46, 1 r ц
Рис. 5.20. Работа резервной за щи'l'''' reHepaтopa от снижения частоты, действую..
щей без выдержки времени
fрафик, поясняюЩИЙ работу очередей резервной защиты reHepa
тора от снижения частоты (5.82), действующих без выдержки BpeMe
ни, приведен на рис. 5.20.
На рис. 5.20 (исходя из вышеизложенноro действия А ЧР 1 и А ЧР
u
по скорости снижения частоты, входящие в состав системнои aBТO
матики станции) приведены уставки трех ступеней срабатьmания
резервной защиты reHepaтopa от снижения частоты, работающие
без выдержки времени, и при снижении частотыI, действующие поо
чередно на три очереди отключения.
Первая ступень резервной защиты reHepaTopa суставкой 46,1 [ц
действует на отделение reHepaтopa от части потребителей низших
катеroрий и энерroсистемы. Первая ступень действует на отключе
u
ние пер во и очереди.
Вторая ступень резервной защиты reHepaTopa при частоте 46,3 [ц
отключает потребителей низших катеroрий.
Четвертая ступень резервной защиты reHepaTopa при снижении
частотыI ниже 46,5 [ц отключает всех потребителей, кроме системы
собственных нужд электрической станции.
Резервная защита reHepaTopa от снижения частотыI имеет одну
ступень, действующую с выдержками времени. Действия этой cтy
пени предотвращают режим зависания частоты reHepaтopa после
действия станционной автоматики А ЧР 1, А ЧР по скорости сниже
ния частоты, раБотыI резервной защитыI reHepaTopa от снижения час
86

тoты (работающей без выдержки времени), неправильноro действия
или отказа АЧР..2.
Четвертая ступень резервной защиты reHepaтopa от снижения ча..
стоты пускается суставкой 47 rц и действует на последующую неот--
работавшую очередь резервной защиты с вьщержкой времени
1 О  12 с.
Выдержка времени срабатывания четвертой ступени защиты вы..
брана из условия отказа или неправилъноro действия А ЧР.. 2 систем..
u
нои автоматики станции.
При снижении частоты в энерroсистеме ниже 47 rц, но не менее
46,1 rц частотная разrpузка reHepaтopa будет вьmолняться только
u u
четвертои ступенью резервнои защиты reHepaтopa от снижения час..
u u u u
тоты, деиствующеи с вышеприведеннои выдержкои времени.
После срабатывания четвертой ступени резервной защиты с вы..
держкой времени 10 с вьmотrnется отключение последующей оче..
реди и обеспечивается подъем частоты reHepaтopa выше значения
47 rц с шaroм отключения последующих очередей с выдержками
времени, равными трем постоянным времени reHepaтopa 1j [см.
(5.82)].
Следует отметить, что лавина снижения частоты ниже значения
47 rц вызьmает лавину снижения напряжения. Поэтому при сниже..
нии частоты ниже 47 rц (резервная защита reHepaтopa от снижения
частоты, действующая без выдержки времени, работает в частотном
диапазоне 46,1 .... 46,5 rц) возможен перевод системыI собственных
u
нужд электростанции в режим самозапуска от аварииноro источни--
ка энерroснабжения.
Резервная защита reHepaTopa от снижения частоты выводится из
действия до вкточения reHepaтopa для работы на сБорныIe llIИны.
Применение в резервной защите reHepaтopa дополнительной за..
щитыI с действием по скорости снижения частоты неэффективно.
это обусломено малым количеством очередей резервной защиты
reHepaтopa от снижения частоты.
87

00
00
ПРИЛОЖЕНИЕ
Параметры некоторых reHepaтopoB малой и средней мощности
Реактивное сопротивление Ток ротора Часто Емкость
Мощ Напря та Bpa обмотки
cos статора по
Тип ность жение ОК3 ще
q> , " I в . х I в НОМ I впр отношению
Р,кВт 1J, кВ мд x*d X*d М2 МО ния,
мин 1 К земле С р
м кФ/Фаза
Турбоreнераторы
T20, 752БП 750 0,4/0,23 0,8 1,18 0,155 0,12 0,146 0,031 120  130 256  1,02 3000 0,014
750 0,525 0,8 1,27 0,169 0,13 0,158 0,059 120  130 256   3000 0,014
750 6,3 0,8 1,38 0,188 0,141 0,172 0,038 120  130 256  0,87 3000 0,02
Т21,52БП 1500 0,4/0,23 0,8 1,79 0,22 0,154 0,188 0,054 110  115 252  0,71 3000 0,033
ТКI,52РУЗ 1500 3,15; 0,8 1,5 0,15 0,115 0,140 0,042 110  115 252  0,70 3000 0,04
6,3
1500 10,5 0,8 1,93 0,23 0,13    287  0,55 3000 
T20 5 2 500 0,4/0,23 0,8 1,54 0,225 0,145 0,177 0,05 48 109 144* 0,78 3000 
,
T2 1  2 1000 0,4/0,23 0,8 1,8 0,22 0,155 0,19 0,05 45 106  0,66 3000 0,03
T23 52 3500 6,3 0,8 1,52 0,18 0,117 0,143 0,101 132 290 460* 0,79 3000 0,05
,
ТК42РУЗ 4000 10,5 0,8 1,89 0,24 0,14    275  0,58 3000 
T262 6000 6,3 0,8 1,65 0,17 0,12 0,147 0,067 107 248 350* 083* 3000 0,05
,
580*
ТК62РУЗ 6000 10,5 0,8 1,89 0,22 0,13    280 80* 0,58 3000 

Окончание пРШlожения
Реактивное сопротивление Ток ротора Часто Емкость
Мощ Напря та вра  обмотки
cos статора по
Тип ность жени е ОК3 ще
, " I в . х I B . HOM
Р,кВт и,кВ q> мд x.d x.d М2 Х.О I в . пр ния, отношению
мин 1 к земле C r ,
м кФ/Фаза
T2252 25 000 10,5 0,8 2,126 0,216 0,131 0,16 0,055 152 408 620. 0,58 3000 0,16
T2252 25 000 10,5 0,8 2,126 0,216 0,131 0,16 0,055 152 408 620. 0,58 3000 0,16
ТВФ632 63 000 6,3 0,8 1,91 0,257 0,2 0,22     0,544 3000 0,173
ТВФ632 63 000 10,5 0,8 2,18 0,224 0,139 0,17     0,537 3000 0,203
ТВФ1202 100 10,5 0,8 1,907 0,278 0,192 0,234     0,563 3000 0,24
000
Дизель..reнераторы
MCД3235/20 400 0,4 0,8 1,02 0,35 0,2 0,244 0,034 68 131  1,22 300 
400 6,3 0,8 1,07 0,37 0,21 0,25 0,088 64,5 132  1,15 300 
rСД400375 400 0,4 0,8 1,09 0,298    58 118  0,98 375 
400 6,3 0,8 0,973 0,284    64 129  1,1 375 
CrC1370750 1100 6,3 0,8 0,92 0,224 О, 136 0,166  123 209 370. 1,25 750 
fидporeнераторы
вrСП5213/2424 500 6,3 0,8 0,99  0,29  0,29  042  75 145  1 05. 250 
, ,
1,1 0,38 0,38 0,55
BrC325/64 18 6400 6,3 0,85 1,07 0,35 0,22 0,27  226 430  1,0 333 0,12
СФВ616/1240 750 6,3 0,8 1,18 0,239 0,167 0,20  79 160  1,04 150 
00 · Опытные данные
\с)

Список литературы
1. Правила устройства электроустановок.  6e изд.  М.: Энерrо
атомиздат, 1998.
2. Алексеев В. f. Токовая защита зrНП--4.2 от замыканий на землю
в обмотке статора reHepaTopa работающеrо на сборные шины / /
Электрические станции. 2006. NQ 2.
3. Вавин В. Н. Релейная защита блоков турбоrенератор  тpaHC
форматор.  М.: Энерrоиздат, 1982.
4. Ванин В. К., Павлов f. М. Релейная защита на элементах вычис
лительной техники.  2e изд., перераб. и доп.  л.: Энерrоато
миздат, 1991.
5. Вайнштейн В. л. Исследование высших rармоник тока замыка
ния одной фазы на землю / / Промышленная энерrетика. 1986.
NQ 1.
6. fоловко С. Н., Потапов п. Н. Защита от замыкания на землю об
мотки статора reHepaTopoB, работающих на сборные шины / /
Электрические станции. 2005. NQ 7.
7. fоловко С. Н., Потапов п. Н. Защита от замыкания на землю об
мотки статора блочных reHepaTopoB / / Энерrетик. 2006. NQ 1.
8. Небрат Н. л. Расчеты токов короткоrо замыкания в сетях 0,4 кВ:
учеб. пособие.  СПб.: ПЭИПК, 2005.
9. Совалов С. А., Семенов В. А. Противоаварийное управление в
энерrосистемах.  М.: Энерrоатомиздат, 1988.
10. Таубес Н. Р. Релейная защита мощных турбоrенераторов.  М.:
Энерrоиздат, 1981.
11. Ульянов С. А. Электромаrнитные переходные процессы.  М.:
Энерrия, 1970.
12. Электрическая часть электростанций: учеб. для вузов.  2e изд.,
перераб. и доп. / С. В. Усов, Б. Н. Михалев, А. К. Черновец и др.;
под ред. С. В. Усова.  л.: Энерrоатомиздат. Ленинrp. отдние,
1987.
13. Федосеев А. М., Федосеев М. А. Релейная защита.  М.: Энерrо
атомиздат, 1992.
14. Чернобровов Н. В., Семенов В. А. Релейная защита электроэнер
rетических систем: учеб. пособие для техникумов.  М.: Энерrо
атомиздат, 1988.
15. Шабад М. А. Защита reHepaTopoB малой и средней мощности:
учеб. пособие: в 2 ч.  СПб.: ПЭИПК, 2005.
16. Шабад М. А. Делительные защиты.  СПб.: ПЭИПК, 2005.
17. Справочник по электрическим машинам: в 2 т. / Под общ. ред.
И. п. Копылова, Б. К. Клокова.  М.: Энерrоатомиздат, 1988.
90

Содержание
Предисловие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
r Л А В А ПЕР В А Я. Основные характеристики
синхронных reHepaтopoB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
r Л А В А В Т О РАЯ. Требования, преД'ЬЯВJIяемые к релейной защите
и расчету уставок защит синхронных reHepaтopOB. . . . . . . . . . . . . . 9
2.1. Требования, предъявляемыIe к релейной защите
синхронных reHepaтopoB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.2. Основные требования к расче1У уставок терминала "Сириус rc". . . . 12
r Л А В А Т Р Е Т Ь я. Виды повреждений, ненормальные режимы работы
reHepaтopoB и требования, преД'ЬRВJlRемые к защите reHepaтopoB
u u
малои и среднеи- МOlЦlloc:тJl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
r Л А В А Ч Е Т В Е Р Т А Я. Основные параметры и характеристики
синхронных reHepaтopOB, необходимые ДJUI расчета
релейной защиты на терминалах "сириус..rс". . . . . . . . . . . . . . . 26
r Л А В А П Я Т А Я. Расчет и выбор параметров срабатывания
(уставок) защит reHepaтopoB для терминала "Сириус.. rC" . . . . . . . . 34
5.1. Защита от междуфазных КЗ
(продо.лънаядиффef>eнциа.лънаязащита). . . . . . . . .
5.2. защита от витковых КЗ в статорной обмотке reHepaтopa
(поперечная диффереJЩИальная защита). . . . . . . . . . . . .
5.3. Защита reHepaтopoB от однофазных замыканий на земто . .
5.4. Защита от двойных замъOOlНИЙ на землю для reHepaтopoB,
работающих на сборные шины reHepaтopHoro напряжения .
5.5. Максимальная токовая защита от междуфазных КЗ с пуском
(блокировкой) по напряжению . . . . . . . . . . . .
5.6. Защита от симметричных переrpузок
cтaтopных обмoroк reHepaтopa. . . . . . . . . .
5.7. Максимальная токовая защита reHepaтopa
с коррекцией по напряжению . . . . . . . . . .
5.8. Защита reHepaтopa от асинхронноro режима
(защита от потери возбуждения). . . . . . . . . . . . . .
5.9. МТЗ от несимметричных переrpузок и КЗ
(от несимметричных режимов работы reHepaтopa). . .
5.10. Резервная защита минимальною пOJlliОro сопротивления
reHepaтopa, работающеro на сборные шины
(резервная защита от внеIШIИXДВУХ и трехфазных КЗ)
5.11. Резервная дистанционная защита минимальноro
пOJПlОro сопротивления reHepaтopa, работающеro
в блоке с трансформатором (резервная защита
отвнепnmxдвух итрехфазных КЗ). . . . . . . . . . . . . . 76
5.12. Лоrическая защита IIIИН. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
5.13. Устройство резервирования отказа выключателя (УРОВ). . . . . 80
5.14. Теrшовая защита статорной обмотки reHepaтopa. . . 81
5.15. Защита reHepaтopa от ПОВЬПlIения напряжения . . . . . . . 83
5.16. Резервная защита reHepaтopa от снижения чаcroты . . . . . . 84
Прuложение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
Список литературы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
3
5
. 16
. . 34
.43
.46
. 59
. 60
. 63
65
. 67
. 71
. . . . 74
91

&n&nnотечказnеКТDехнnка
ПРШlоженuе 1(, проuзводственномассовому ЖУРНШlУ "Энерzетul(,"
СОЛОВЬЕВ АЛЕКСАНДР ЛЕОНИДОВИЧ
Защита rеиераторов малой и средней мощности терминалами
"сириус..rс"
АДРЕС РЕДАКЦИИ:
115280,осква,ул.Автозаводская, 14/23
Телефоны: (495) 6751906, тел./факс: 2347421
Научный редактор А М. Александров, доцент
Редакторы: Л. л. Жданова, Н. В. ОльmавсIWI
Худож.техн. редактор Т. ю. Андреева
Корректор Е. п. CeВOCТЬJIНoвa
Сдано в набор 10.02.09. Подписано в печать 23.03.09.
Формат 60х84 1/16. Печать офсетная.
Леч. л. 5,75. Заказ БЭТ/03(123)2009
Макет выполнен издательством "Фолиум": 127238, Москва, Дмитровское ш., 58.
Orпечатано типоrpафией издательства "Фолиум": 127238, Москва, Дмитровское ш., 58.