что такое обратная мощность генератора
Цели и способы защиты генераторов от обратной мощности и обратного тока
Целью защиты является защита генераторов от работы в режиме электродвигателя. Такой режим возможен в случае резкого снижения оборотов одним из параллельно работающих генераторных агрегатов или при неправильном включении генератора в судовую сеть. Защита осуществляется у генераторов постоянного тока при помощи реле обратного тока, а у генераторов переменного тока — при помощи реле обратной мощности или при помощи реле обратного активного тока, которые применяются в современных схемах электрических станций. Реле обратного тока и обратной мощности — это электромеханические двухкатушечные реле, имеющие катушки токовую и напряжения. Реле обратного активного тока — это электронное реле. Токовые катушки подключаются последовательно в полюс генератора (постоянный ток) через шунт, а для генератора переменного тока — последовательно в фазу через трансформатор тока. Катушки напряжения подключаются в генераторах постоянного тока параллельно к полюсам генератора, а в генераторах переменного тока — параллельно фазам. Электронное реле подключается одной парой контактов последовательно в фазу генератора через трансформатор тока, а второй парой контактов — параллельно фазам через суммирующий трансформатор напряжения. Сами указанные реле устанавливаются в генераторных панелях ГРЩ.
При нормальной работе генератора магнитные потоки, создаваемые катушками токовой и напряжения, уравновешены. Реле находятся в состоянии покоя. При возникновении ненормального режима работы генератора (генератор начинает потреблять энергию из сети) магнитные потоки от катушек разбалансируются, и якорь реле начинает поворачиваться. При этом нормально открытые контакты замыкаются, а нормально закрытые размыкаются и разрывают цепь катушки нулевого напряжения автомата генератора. Генератор отключается от сети, а закрывшиеся нормально открытые контакты реле подают питание на звуковой и световой сигналы «Обратная мощность» на панели указанного генератора.
Места подключения реле к генераторам находятся на генераторной панели ГРЩ.
Избежать работы генератора в режиме электродвигателя можно, поддерживая регулятор числа оборотов первичного двигателя генератора и автоматический регулятор напряжения генератора в исправном состоянии, а также установкой реле обратной мощности, реле обратного тока, реле обратного активного тока и точной синхронизацией вводимых в параллель генераторов.
Цели и способы защиты генераторов от обратной мощности и обратного тока
Условия устойчивой параллельной работы генераторов.
Включение на параллельную работу синхронных генераторов может осуществляться тремя методами: точной синхронизации, грубой синхронизации и самосинхронизации. При параллельной работе синхронных генераторов действуют моменты, благодаря которым без внешнего вмешательства обеспечивается устойчивая параллельная работа синхронных генераторов с точным равенством их скоростей вращения синхронной скорости. Этими моментами (для явнополюсной машины) являются: синхронизирующий момент, реактивный момент и асинхронный момент.
Это же можно объяснить несколько иначе, а именно следующим образом. Для обеспечения равномерного распределения нагрузки между параллельно работающими синхронными генераторами, без подрегулировки, необходимо полное соответствие как внешних характеристик генераторов для обеспечения равномерного распределения реактивной нагрузки между генераторами, так и соответствие скоростных характеристик первичных двигателей для обеспечения равномерного распределения активной мощности между генераторами и, соответственно, равномерной загрузки первичных двигателей.
1. Целью защиты является защита генераторов от работы в режиме электродвигателя. Такой режим возможен в случае резкого снижения оборотов одним из параллельно работающих генераторных агрегатов или при неправильном включении генератора в судовую сеть
2. Защита осуществляется у генераторов постоянного тока при помощи реле обратного тока, а у генераторов переменного тока—при помощи реле обратной мощности или при помощи реле обратного активного тока, которые применяются в современных схемах электрических станций.
3. Реле обратного тока и обратной мощности—это электромеханические двухкатушечные реле, имеющие катушки токовую и напряжения. Реле обратного активного тока—это электронное реле. Указанные реле устанавливаются в генераторных панелях главного распределительного щита.
4. При нормальной работе генератора магнитные потоки, создаваемые катушками токовой и напряжения, уравновешены. Реле находится в состоянии покоя. При возникновении ненормального режима работы генератора (генератор начинает потреблять энергию из сети) магнитные потоки от катушек разбалансируются и якорь реле начинает поворачиваться. При этом нормально открытые контакты замыкаются, а нормально закрытые размыкаются и разрывают цепь катушки нулевого напряжения автомата генератора. Генератор отключается от сети, а закрывшиеся нормально открытые контакты реле подают питание на звуковой и световой сигналы «Обратная мощность» на панели указанного генератора.
5. Избежать работы генератора в режиме электродвигателя можно, поддерживая регулятор числа оборотов первичного двигателя генератора и автоматический регулятор напряжения генератора в исправном состоянии, а также установкой реле обратной мощности, реле обратного тока, реле обратного активного тока и точной синхронизацией вводимых в параллель генераторов.
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Цели и способы защиты генераторов от обратной мощности и обратного тока
Одно из ключевых понятий в области электрики является селективность. Не секрет, что безопасность работы электросетей крайне важна, а обеспечить ее можно разными способами. Селективность – это особая функция релейной защиты, благодаря которой удается избегать поломок устройств и повышать их эксплуатационный срок.
Общее понятие селективности
Как уже было сказано, под селективностью понимают особенность релейной защиты. Она определяется возможностью выискивать неисправный элемент во всей электросети и отключать именно аварийный участок, а не всю систему.
Селективная защита может быть абсолютной и относительной.
Главные функции
Ключевые задачи селективной защиты — обеспечение бесперебойного функционирования электросистемы и недопустимость сгорания механизмов при появлении угроз. Единственным условием для корректной работы такого типа защиты считают согласованность защитных агрегатов между собой.
Как только возникает аварийная ситуация, испорченный участок при помощи селективной защиты мгновенно определяется и отключается. При этом исправные места продолжают работу, а отключенные никак им в этом не мешают. Селективность существенно снижает нагрузку на электрические установки.
Базовый принцип обустройства такого типа защиты кроется в оборудовании автоматов с номинальным током, который меньше, чем у прибора на вводе. В сумме они могут превышать номинал группового автомата, но по отдельности – никогда. К примеру, при установке вводного устройства на 50 А следующий аппарат не должен обладать номиналом выше 40 А. Первым всегда сработает агрегат, находящийся максимально близко к месту ЧП.
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ! Выбор автоматов, в том числе и для защиты с абсолютной селективностью, зависит от их номинала и характеристик срабатывания, которые имеют обозначения В, С и D. Зачастую приборами, которые оберегают электросистему, служат различные виды автоматов, предохранителей, УЗО.
Таким образом, к основным функциям селективной защиты можно отнести:
Устройство для защиты генератора от обратной активной мощности
Виды селективной защиты
Полная и частичная
Полная защита предназначена для последовательного подключения приборов. При аварии максимально быстро сработает тот защитный агрегат, который находится ближе всех к месту поломки. Частичная селективная защита во многом похожа на полную, но функционирует лишь до определенной величины тока.
Временная и времятоковая
Временная селективность – это когда у последовательно подсоединенных аппаратов при идентичных характеристиках тока установлена отличающаяся выдержка времени на срабатывание (при последовательном увеличении от проблемной зоны до источника питания). Временная защита применяется, чтобы автоматы могли подстраховать друг друга в случае сбоя. К примеру, первый должен сработать через 0,1 секунды, если он неисправен, спустя 0,5 секунды в дело вступает второй, а при необходимости третий заработает через 1 секунду.
Времятоковую селективность считают максимально сложной. Для нее применяется аппаратура 4 групп – А, В, С и D. У каждой из них наблюдается персональная реакция на электроток и отключение в необходимый момент. Наилучшая защита достигается в группе A, которая используется в основном для электроцепей. Самый популярный тип агрегатов — С, однако специалисты не советуют устанавливать их повсеместно и непродуманно.
Селективность по току
Данная разновидность схожа по методу работы с временной, однако отличие в том, что главным критерием выступает предельная величина токовой отметки. Значения тока выстраиваются в порядке убывания от источника питания до объектов загрузки.
Если около выключателя А возникает КЗ, защита конца В не должна работать, а сам выключатель обязан снимать напряжение с прибора. Чтобы селективность по току гарантировала тотальную избирательность, потребуется иметь большое сопротивление между обоими выключателями. Его получают при помощи:
Контроль цепей напряжения (КЦН)
Предложение Александра Ряжских
Здесь стоит отметить, что контроль цепей напряжения обычно входит в состав тех защит и автоматики, где есть цепи напряжения (дистанционные, направленные, АВР и т.д.) В случае нарушения цепей напряжения КЦН должен блокировать защиту или переводить ее в ненаправленный режим.
Здесь же речь идет об алгоритме КЦН в терминале ТН (10) кВ, который я упустил из виду, когда писал соответствующую статью. Этот алгоритм обычно действует на сигнализацию, для привлечения дежурного и оперативного персонала.
По принципу действия самым надежным наверное является алгоритм КЦН на сравнении суммы фазных напряжений и напряжения 3Uo c одного ТН. Если есть существенная разница между этими величинами, то возможно произошел обрыв провода.
Полное отключение цепей ТН контролируют через блок-контакт автомата питания шинок ТН (через дискретный вход). Также существуют и другие алгоримты КЦН, но их мы сейчас рассматривать не будет.
Стоит отметить, что данная функция может быть реализована и в других терминалах с цепями напряжения (например, на вводных терминалах), но в ТН это делать удобнее
КЦН будет добавлен в защиты и автоматику ТН 6(10) кВ.
Расчет селективности автоматов
Устройства защиты — это в большинстве случаев не какие-то хитрые приборы, а стандартные и хорошо знакомые всем автовыключатели. Чтобы обеспечить им верную селективность, нужно просто верно подобрать натройки параметров. Работа таких агрегатов базируется на следующем условии:
Iс.о.послед ≥ Kн.о.* I к.пред., где:
Вычислить селективность при управлении приборов по времени можно, используя такую схему:
tс.о.послед ≥ tк.пред.+ ∆t, где:
Небалансная защита БСК 6(10) кВ
Небалансная защита БСК основана на измерении токов между симметричными секциями установок, собранных в двойную звезду. При пробое отдельного конденсатора баланс сопротивлений секций нарушается и между ними начинает протекать ток, который и фиксирует небалансная защита.
Обычно данная защита используется для БСК 110 кВ и выше, но сегодня в проектах начинают появляться БСК 6(10) кВ аналогичной конструкции.
Небалансная защита будет внесена в опциональные функции защит БСК 6(10) кВ, для компенсирующих установок по схеме «двойная звезда».
Что такое обратная мощность электросчетчика
Защита генераторов
Защита генераторов Автор: Вальтер Шоссиг (W Schossig) >> подробнее об авторе Статья была опубликована в летнем номере журнала
в 2009 году >> о журнале Перевод с английского: Перевертов Валерий Юрьевич
Первые усовершенствования в защите генераторов были рассмотрены в предыдущей статье по истории РЗ и А. Поскольку мощности генераторов увеличивались, то были разработаны специальные защитные функции, которые и будут рассмотрены в этой статье.
Защита от реверса мощности
Сначала обнаружение реверса мощности только сигнализировалось. Компания V&B в 1894 г выпустила устройство, показывающее как направление, так реверс (Рис.1) Это достигалось вращением красного диска на белом фоне. Направленные реле использовались для отличия КЗ на шинах от КЗ на фидере или повреждения в генераторе. Они могли выявить, куда течет ток: от генератора в систему или наоборот. Эти реле подключались к ТТ генераторных выключателей; такое местоположение было границей, где выявление увеличения тока должно отключаться без выдержки времени. В 1903 г компания AEG представила комбинированное реле МТЗ и обнаружения реверса мощности (Рис.5). Алюминиевый диск управлялся магнитным трехстержневым магнитопроводом. Наружные стержни напряжением, а средний (внутренний) током. При нормальном направлении, даже при больших величинах тока реле работало с выдержкой времени, а при реверсе тока оно работало практически без задержки. В 1920 г на генераторах стали устанавливаться двухфазные (или еще лучше трехфазные) устройства отключения в случае выявления реверса тока с чувствительной уставкой: реле должны были действовать на отключение в случае внутренних повреждений. Резервная защита делалась с помощью МТЗ с большой выдержкой времени. При отключении генераторного выключателя необходимо было снимать возбуждение с генератора. Это предохраняло от возгорания обмоток генераторов.
Компенсация реактивной энергии
В силу характера работы таких приборов избежать эффекта реактивной энергии нельзя, но его можно компенсировать. Можно провести эксперимент, подключив в сеть катушку (трансформатор на холостом ходу) и замерив ток в цепи. Важно не показание, а его наличие. Теперь рассмотрим такую же схему с конденсатором вместо катушки. Ток также будет. Это значит, что никакой работы не производится, а счетчик считает.
Если же подключить катушку и конденсатор параллельно, то амперметры 1 и 2 покажут ток на катушке и на емкости. В то же время амперметр 3 при условии равенства коэффициента мощности обеих потребителей покажет значение ноль. Задача выполнена и сдвиг тока в одну сторону компенсирован аналогичным сдвигом в другую сторону.
Именно по этому принципу и работает так называемый «генератор обратной мощности». Но как это работает на практике и какая будет экономия?
Цели и способы защиты генераторов от обратной мощности и обратного тока
Условия устойчивой параллельной работы генераторов.
Включение на параллельную работу синхронных генераторов может осуществляться тремя методами: точной синхронизации, грубой синхронизации и самосинхронизации. При параллельной работе синхронных генераторов действуют моменты, благодаря которым без внешнего вмешательства обеспечивается устойчивая параллельная работа синхронных генераторов с точным равенством их скоростей вращения синхронной скорости. Этими моментами (для явнополюсной машины) являются: синхронизирующий момент, реактивный момент и асинхронный момент.
Это же можно объяснить несколько иначе, а именно следующим образом. Для обеспечения равномерного распределения нагрузки между параллельно работающими синхронными генераторами, без подрегулировки, необходимо полное соответствие как внешних характеристик генераторов для обеспечения равномерного распределения реактивной нагрузки между генераторами, так и соответствие скоростных характеристик первичных двигателей для обеспечения равномерного распределения активной мощности между генераторами и, соответственно, равномерной загрузки первичных двигателей.
1. Целью защиты является защита генераторов от работы в режиме электродвигателя. Такой режим возможен в случае резкого снижения оборотов одним из параллельно работающих генераторных агрегатов или при неправильном включении генератора в судовую сеть
ЗАЩИТА ОБРАТНОЙ МОЩНОСТИ Робр
Назначение:
защита генератора от реверса активной мощности предназначена для выявления перехода генератора в двигательный режим работы. На турбогенераторах такой режим может возникнуть при прекращении подачи пара в турбину. Прекращение подачи пара повышает вероятность перегрева лопаток цилиндра низкого давления турбины, что может привести к их механическому повреждению. На гидроагрегатах закрытие направляющего аппарата приводит к прекращению подачи энергоносителя, что приводит к потреблению энергии из сети. Это потребление может достигать 10 % номинальной мощности гидроагрегата из-за больших затрат на перемешивание воды в проточной части турбины. Но особую опасность представляют случаи, если происходит ошибочное подключение генератора к энергосистеме, когда он к этому не подготовлен.
Защита срабатывает лишь при отрицательном значении активной мощности генератора в симметричном режиме и отстраивается от систематической постоянной по величине погрешности измерения, определяемой погрешностями трансформаторов тока и напряжения. Защита также нечувствительна к апериодической составляющей и высшим гармоникам в напряжении и токе благодаря использованию цифровых полосовых фильтров.
Защита получает информацию от трансформаторов тока и напряжения, получаемых с линейных выводов генератора, и использует фазные токи и линейные напряжения.
При выявлении неисправности в цепях напряжения защиту необходимо блокировать.
Защита содержит следующие органы:
Как работает реле обратного тока генератора постоянного тока?
1. Назначение реле – включателя цепи заряда, когда напряжение генератора выше напряжения аккумулятора, т.е. превышает 13В, и отключать эту цепь в противном случае. Катушка реле подключена одним концом к выходной клемме генератора, а вторым – к массе. Катушка рассчитана таким образом, что при достижении определенного уровня напряжения на выходе генератора она образует магнитное поле, достаточное для притяжения стальной пластинки (якоря) с контактами (см. рис: 3.66). Заметьте, что при не работающем двигателе и включенном зажигании сигнальная лампочка будет гореть. При разгоне двигателя до оборотов, при которых напряжение не выходе генератора достигает напряжения аккумулятора, сигнальная лампочка гаснет. Катушка реле обратного тока притягивает якорь, и его контакты включают цепь, соединяющую генератор с аккумулятором, и закорачивают сигнальную лампочку.
Рис: 3.66 Простейшая схема включения реле обратного тока в цепи генератора постоянного тока.
2. При опускании якоря реле замыкаются контакты, соединяющие выход генератора с аккумулятором. При уменьшении оборотов двигателя напряжение на выходе генератора снижается до уровня, когда магнитное поле катушки реле не в состоянии противостоять усилию возвратной пружины якоря, тогда якорь поднимается и разрывает контакты.
3. На рис: 3.67 показана реальная конструкция реле обратного тока, катушка которого имеет две обмотки. Основная, параллельная обмотка катушки выполнена из нескольких сотен витков
Рис: З.67 Реле обратного тока.
эмалированного медного провода. Эта обмотка создает основное магнитное поле катушки. Вторая обмотка содержит несколько витков толстого медного провода и включена последовательно в цепь заряда аккумулятора. Она пропускает через себя весь зарядный ток. При замкнутых контактах большой зарядный ток, протекающий через последовательную обмотку, создает в катушке дополнительное магнитное поле, которое помогает полю, образованному последовательной обмоткой, надежно прижать контакты, пропускающие зарядный ток. Если напряжение генератора опускается ниже напряжения аккумулятора, например, на холостом ходу, ток в последовательной катушке меняет направление, т.е. начинает течь от аккумулятора к генератору. В этом случае последовательная обмотка создает магнитное поле, противоположное основной катушке, и тем самым помогает возвратной пружине быстро и надежно разомкнуть контакты реле.
4. Обратите внимание на пластинчатую пружину с винтом регулировки напряжения включения реле. Обычно эта пружина состоит из двух склепанных между собой полосок металла, имеющих различный коэффициент теплового расширения. При нагревании такая пружина будет изгибаться. По мере роста температуры в моторном отделении сопротивление параллельной обмотки растет и для притяжения якоря потребуется большее напряжение на выходе генератора. Биметаллическая пружина в этом случае играет роль компенсатора: она изгибается и уменьшает свое противодействие притяжению якоря реле. Таким обрезом, замыкание и размыкание контактов происходит практически при неизменном напряжении.
Сдвиг по фазе
Добавим на графике еще одну синусоиду теперь уже тока, а не напряжения. Руководствуясь законом Ома, определим его величину для каждого полупериода и увидим, что получилась идентичная синусоида, в которой гребни и впадины волн по вертикали полностью совпадают с графиком напряжения. Другими словами, ток не отстает и не опережает напряжение, то есть сдвига нет.
Ситуация кардинально меняется, когда вместо утюга включаем в цепь пылесос или вентилятор. Если посмотреть на графики, полученные на осциллографе, то увидим, что ток отстает от напряжения, то есть происходит сдвиг тока по фазе. Величина сдвига определяется через косинус угла сдвига и является коэффициентом мощности.
Представим работу генератора. В момент вращения, когда южный полюс, возбуждающей обмотки ротора, выравнивается с магнитопроводом статора индукционной катушки фазы «А», напряжение фазы достигает пикового значения. По мере проворачивания ротора напряжение фазы «А» падает. А теперь добавим схему с вентилятором, когда ток отстает от напряжения. Это значит, что ток достигнет пика позже, чем напряжение и ротор уже провернется на какой-то угол. Вот именно этот угол и называется «φ».
Обратная мощность генератора что это такое
Цели и способы защиты генераторов от обратной мощности и обратного тока
Целью защиты является защита генераторов от работы в режиме электродвигателя. Такой режим возможен в случае резкого снижения оборотов одним из параллельно работающих генераторных агрегатов или при неправильном включении генератора в судовую сеть. Защита осуществляется у генераторов постоянного тока при помощи реле обратного тока, а у генераторов переменного тока — при помощи реле обратной мощности или при помощи реле обратного активного тока, которые применяются в современных схемах электрических станций. Реле обратного тока и обратной мощности — это электромеханические двухкатушечные реле, имеющие катушки токовую и напряжения. Реле обратного активного тока — это электронное реле. Токовые катушки подключаются последовательно в полюс генератора (постоянный ток) через шунт, а для генератора переменного тока — последовательно в фазу через трансформатор тока. Катушки напряжения подключаются в генераторах постоянного тока параллельно к полюсам генератора, а в генераторах переменного тока — параллельно фазам. Электронное реле подключается одной парой контактов последовательно в фазу генератора через трансформатор тока, а второй парой контактов — параллельно фазам через суммирующий трансформатор напряжения. Сами указанные реле устанавливаются в генераторных панелях ГРЩ.
При нормальной работе генератора магнитные потоки, создаваемые катушками токовой и напряжения, уравновешены. Реле находятся в состоянии покоя. При возникновении ненормального режима работы генератора (генератор начинает потреблять энергию из сети) магнитные потоки от катушек разбалансируются, и якорь реле начинает поворачиваться. При этом нормально открытые контакты замыкаются, а нормально закрытые размыкаются и разрывают цепь катушки нулевого напряжения автомата генератора. Генератор отключается от сети, а закрывшиеся нормально открытые контакты реле подают питание на звуковой и световой сигналы «Обратная мощность» на панели указанного генератора.
Места подключения реле к генераторам находятся на генераторной панели ГРЩ.
Избежать работы генератора в режиме электродвигателя можно, поддерживая регулятор числа оборотов первичного двигателя генератора и автоматический регулятор напряжения генератора в исправном состоянии, а также установкой реле обратной мощности, реле обратного тока, реле обратного активного тока и точной синхронизацией вводимых в параллель генераторов.
Генератор обратной мощности для электросчетчика: схема
Устройство компенсации реактивной мощности – далеко не новинка, но заговорили о нем недавно. Все дело в том, что подобные системы вполне успешно применяются на производственных объектах, а вот устройства для жилого сектора появились не так давно и стали предметом горячих споров на счет их эффективности. Генератор обратной мощности для электросчетчика производится в Китае. Если верить рекламе, он позволяет сократить расход электроэнергии на 5%. Так ли это? Однозначно ответить не получится, так как для начала нужно разобраться в принципе действия такого устройства и в процессах потребления электроэнергии различными потребителями.
Нагрузка
В данном контексте под понятием нагрузка подразумеваются все электроприборы, которые применяются в доме или квартире и потребляют электроэнергию. Наверняка всем известно, что такое КПД – коэффициент полезного действия. Этот параметр определяет сколько электроэнергии затрачивается на полезное действие, а сколько на побочный эффект. Например, взять лампу накаливания, ее главная задача светить, но при этом она еще нагревается. Приблизительно 40% затраченной энергии тратится на нагрев и лишь 60% на свет. Отсюда КПД = 0,6. Здесь все просто, но вот существует еще и коэффициент мощности или как говорят косинус фи. Что же это такое?
Цели и способы защиты генераторов от обратной мощности и обратного тока
Целью защиты является защита генераторов от работы в режиме электродвигателя. Такой режим возможен в случае резкого снижения оборотов одним из параллельно работающих генераторных агрегатов или при неправильном включении генератора в судовую сеть. Защита осуществляется у генераторов постоянного тока при помощи реле обратного тока, а у генераторов переменного тока — при помощи реле обратной мощности или при помощи реле обратного активного тока, которые применяются в современных схемах электрических станций. Реле обратного тока и обратной мощности — это электромеханические двухкатушечные реле, имеющие катушки токовую и напряжения. Реле обратного активного тока — это электронное реле. Токовые катушки подключаются последовательно в полюс генератора (постоянный ток) через шунт, а для генератора переменного тока — последовательно в фазу через трансформатор тока. Катушки напряжения подключаются в генераторах постоянного тока параллельно к полюсам генератора, а в генераторах переменного тока — параллельно фазам. Электронное реле подключается одной парой контактов последовательно в фазу генератора через трансформатор тока, а второй парой контактов — параллельно фазам через суммирующий трансформатор напряжения. Сами указанные реле устанавливаются в генераторных панелях ГРЩ.
При нормальной работе генератора магнитные потоки, создаваемые катушками токовой и напряжения, уравновешены. Реле находятся в состоянии покоя. При возникновении ненормального режима работы генератора (генератор начинает потреблять энергию из сети) магнитные потоки от катушек разбалансируются, и якорь реле начинает поворачиваться. При этом нормально открытые контакты замыкаются, а нормально закрытые размыкаются и разрывают цепь катушки нулевого напряжения автомата генератора. Генератор отключается от сети, а закрывшиеся нормально открытые контакты реле подают питание на звуковой и световой сигналы «Обратная мощность» на панели указанного генератора.
Места подключения реле к генераторам находятся на генераторной панели ГРЩ.
Избежать работы генератора в режиме электродвигателя можно, поддерживая регулятор числа оборотов первичного двигателя генератора и автоматический регулятор напряжения генератора в исправном состоянии, а также установкой реле обратной мощности, реле обратного тока, реле обратного активного тока и точной синхронизацией вводимых в параллель генераторов.
Похожие статьи
Сдвиг по фазе
Добавим на графике еще одну синусоиду теперь уже тока, а не напряжения. Руководствуясь законом Ома, определим его величину для каждого полупериода и увидим, что получилась идентичная синусоида, в которой гребни и впадины волн по вертикали полностью совпадают с графиком напряжения. Другими словами, ток не отстает и не опережает напряжение, то есть сдвига нет.
Ситуация кардинально меняется, когда вместо утюга включаем в цепь пылесос или вентилятор. Если посмотреть на графики, полученные на осциллографе, то увидим, что ток отстает от напряжения, то есть происходит сдвиг тока по фазе. Величина сдвига определяется через косинус угла сдвига и является коэффициентом мощности.
Представим работу генератора. В момент вращения, когда южный полюс, возбуждающей обмотки ротора, выравнивается с магнитопроводом статора индукционной катушки фазы «А», напряжение фазы достигает пикового значения. По мере проворачивания ротора напряжение фазы «А» падает. А теперь добавим схему с вентилятором, когда ток отстает от напряжения. Это значит, что ток достигнет пика позже, чем напряжение и ротор уже провернется на какой-то угол. Вот именно этот угол и называется «φ».
Защита генераторов
Защита генераторов Автор: Вальтер Шоссиг (W Schossig) >> подробнее об авторе Статья была опубликована в летнем номере журнала в 2009 году >> о журнале Перевод с английского: Перевертов Валерий Юрьевич
Первые усовершенствования в защите генераторов были рассмотрены в предыдущей статье по истории РЗ и А. Поскольку мощности генераторов увеличивались, то были разработаны специальные защитные функции, которые и будут рассмотрены в этой статье. Защита от реверса мощности Сначала обнаружение реверса мощности только сигнализировалось. Компания V&B в 1894 г выпустила устройство, показывающее как направление, так реверс (Рис.1) Это достигалось вращением красного диска на белом фоне. Направленные реле использовались для отличия КЗ на шинах от КЗ на фидере или повреждения в генераторе. Они могли выявить, куда течет ток: от генератора в систему или наоборот. Эти реле подключались к ТТ генераторных выключателей; такое местоположение было границей, где выявление увеличения тока должно отключаться без выдержки времени. В 1903 г компания AEG представила комбинированное реле МТЗ и обнаружения реверса мощности (Рис.5). Алюминиевый диск управлялся магнитным трехстержневым магнитопроводом. Наружные стержни напряжением, а средний (внутренний) током. При нормальном направлении, даже при больших величинах тока реле работало с выдержкой времени, а при реверсе тока оно работало практически без задержки. В 1920 г на генераторах стали устанавливаться двухфазные (или еще лучше трехфазные) устройства отключения в случае выявления реверса тока с чувствительной уставкой: реле должны были действовать на отключение в случае внутренних повреждений. Резервная защита делалась с помощью МТЗ с большой выдержкой времени. При отключении генераторного выключателя необходимо было снимать возбуждение с генератора. Это предохраняло от возгорания обмоток генераторов.
Рисунок 1. Индикатор реверса тока и направления перетикания тока
Рисунок 2. Реле направления мощности RR2, AEG примерно 1925 год
Рисунок 3. Защита от обратной мощности CG90c, BBC, 1943 год
Страница
1 из 71
Коэффициент мощности
На графике коэффициент мощности – это расстояние по оси абсцисс между волной напряжения и тока, а вычисляется оно через косинус угла сдвига. К примеру, угол сдвига 60°, а cos 60° = 0,5, в результате коэффициент мощности такого потребителя равен 0,5. Это означает, что 50% потребляемой электроэнергии преобразуется в полезное действие, а остальные 50% возвращаются обратно в сеть. При этом электросчетчик учитывает всю электроэнергию и за нее нужно платить. Можно ли сделать так, чтобы реактивная энергия не учитывалась – да, но для начала следует учитывать множество нюансов.
Внимание! Не следует путать компенсаторы реактивной энергии с устройствами для «отмотки» электросчетчика. За применение вторых предусматривается уголовная ответственность.
Активная и реактивная энергия
Из приведенных примеров ясно, что не все электроприборы вызывают сдвиг по фазе, а только те у которых cos φ отличен от «1». Исходя из того, что косинус – это отношение прилежащего катета к гипотенузе, единица получится только в том случае если угол равен «0», то есть сдвига нет. Зависит это от вида электрического сопротивления, которых существует всего 3. Это активное, индуктивное и емкостное сопротивление. Теперь рассмотрим их подробнее.
Активное сопротивление
Его еще называют омическое. Другими словами, это сопротивление материала, которое неизменно при любых обстоятельствах (кроме температуры). К приборам с таким сопротивлением относятся ТЭНовые нагреватели (электроплиты, конвекторы и др.), а также лампы накаливания. Мощность таких приборов равняется произведению тока и напряжения, а ток в свою очередь зависит от сопротивления и рассчитывается по закону Ома: I = U/R. КПД активной нагрузки может быть разным, а вот cos φ, коэффициент мощности всегда равен 1.
Индуктивное
Если замерять сопротивление первичной обмотки сварочного трансформатора омметром, то увидим достаточно малое значение – всего где-то 2-4 Ом. Казалось бы, при подаче напряжения должно произойти короткое замыкание, но в реальности все работает нормально. Здесь закон Ома отступает и работает совсем другая формула. В катушке ток нарастает медленнее напряжения и возникает сдвиг тока по фазе в сторону отставания. Рассчитывается индуктивное сопротивление так: XL = 2 π FL. Где XL — сопротивление катушки, π – константа (3,14), F – частота тока, а L – индуктивность катушки.
Емкостное
Таким сопротивлением обладает простой конденсатор, а вычисляется оно по формуле Xc = ½ π FC, где Xc – емкостное сопротивление (Ом), F – частота (Гц) и C – емкость (Ф). При подключении конденсатора в цепь сдвиг тока происходит в сторону опережения.
В двух последних случаях сопротивление зависти от частоты тока, а в первом (омическом) – частота не влияет на сопротивление. Именно потребители с индуктивным и емкостным сопротивлением заставляют платить за лишнюю электроэнергию.
Выбор реле обратной мощности
Схема коммутации ГРЩ Читать далее: Схема коммутации ГРЩ
6. Выбор реле обратной мощности
По требованию Регистра необходимо обеспечить генераторам направленную защиту и защиту от перегрузок. Направленная защита – защита, которая в установках переменного тока реагирует на величину тока (мощности) в защищаемом участке системы по отношению к напряжению на шинах. Защита реагирует на изменение фазного угла между током и напряжением. В качестве фазочувствительного органа используют индукционное реле мощности.
В проектируемой судовой электростанции применяем направленную защиту генераторов, исполненную на реле мощности ИМ-149. Цепи тока и напряжения реле получают питание от трансформаторов тока и напряжения, питающих измерительные приборы. Технические характеристики реле ИМ-149: