3.2.4. Защита от замыканий на землю в обмотке возбуждения

От замыкания обмотки возбуждения на землю в одной точке используется защита типа КЗР-3 с наложением на цепь возбуждения переменного напряжения частотой 25 Гц и измерением активного тока, определяемого величиной сопротивления изоляции цепей возбуждения.

Рис.3.4. Защита типа КЗР-3.

Блок-реле КЗР-3 (рис. 3.4) состоит из нескольких основных элементов. МДЧ - магнитный делитель частоты, получает питание от сети собственных нужд (с.н.) переменным током с . На выходе его получается ток с , используемый для наложения на цепь возбуждения через вспомогательное устройство (ВУ) и в схеме защиты. ВУ содержит частотные фильтры, запирающие для выхода в защиту слагающие напряжения , конденсаторы, отделяющие цепи возбуждения от защиты, разрядник, защищающий измерительные цепи защиты при появлении перенапряжения на выходе ВУ. ВУ применяется на генераторах, имеющих высокочастотное или тиристорное возбуждение.

Чтобы защита реагировала на изменение сопротивления изоляции, на ее измерительный орган должна подаваться только активная составляющая наложенного тока. Для ее выделения используется фазочувствительная схема, состоящая из диодов VD2...VD5 и балластных резисторов R6...R9, на которую подаются наложенный ток ТТ ТА и напряжение от вторичной обмотки МДЧ. Среднее напряжение на выходе фазочувствительной схемы ( – угол между наложенным током и создающим его напряжением). Результат сравнения этого напряжения с эталонным, получаемым от делителя напряжения (резисторы R12, R14, R16, R18, R22), подается на чувствительное магнитоэлектрическое реле КА. Через его контакт замыкается цепь промежуточного реле KL1, запускающего реле времени КТ, действующего на сигнал (или отключение) через выходное реле KL2.

Основным недостатком защиты является недостаточная чувствительность, обусловленная емкостью цепи возбуждения относительно земли, шунтирующей переходное сопротивление в месте повреждения.

Опасность замыкания во второй точке определяет необходимость быстродействующей защиты от этого вида повреждения, действующей на отключение генератора. На рис. 4.5 показана схема такой защиты, применяемой в отечественной практике, – комплектное устройство КЗР-2.

Схема защиты представляет собой четырехплечный мост, в диагональ которого включены реагирующие органы (реле KV1 и KV2). Плечами моста являются сопротивления обмотки возбуждения, разделенной местом первого замыкания на землю, и сопротивления потенциометров устройства защиты. Перед вводом защиты в работу мост уравновешивается изменением положения движка потенциометра (контролируется настройка по вольтметру V).

При появлении замыкания на землю во второй точке равновесие моста нарушается. Если ток, появляющийся в диагонали, превышает ток срабатывания, то будет действовать поляризованное реле KV1 либо KV2 в зависимости от того, к какому из полюсов окажется второе замыкание ближе первого. Для предотвращения излишних срабатываний защиты при переходящих замыканиях во второй точке и в условиях переходных процессов защита действует с выдержкой времени (0, 5...1) с, устанавливаемой на реле КТ.