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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE
Section 3. Protection et automatisation Protection relais. Protection des turboalternateurs fonctionnant directement sur les jeux de barres de tension des alternateurs1)
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Règles d'installation des installations électriques (PUE) 3.2.34. Pour les turbogénérateurs supérieurs à 1 kV et d'une puissance supérieure à 1 MW, fonctionnant directement sur les jeux de barres de tension du générateur, des dispositifs de protection à relais doivent être prévus contre les types de dommages et de perturbations du fonctionnement normal suivants : 1) courts-circuits polyphasés dans l'enroulement du stator du générateur et à ses bornes ; 2) défauts à la terre monophasés dans l'enroulement du stator ; 3) doubles défauts à la terre, dont l'un s'est produit dans l'enroulement du stator et le second dans le réseau externe ; 4) courts-circuits entre les spires d'une phase dans l'enroulement du stator (en présence de branches d'enroulement parallèles de sortie) ; 5) court-circuit externe ; 6) surcharges de courant inverse (pour les générateurs d'une capacité supérieure à 30 MW) ; 7) surcharge symétrique de l'enroulement du stator ; 8) surcharge de l'enroulement du rotor par courant d'excitation (pour les générateurs avec refroidissement direct des conducteurs de l'enroulement) ; 9) défaut à la terre au deuxième point du circuit d'excitation ; 10) mode asynchrone avec perte d'excitation (selon 3.2.49). 1. Les exigences données en 3.2.34 - 3.2.50 peuvent être suivies pour d'autres générateurs. 3.2.35. Pour les turbogénérateurs supérieurs à 1 kV d'une puissance de 1 MW ou moins, fonctionnant directement sur les jeux de barres de tension du générateur, un dispositif de protection par relais doit être fourni conformément au 3.2.34, clauses 1-3, 5, 7. Pour les turbogénérateurs jusqu'à 1 kV d'une puissance jusqu'à 1 MW, fonctionnant directement sur les jeux de barres de tension du générateur, une protection est recommandée conformément à 3.2.50. 3.2.36. Pour protéger contre les courts-circuits multiphasés dans l'enroulement statorique des turbogénérateurs supérieurs à 1 kV d'une puissance supérieure à 1 MW, ayant des sorties de phases individuelles du côté neutre, une protection contre les courants différentiels longitudinaux doit être prévue (pour une exception, voir 3.2.37 .XNUMX). La protection doit agir pour désactiver tous les interrupteurs du générateur, pour éteindre le champ et également pour arrêter la turbine. En plus du générateur, la zone de protection doit inclure les connexions du générateur avec le jeu de barres de la centrale (jusqu'au disjoncteur). La protection contre le courant différentiel longitudinal doit être réalisée avec un courant de déclenchement ne dépassant pas 0,6 Inom. Pour les générateurs d'une puissance allant jusqu'à 30 MW avec refroidissement indirect, il est permis d'effectuer une protection avec un courant de déclenchement de 1,3 à 1,4 Inom. Une surveillance de la défaillance des circuits de protection actuels doit être prévue lorsque le courant de fonctionnement de la protection est supérieur à Inom. Une protection contre les courants différentiels longitudinaux doit être mise en œuvre avec désaccord des valeurs transitoires des courants de déséquilibre (par exemple, relais avec transformateurs de courant saturables). La protection doit être réalisée en triphasé à trois relais. Pour les générateurs d'une puissance allant jusqu'à 30 MW, il est permis d'effectuer une protection biphasée à deux relais en présence d'une protection contre les doubles défauts à la terre. 3.2.37. Pour se protéger contre les courts-circuits multiphasés dans l'enroulement statorique des générateurs supérieurs à 1 kV d'une puissance allant jusqu'à 1 MW, fonctionnant en parallèle avec d'autres générateurs ou le système d'alimentation électrique, une coupure de courant sans temporisation doit être prévue, installé du côté des sorties du générateur jusqu'aux jeux de barres. Si la coupure de courant ne répond pas aux exigences de sensibilité, il est permis d'installer à la place une protection contre le courant différentiel longitudinal. L'utilisation d'une coupure de courant au lieu d'une protection différentielle est également autorisée pour les générateurs de plus grande puissance qui ne disposent pas de conducteurs de phase du côté neutre. Pour les générateurs à fonctionnement unique supérieurs à 1 kV et d'une puissance allant jusqu'à 1 MW, il convient d'utiliser une protection contre les courts-circuits externes comme protection contre les courts-circuits multiphasés dans l'enroulement du stator (voir 3.2.44). La protection doit agir pour éteindre tous les interrupteurs du générateur et éteindre son champ. 3.2.38. Pour protéger les générateurs supérieurs à 1 kV contre les défauts de terre monophasés dans l'enroulement du stator à un courant de défaut de terre capacitif naturel de 5 A ou plus (indépendamment de la présence ou de l'absence de compensation), une protection de courant doit être fournie qui répond à la pleine terre. courant de défaut ou aux harmoniques supérieures de ses composants. Si nécessaire, pour l'activer, des transformateurs de courant homopolaires peuvent être installés directement aux sorties du générateur. L'utilisation d'une protection est également recommandée pour les courants de défaut à la terre capacitifs inférieurs à 5 A. La protection doit être désaccordée transitoirement et agir comme en 3.2.36 ou 3.2.37. Lorsque la protection contre les défauts à la terre n'est pas installée (car elle est insensible lorsque le courant de défaut à la terre capacitif est inférieur à 5 A) ou n'est pas active (par exemple, lors de la compensation du courant capacitif dans le réseau de tension du générateur), la protection contre les défauts à la terre réglée du générateur peut être utilisé sur les jeux de barres et le contrôleur d'isolement agissant sur le signal. 3.2.39. Lors de l'installation d'un transformateur de courant homopolaire sur les générateurs pour la protection contre les défauts de terre monophasés, une protection de courant contre les défauts de terre doubles doit être prévue, connectée à ce transformateur de courant. Pour augmenter la fiabilité de fonctionnement à des valeurs de courant élevées, un relais avec un transformateur de courant saturable doit être utilisé. Cette protection doit être réalisée sans délai et agir comme la protection spécifiée en 3.2.36 ou 3.2.37. 3.2.40. Pour la protection contre les courts-circuits entre les spires d'une phase dans l'enroulement du stator d'un générateur dont les branches parallèles ont été supprimées, une protection contre les courants différentiels transversaux à système unique sans temporisation doit être fournie, agissant comme la protection spécifiée en 3.2.36. 3.2.41. Pour protéger les générateurs d'une puissance supérieure à 30 MW contre les courants provoqués par des courts-circuits asymétriques externes, ainsi que contre les surcharges de courant inverse, il convient de prévoir une protection contre le courant inverse, agissant sur le déclenchement avec deux temporisations (voir 3.2.45). ). Pour les générateurs avec refroidissement direct des conducteurs d'enroulement, la protection doit être réalisée avec une caractéristique de temporisation échelonnée ou dépendante. Dans ce cas, les caractéristiques de pas et dépendantes au deuxième retard (supérieur) ne doivent pas être supérieures aux caractéristiques des surcharges admissibles du générateur par le courant inverse. Pour les générateurs avec refroidissement indirect des conducteurs d'enroulement, la protection doit être réalisée avec une temporisation indépendante avec un courant de déclenchement n'excédant pas celui autorisé pour le générateur lorsque le courant inverse le traverse pendant 2 minutes ; un délai de protection plus court ne doit pas dépasser la durée autorisée d'un court-circuit biphasé aux sorties du générateur. Le déclenchement surintensité inverse doit être complété par un élément plus sensible agissant sur le signal à temps indépendant. Le courant de fonctionnement de cet élément ne doit pas être supérieur au courant inverse continu pour ce type de générateur. 3.2.42. Pour protéger les générateurs d'une puissance supérieure à 30 MW contre les courts-circuits symétriques externes, une protection contre les surintensités avec démarrage à tension minimale doit être prévue, réalisée par un relais de courant connecté au courant de phase et un relais de tension minimale connecté à la phase. tension de phase. Le courant de déclenchement de la protection doit être d'environ 1,3 à 1,5 Inom et la tension de déclenchement d'environ 0,5 à 0,6 Unom. Sur les générateurs avec refroidissement direct des conducteurs d'enroulement, au lieu de la protection spécifiée, une protection de distance à un relais peut être installée. 3.2.43. Pour protéger les générateurs d'une puissance supérieure à 1 MW jusqu'à 30 MW contre les courts-circuits externes, une protection contre les surintensités doit être utilisée avec un démarrage à tension combinée, réalisé avec un relais à sous-tension connecté à la tension phase à phase et un filtre de tension inverse. -dispositif de relais qui coupe le circuit du relais à sous-tension. Le courant de déclenchement de protection et la tension de déclenchement de l'élément de tension minimale doivent être pris égaux à ceux spécifiés en 3.2.42, la tension de déclenchement du dispositif filtre-relais de tension inverse est de 0,1 à 0,12 Unom. 3.2.44. Pour les générateurs supérieurs à 1 kV d'une puissance allant jusqu'à 1 MW, une protection de courant maximum doit être utilisée comme protection contre les courts-circuits externes, connectés aux transformateurs de courant depuis le côté neutre. Le réglage de la protection doit être sélectionné en fonction du courant de charge avec la marge nécessaire. Il est également possible d'utiliser une protection simplifiée contre les sous-tensions (sans relais de courant). 3.2.45. La protection des générateurs d'une puissance supérieure à 1 MW contre les courants provoqués par des courts-circuits externes doit être réalisée dans le respect des exigences suivantes : 1. La protection doit être connectée aux transformateurs de courant installés aux bornes du générateur du côté neutre. 2. En cas de sectionnement des bus de tension du générateur, la protection doit être effectuée avec deux temporisations : avec un délai plus court - pour éteindre les interrupteurs de section et de connexion de bus correspondants, avec un délai plus long - pour éteindre l'interrupteur du générateur et éteignez le champ. 3.2.46. Sur les générateurs avec refroidissement direct des conducteurs d'enroulement, une protection du rotor contre les surcharges doit être assurée lorsque le générateur fonctionne à la fois avec une excitation principale et une excitation de secours. La protection doit être effectuée avec un délai défini ou dépendant du courant et en réponse à une augmentation de la tension ou du courant dans l'enroulement du rotor. La protection doit agir pour ouvrir le disjoncteur du générateur et éteindre le champ. Avec un délai de protection plus court, le rotor doit être déchargé. 3.2.47. La protection du générateur contre les courants dus à une surcharge symétrique doit être réalisée sous forme d'une protection contre les surintensités agissant sur le signal avec une temporisation et utilisant le courant d'une phase du stator. Pour le déchargement et, si nécessaire, pour l'arrêt automatique du générateur avec refroidissement direct des conducteurs de l'enroulement en cas de surcharges symétriques, il est permis d'utiliser une protection du rotor, réalisée conformément à 3.2.46 et réagissant aux surcharges du rotor accompagnant les surcharges symétriques de turbogénérateurs. 3.2.48. La protection contre les défauts à la terre au deuxième point du circuit d'excitation des turbogénérateurs doit être prévue dans un seul ensemble pour plusieurs (mais pas plus de trois) générateurs avec des paramètres proches des circuits d'excitation. La protection ne doit être activée que lorsqu'un défaut à la terre se produit en un point du circuit d'excitation, détecté lors de la surveillance périodique de l'isolement (voir Ch. 1.6). La protection doit agir pour ouvrir le disjoncteur du générateur et éteindre le champ sur les générateurs avec refroidissement direct des conducteurs d'enroulement et pour signaler ou déconnecter sur les générateurs avec refroidissement indirect. 3.2.49. Sur les turbogénérateurs avec refroidissement direct des conducteurs du bobinage, il est recommandé d'installer des dispositifs de protection contre le fonctionnement asynchrone avec perte d'excitation. Au lieu de cela, il est permis de prévoir une détection automatique du mode asynchrone uniquement par la position des dispositifs de suppression automatique de champ. Lorsque les dispositifs de protection spécifiés sont en fonctionnement ou lorsque l'AGP est désactivé sur les générateurs permettant un fonctionnement asynchrone, un signal concernant la perte d'excitation doit être émis. Les générateurs qui ne permettent pas le mode asynchrone, et en cas de manque de puissance réactive dans le système, les autres générateurs qui ont perdu l'excitation doivent être déconnectés du réseau lorsque les dispositifs spécifiés (protection ou extinction automatique du champ) sont en fonctionnement. 3.2.50. La protection des générateurs jusqu'à 1 kV d'une puissance allant jusqu'à 1 MW avec un neutre non mis à la terre contre tous types de dommages et modes de fonctionnement anormaux doit être réalisée en installant un disjoncteur automatique à déclenchements maximum ou un disjoncteur avec protection contre les surintensités dans un version biphasée aux bornes. S'il y a des bornes côté neutre, cette protection doit, si possible, être connectée aux transformateurs de courant installés sur ces bornes. Pour ces générateurs avec neutre solidement mis à la terre, cette protection doit être prévue en version triphasée.
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