zaŠ Čita generatorja v nek - core.ac.uk · relay protection of synchronous generator in krško...

UNIVERZA V MARIBORU

FAKULTETA ZA ELEKTROTEHNIKO,

RAČUNALNIŠTVO IN INFORMATIKO

Damjan Judež

ZAŠČITA GENERATORJA V NEK

Diplomsko delo

Maribor, junij 2014

I


Diplomsko delo

Študent: Damjan JUDEŽ

Študijski program: VS Elektrotehnika

Smer: Močnostna elektrotehnika

Mentor: izr. prof. dr. Boštjan POLAJŽER

Somentor: red. prof. dr. Bojan GRČAR

III

ZAHVALA

Zahvaljujem se mentorju izr. prof. dr. Boštjanu Polajžerju

in somentorju red. prof. dr. Bojanu Grčarju za pomoč in

vodenje pri izdelavi diplomskega dela.

Zahvaljujem se vodstvu Nuklearne elektrarne Krško za

finančno podporo pri študiju, kakor tudi mojim ožjim

sodelavcem za potrebno razbremenitev med študijem.

Posebna zahvala pa gre družini, ki mi je pomagala in stala

ob strani v času študija.

IV


Klju čne besede: elektroenergetika, zaščita, sinhronski generator, rele…

UDK: 621.313.322(043.2)

Povzetek

Diplomska naloga zajema splošni opis elektrarne, proizvodnjo električne energije in relejne

zaščite sinhronskega generatorja v Nuklearni elektrarni Krško. V delu so podani posamezni

izračuni primarnih in sekundarnih vrednosti parametrov, ki so se uporabili za

parametriranje zaščitnih funkcij. Cilj diplomske naloge je bil podrobneje preučiti zaščito in

nova spoznanja implementirati v vzdrževalne postopke po katerih preizkušamo relejno

zaščito v elektrarni. Sekundarni preizkusi zaščitnih funkcij so bili izvedeni na rezervnem

releju, v laboratoriju elektro-vzdrževanja s preizkuševalno napravo Omicron.

V

PROTECTION OF THE GENERATOR IN

KRŠKO NPP

Key words: power engineering, protection, synchronous generator, relay…

UDK: 621.313.322(043.2)

Abstract

A thesis includes general description of power plant, the main electric power generation and

relay protection of synchronous generator in Krško Nuclear Power Plant. Individual

calculations of primary and secondary values of parameters where passed within work,

which were used for parameterization of protective functions. The purpose of the thesis was

to examine in detail the protection and implement new knowledge in maintenance

procedures by which numerical relays where tested in power plant. Secondary testing of

protective functions have been implemented on the backup relay in laboratory of electrical

maintenance department with the Omicron testing device.

VI

VSEBINA

1 UVOD ............................................................................................................................... 1

2 SPLOŠNI OPIS NEK ..................................................................................................... 2

3 PROIZVODNJA ELEKTRI ČNE ENERGIJE ............................................................ 4

3.1 Sinhronski generator ............................................................................................... 5

3.1.1 Vzbujalni sistem generatorja ................................................................................... 6

3.2 Glavna transformatorja GT1 in GT2 ....................................................................... 7

3.3 Transformatorja lastne rabe T1 in T2 ...................................................................... 7

3.4 Bremensko stikalo ................................................................................................... 8

3.5 Oklopljene zbiralke ................................................................................................. 8

3.6 Relejna zaščita ......................................................................................................... 9

3.6.1 Zamenjava elektro-mehanskih relejev z numeričnimi [4] .................................... 10

3.6.2 Razdelitev zaščitnih funkcij .................................................................................. 11

3.6.3 Logika proženja odklopnikov po delovanju zaščitnih relejev ............................... 13

4 PARAMETRIRANJE ZAŠ ČITNIH FUNKCIJ ........................................................ 15

4.1 Diferenčna zaščita ................................................................................................. 16

4.2 Nepopolna zemeljskostična zaščita ....................................................................... 17

4.3 Popolna zemeljskostična zaščita ........................................................................... 19

4.4 Nadtokovna zaščita ............................................................................................... 21

4.5 Zaščita pri izpadu vzbujanja .................................................................................. 22

4.6 Zaščita pri prevzbujanju ........................................................................................ 25 4.7 Zaščita pri nesimetriji ............................................................................................ 26

4.8 Impedančna zaščita ............................................................................................... 28

4.9 Prenapetostna zaščita ............................................................................................ 31

4.10 Podfrekvenčna zaščita ........................................................................................... 32

4.11 Zaščita pri povratni moči ...................................................................................... 32

4.12 Zemeljskostična zaščita vzbujalnega navitja rotorja ............................................. 33

5 NAPRAVE ZA PREIZKUŠANJE ZAŠ ČITE ............................................................ 35

5.1 Naprava za generiranje velikih tokov ................................................................... 35

5.2 Naprave za sekundarno preizkušanje .................................................................... 37

5.2.1 Pulsar ..................................................................................................................... 37

5.2.2 Omicron CMC 256-6 in CMA 156. ...................................................................... 37

VII

6 SEKUNDARNO PREIZKUŠANJE ZAŠČITNIH FUNKCIJ NUMERI ČNEGA

RELEJA SIEMENS SIPROTEC 7UM622 ................................................................. 43

6.1 Numerični zaščitni rele ......................................................................................... 44

6.2 Preizkus pravilne vezave releja s preizkuševalno napravo ................................... 46

6.3 Preizkušanje impedančne zaščite .......................................................................... 49

6.4 Preizkušanje zaščite pri nesimetriji ....................................................................... 53

6.5 Preizkušanje prenapetostne zaščite ....................................................................... 56

6.6 Preizkušanje zaščite pri izpadu vzbujanja ............................................................. 59

6.7 Preizkušanje diferenčne zaščite ............................................................................. 62

6.8 Preizkušanje popolne zemeljskostične zaščite statorja ......................................... 66

7 SKLEP ........................................................................................................................... 70

8 VIRI, LITERATURA ................................................................................................... 71

9 PRILOGE ...................................................................................................................... 73

VIII

UPORABLJENI SIMBOLI

NI nazivni tok [A]

NU nazivna napetost [V]

NS nazivna navidezna moč [VA]

Q jalova moč [VAr]

sekNTMTI _ sekundarni nazivni tok TMT [A]

sekNNMTU _ sekundarna nazivna napetost NMT [V]

Igk prestavno razmerje TMT [ ]

Ugk prestavno razmerje NMT [ ]

Ugzk prestavno razmerje ozemljitvenega transformatorja [ ]

%100Ugk delilnik napetosti za popolno zemeljskostično zaščito [ ]

%100Igk prestavno razmerje TMT za popolno zemeljskostično zaščito [ ]

sekNS _ nazivna navidezna moč na sekundarni strani TMT in NMT [VA]

t čas [s]

IP mnogokratnik nazivnega toka [ ]

K2 konstanta, ki je določena s konstrukcijo generatorja [s]

I2 tok negativnega zaporedja [A]

Z impedanca [Ω]

Useal-in meja podnapetostnega zadrževanja [V]

zI zemeljskostični tok, ki ga omejuje upor v zvezdišču SG [A]

U0 residualna napetost pri zemeljskih stikih [V]

Rsef dozemna upornost statorskega navitja pri zemeljskem stiku, ki jo meri rele

pri popolni zemeljskostični zaščiti [Ω]

Isef tok frekvence 20 Hz pri popolni zemeljskostični zaščiti [A]

Usef napetost frekvence 20 Hz pri popolni zemeljskostični zaščiti [V]

IX

Ksef faktor s katerim preračunamo primarne vrednosti dozemnih upornosti na

sekundarno stran ozemljitvenega transformatorja, ki jo meri zaščitni rele

preko TMT (namenjenega za meritev toka skozi upor na sekundarni strani

ozemljitvenega transformatorja prestavnega razmerja 400 A / 5 A) in

napetostnega delilnika (prestavnega razmerja 1650 Ω / 660 Ω) [ ]

Idif diferenčni tok [A]

Istab stabilizacijski tok [A]

IA, IB, IC fazorji faznih tokov [A]

UA, UB, UC fazorji faznih napetosti [V]

Y admitanca, ki je določena kot recipročna vrednost impedance [Ω-1]

B susceptanca, ki je določena kot imaginarni del admitance [Ω-1]

G prevodnost, ki je določena kot recipročna vrednost upornosti [Ω-1]

IVZ vzbujalni tok [A]

UVZ vzbujalna napetost [V]

XGT1, XGT2 impedanci glavnih transformatorjev GT1 in GT2

X

UPORABLJENE KRATICE

NEK Nuklearna elektrarna Krško

GN-TR blok stik generatorja in transformatorjev

SG sinhronski generator

GT1, GT2 glavna transformatorja preko katerih je elektrarna priklopljena na 400

kV omrežje (21 kV / 400 kV)

T1, T2 transformatorja lastne rabe (21 kV / 6,3 kV)

T3 transformator za priklop lastne rabe na 110 kV omrežje

(110 kV / 6,3 kV)

86G, 86U, 86GC pomožni izklopilni releji, katere prožijo zaščitni releji, ko pride do

aktivacije zaščitne funkcije

ANSI Ameriški državni inštitut za standardizacijo (American National

Standard Institute)

TMT tokovni merilni transformator

NMT napetostni merilni transformator

MFLB serijska številka releja za naročanje

PIS procesno informacijski sistem

XI

SEZNAM SLIK

Slika 2.1: Shema tehnološkega procesa NEK [2] .......................................................... 2

Slika 3.1: Enopolna shema električnega razvoda NEK.................................................. 4

Slika 3.2: Shema sistema oklopljenih zbiralk [3] ........................................................... 9

Slika 3.3: Omara relejne zaščite bloka, GT1, GT2, T1, T2 in T3 ................................ 10

Slika 3.4: Logika proženja zaščitnih relejev ................................................................ 13

Slika 4.1: Principielna shema delovanja diferenčne zaščite ......................................... 16

Slika 4.2: Stabilizacijska karakteristika diferenčne zaščite .......................................... 17

Slika 4.3: Prikaz vezave nepopolne zemeljskostične zaščite ....................................... 18

Slika 4.4: Prikaz priklopa popolne statorske zaščite [6] .............................................. 20

Slika 4.5: Nadtokovni karakteristiki SG in zaščitnega releja ....................................... 22

Slika 4.6: Prikaz krivulj v obratovalnem diagramu SG ............................................... 23

Slika 4.7: Prikaz krivulj v admitančni ravnini v relativnih enotah............................... 24

Slika 4.8: Karakteristika U/f zaščite ............................................................................. 26

Slika 4.9: Karakteristika zaščite pri nesimetriji [6] ...................................................... 27

Slika 4.10: Poligonska karakteristika impedančne zaščite [6] ....................................... 29

Slika 4.11: Shema sistema za detekcijo zemeljskega stika navitja rotorja SG .............. 34

Slika 4.12: Sistem za detekcijo zemeljskega stika navitja rotorja SG ........................... 34

Slika 5.1: Naprava za primarno preizkušanje zaščite (ODEN) .................................... 35

Slika 5.2: Kontrolna enota preizkuševalne naprave ODEN ......................................... 36

Slika 5.3: Preizkuševalna naprava (PULSAR) ............................................................. 37

Slika 5.4: Prikaz preizkuševalnih naprav s priključenim osebnim računalnikom ....... 38

Slika 5.5: Preizkuševalna naprava CMC 256-6 z opisom priključnih sponk ............... 39

Slika 5.6: Programski vmesnik TEST UNIVERSE ..................................................... 40

Slika 5.7: Nastavitev parametrov za rele (7UM622).................................................... 41

Slika 5.8: Določitev nazivnih podatkov SG in TMT ................................................... 41

Slika 5.9: Določitev karakterističnih točk za izris stabilizacijske karakteristike ......... 42

Slika 6.1: Priklop preizkuševalne naprave preko preizkusnih vtičnic ......................... 43

Slika 6.2: Numerični zaščitni rele Siemens SIPROTEC 7UM62 (prva stran) ............. 44

Slika 6.3: Numerični zaščitni rele Siemens SIPROTEC 7UM62 (zadnja stran) ......... 45

XII

Slika 6.4: Vezava releja s preizkuševalno napravo CMC 256-6 in CMA 156............. 47

Slika 6.5: Kazalčni diagram generiranih linijskih tokov in napetosti .......................... 48

Slika 6.6: Prikaz nastavitve izhodnih signalov za primer 3-f kratkega stika. .............. 50

Slika 6.7: Prikaz rezultatov preizkušanja zaščite pri nesimetriji .................................. 56

Slika 6.8: Prikaz rezultatov preizkušanja zaščite pri izpadu vzbujanja ........................ 62

Slika 6.9: Stabilizacijska karakteristika diferenčne zaščite .......................................... 63

Slika 6.10: Prikaz rezultatov prvega preizkusa diferenčne zaščite ................................ 64

Slika 6.11: Prikaz rezultatov drugega preizkusa diferenčne zaščite .............................. 65

Slika 6.12: Vezava releja s preizkuševalno napravo CMC 256-6 .................................. 67

Slika 6.13: Shema priklopa uporovne dekade pri primarnem preizkusu popolne

zemeljskostične zaščite ................................................................................ 68

XIII

SEZNAM TABEL

Tabela 4.1: Nastavitve termične karakteristike U/f zaščite [5] ....................................... 26

Tabela 6.1: Prikaz generiranih tokov in napetosti za pozitivno delovno moč

P = 700 MW pri cos φ = 1 ........................................................................... 48

Tabela 6.2: Nastavitev parametrov impedančne zaščite ................................................. 49

Tabela 6.3: Rezultati preizkusa impedančne zaščite pri konstantnem toku I = 6,5 A

in kotu φ = 0° ............................................................................................... 51

Tabela 6.4: Rezultati preizkusa impedančne zaščite pri konstantnem toku I = 6,5 A

in kotu ϕ = 90° ............................................................................................. 52

Tabela 6.5: Vzbuditev impedančne zaščite pri konstantni impedanci in kotu ϕ = 0° .... 53

Tabela 6.6: Nastavitev parametrov zaščite pri nesimetriji .............................................. 53

Tabela 6.7: Rezultati preizkusa zaščite pri nesimetriji ................................................... 55

Tabela 6.8: Nastavitev parametrov prenapetostne zaščite .............................................. 56

Tabela 6.9: Rezultati preizkusa prenapetostne zaščite .................................................... 58

Tabela 6.10: Nastavitev parametrov zaščite pri izpadu vzbujanja .................................... 59

Tabela 6.11: Rezultati preizkusa zaščite pri izpadu vzbujanja, ko je delovna moč na

sekundarni strani TMT in NMT 0 W. .......................................................... 60


sekundarni strani TMT in NMT 727,5 W. ................................................... 61

Tabela 6.13: Preverjanje blokade zaščite pri izpadu vzbujanja na zmanjšano napetost

...................................................................................................................... 61

Tabela 6.14: Nastavitev parametrov diferenčne zaščite ................................................... 62

Tabela 6.15: Rezultati preizkusa diferenčne zaščite po stabilizacijski karakteristiki ....... 64

Tabela 6.16: Nastavitev parametrov za popolno zemeljskostično zaščito ........................ 66

Tabela 6.17: Rezultati preizkusa popolne zemeljskostične zaščite .................................. 68

Tabela 6.18: Rezultati primarnega preizkusa popolne zemeljskostične zaščite ............... 69

Damjan Judež, diplomsko delo

1

1 UVOD

Nuklearna elektrarna v Krškem (v nadaljevanju NEK) obratuje komercialno že več kot

trideset let. V zadnjih letih je bilo izvedenih veliko posodobitev tehnološke opreme. Ena od

posodobitev je bila tudi zamenjava relejne zaščite generatorja in bloka transformator-

generator. Relejna zaščita bloka je zelo pomembna za stabilno obratovanje elektrarne in

mora izpolnjevati vse osnovne zahteve: zanesljivost, selektivnost in hitro delovanje. Zato je

potrebno zaščito pravilno načrtovati, nastaviti in jo redno preizkušati. Namen diplomske

naloge je bil podrobneje spoznati relejno zaščito v NEK in pridobiti dodatno znanje, ki bo

služilo kot pomoč pri rednih preizkusih zaščitnih relejev.

V drugem poglavju je podan splošen opis elektrarne, opisani pa so tudi trije glavni

krogi krožnega toplotnega procesa pri pridobivanju električne energije.

V tretjem poglavju je opisana proizvodnja električne energije in glavni elementi

električnega postrojenja: sinhronski generator (v nadaljevanju SG), vzbujalnik, glavna

transformatorja s katerima je NEK priključena na 400kV prenosno omrežje, transformatorja

lastne rabe, oklopljene zbiralke in relejna zaščita bloka transformator-generator.

V četrtem poglavju smo podrobneje opisali namen, področje ščitenja in izračune

primarnih vrednosti, katerih rezultati služijo kot vhodni podatki za parametrizacijo

posameznih zaščitnih funkcij. Primarne vrednosti smo preračunali na sekundarno stran

tokovnega merilnega transformatorja (v nadaljevanju TMT) in napetostnega merilnega

transformatorja (v nadaljevanju NMT).

V petem poglavju so opisane preizkuševalne naprave, ki jih v NEK uporabljamo za

primarno in sekundarno preizkušanje relejne zaščite.

V zadnjem poglavju so podani rezultati preizkusov zaščitnih funkcij enega od relejev

zaščite generatorja, s katerimi smo potrdili pravilno nastavitev in delovanje releja v primeru

simuliranja okvar s sekundarnimi toki in napetostmi. Preizkuse smo izvajali s preizkuševalno

napravo Omicron CMC 256-6, razširjeno s tokovnim ojačevalnikom CMA 156.


2

2 SPLOŠNI OPIS NEK

»Vsaka nuklearna elektrarna je načeloma toplotni stroj s krožnim procesom, ki ima vir in

ponor toplote. V krožnem procesu se del toplote, ki se pretaka iz vira toplote (toplega

rezervoarja) v ponor toplote (hladilni rezervoar) spreminja v tehnično koristno delo (oz.

električno energijo). Nuklearna elektrarna torej načeloma deluje enako kot termoelektrarna,

le da je vir toplote namesto parnega kotla na klasično gorivo, nuklearni reaktor.« [1]

Slika 2.1: Shema tehnološkega procesa NEK [2]

Na shemi tehnološkega procesa, ki jo prikazuje slika 2.1 so prikazani naslednji elementi:

1. reaktor, 2. reaktorski črpalki, 3. uparjalnika, 4. tlačnik (posoda za vzdrževanje tlaka),

5. visokotlačna turbina, 6. nizkotlačna turbina, 7. sinhronski generator, 8. ločevalnik pare,

9. predgrelnik pare, 10. kondenzator, v katerem para kondenzira, 11. črpalka kondenzata,

12. nizkotlačni predgrelnik, 13. napajalna črpalka, 15. črpalka hladilne vode, 16. hladilne

celice, 17. črpalka hladilnih celic, 18. transformator.

Nuklearna elektrarna Krško ima tlačnovodni reaktor. Ta tip reaktorja je eden od tehnično in

komercialno najbolj razvitih. Uporablja večina nuklearnih elektrarn v svetu. Kako deluje


3

nuklearna elektrarna s tlačnovodnim reaktorjem, je zelo poenostavljeno prikazano na

sliki 2.1. Celotni postroj nuklearne elektrarne sestavljajo trije ločeni toplotni krogi, ki so med

seboj neodvisni [1];

Prvi krog , oz. primarni krog, ki je na sliki 2.1 označen z rumeno in oranžno barvo, vsebuje

vir toplote – sredico reaktorja, ki je v reaktorski tlačni posodi. Cevovodi povezujejo tlačno

posodo z uparjalnikom in črpalko tako, da se hladilo (voda) pretaka skozi tlačno posodo (tlak

vode je 156 bar-ov s temperaturo 324°C), skozi U-cevi uparjalnika (toplotnega

izmenjevalca), skozi črpalko in nazaj v tlačno posodo. NEK ima dve primarni hladilni zanki.

[1]

Drugi krog , oz. sekundarni krog, ki je na sliki 2.1 označen z rdečo in modro barvo, je

porabnik toplote primarnega sistema. Uparjalnik, preko U - cevi prenese toploto primarnega

hladila na sekundarno hladilo (vodo). Voda se v uparjalniku uparja in kot visokotlačna para

(tlak pare je 65 bar-a s temperaturo 280°C) prehaja v parno turbino. Para v parni turbini

ekspandira, pri čemer se del njene toplotne energije pretvori v mehansko energijo, ki poganja

SG. Ekspandirana para iz turbine prehaja v kondenzator, kjer se v stiku s hladilnimi cevmi

kondenzatorja ohladi in kondenzira. Kapljevina oz. voda, ki nastane pri kondenziranju, se

zbira na dnu kondenzatorja in jo imenujemo kondenzat. Črpalka kondenzata črpa kondenzat

nazaj v uparjalnik. S tem je sekundarni krog zaključen. [1]

Tretji krog, ki je na sliki 2.1 označen z zeleno barvo, je hladilni sistem kondenzatorja. V

bistvu je ponor toplote za tisti del toplote primarnega sistema, ki ga niti teoretično ni mogoče

pretvoriti v mehansko energijo in ga je potrebno odvajati v okolje. Hladilni sistem

kondenzatorja deluje tako, da črpalka črpa vodo iz reke in jo potiska skozi hladilne cevi

kondenzatorja. Voda se ogreje, ko prejme toploto, ki jo je ob kondenzaciji na ceveh

kondenzatorja oddala ekspandirana para in odteče nazaj v reko. S tem je zaključen tudi tretji

toplotni krog. [1]


4

3 PROIZVODNJA ELEKTRI ČNE ENERGIJE

V elektrarni je vgrajen sinhronski generator, navidezne moči 850 MVA in napetosti 21 kV.

Na 400 kV prenosno omrežje Slovenije je priključen preko dveh paralelno vezanih

transformatorjev GT1 in GT2, nazivne navidezne moči 500 MVA, napetostnega prestavnega

razmerja 21 kV / 400 kV in vezalne skupine YNd5.

Lastna raba elektrarne se napaja preko dveh transformatorjev T1 in T2, nazivne navidezne

moči 60 MVA, prestavnega razmerja 21 kV / 6,3 kV in vezalne skupine Dy7. Vsak

transformator napaja dve 6,3 kV zbiralki, ki služita za nadaljnji razvod električne energije

do porabnikov. Zbiralke, ki imajo kot vir v sili priklopljen dizel generator, imajo v imenu

črko »D«. Vse štiri zbiralke so lahko napajane tudi iz ločenega 110 kV vira preko

transformatorja T3, ki služi kot sekundarni napetostni vir lastne rabe.

Povezave med bremenskim stikalom, glavnima transformatorjema (GT1 in GT2),

transformatorji lastne rabe (T1 in T2) in generatorjem, so izvedene z oklopljenimi

zbiralkami. Poenostavljena enopolna shema električnega razvoda je prikazana na sliki 3.1.

Slika 3.1: Enopolna shema električnega razvoda NEK

SG

GT1 GT2

T1 T2BREMENSKO STIKALO

400 kV OMREŽJE

M1

M2

MD1

MD2

110 kV OMREŽJE

T3


5

3.1 Sinhronski generator

Namen generatorja je pretvarjanje mehanske energije v električno. Generator obratuje pri

vrtilni hitrosti 1500 min-1 in frekvenci 50 Hz, pri čemer delovna in navidezna moč znašata

744,6 MW in 850 MVA. Nazivna napetost generatorja je 21 kV, nazivni tok pa 23,37 kA.

Statorski paket je sestavljen iz dinamo pločevine. Posamezne pločevine ločuje izolacija. V

statorskem paketu so utori, v katerih je nameščeno dvoplastno bakreno navitje. Notranjost

vodnikov statorskega navitja je votla in vodno hlajena, ker se na ta način odvaja izgube v

bakru.

Izgube v statorskem železu in bakru rotorja se odvajajo s pomočjo vodika, ki kroži skozi

izvrtine v statorskem paketu in luknjah v rotorskih vodnikih. Vodik po notranjosti

generatorja poganja ventilator nameščen na turbinski strani gredi. Morebitne vroče točke in

učinkovitost hlajenja generatorja je nadzorovano s sistemom za merjenje temperature.

Enosmerni tok za potrebe ustvarjanja magnetnega polja je na rotor doveden iz glavnega

vzbujalnika preko nekrmiljenega usmernika po dveh vodnikih nameščenih v rotorski

gredi. [3]

Nazivni podatki sinhronskega generatorja

(maksimalni razpoložljivi) (deklarirani nazivni)

SN = 880 MVA SN = 850 MVA ... nazivna navidezna moč

cos φ = 0,872 cos φ = 0,876 ... faktor delavnosti

UN = 21000 V UN = 21000 V ... nazivna napetost

n = 1500 min-1 n = 1500 min-1 ... nazivni vrtljaji

IN = 24194 A IN = 23369 A ... nazivni tok

P = 767 MW P = 745 MW ... nazivna delovna moč

Q = 431 /- 250 MVAr Q = 410 / -250 MVA ... nazivna jalova moč

Zaradi omejitve vzbujalnega sistema, generator ne more doseči maksimalne moči, ampak

obratuje na deklariranih nazivnih parametrih.


6

3.1.1 Vzbujalni sistem generatorja

Namen sistema je proizvodnja in dobava enosmernega toka za ustvarjanje magnetnega polja

v rotorju. Vzbujalni sistem je sestavljen iz naslednjih delov:

- pomožni vzbujalnik,

- glavni vzbujalnik,

- nekrmiljeni usmernik,

- napetostni regulator,

- vzbujalno stikalo.

Prvi trije so skupaj nameščeni v ohišju vzbujalnika oz. togo zvezani preko sklopke z gredjo

generatorja in imajo enako vrtilno hitrost kot generator.

Pomožni vzbujalnik je nameščen na koncu gredi vzbujalnika. Rotor pomožnega vzbujalnika

sestavlja 28 trajnih magnetov, ki pri vrtenju v statorju pomožnega vzbujalnika inducirajo

napetost 120 V, frekvence 350 Hz, ki je vodena na napetostni regulator.

Glavni vzbujalnik je sinhronski generator pri katerem je vzbujalno magnetno polje na

statorju, inducirana napetost pa na rotorju, ki je usmerjena z nekrmiljenim usmernikom.

Stator glavnega vzbujalnika ima 12 izraženih polov. V rotorju se inducira napetost frekvence

150 Hz.

Nekrmiljeni usmernik je trifazni usmerniški most. V posamezni fazi je dvanajst paralelno

vezanih diod. Vsaka dioda ima v seriji varovalko, ki v primeru okvare (preboja kratkega

stika, ) diode prekine okvarjen tokokrog in s tem prepreči poškodbo rotorja zaradi toka

okvare.

Napetostni regulator regulira vzbujalni tok. Regulator v primeru otočnega obratovanja

vzdržuje napetost generatorja na želeni vrednosti, ko pa je generator priklopljen na togo

mrežo, se z regulatorjem pa spreminja jalova moč.

Vzbujalno stikalo katerega namen je, da pri aktivaciji zaščit prekine vzbujalno napetost na

rotor sinhronskega generatorja. Nameščen je med pomožnim vzbujalnikom in regulatorjem

napetosti [3].

Nazivni podatki vzbujalnika

n = 1500 min-1 ... nazivni vrtljaji

IVZ =7103 A ... vzbujalni tok pri 850 MVA in cos φ = 0,876

UVZ = 382,9 V ... vzbujalna napetost pri 850 MVA in cos φ = 0,876


7

3.2 Glavna transformatorja GT1 in GT2

Elektrarna je priključena na 400 kV prenosno omrežje preko dveh paralelno vezanih

energetskih transformatorjev. Nazivna moč posameznega transformatorja je 500 MVA.

Prestavno razmerje je 400 kV / 21kV, z vezno skupino Y(N)d5. Zvezdišče oziroma nevtralna

točka je na 400 kV strani neposredno ozemljena. Izgube v bakru in železu odvajamo z oljem,

ki služi tudi kot izolator. Črpalke olje poganjajo skozi hladilnike, na katerih so nameščeni

ventilatorji za prisilno hlajenje olja. Transformatorja sta na visoko napetostni strani

opremljena z bremenskim odcepnim preklopnikom, s katerim spreminjamo prestavno

razmerje, v dosegu ±10,64 %, v korakih po 1,33%. Prestavno razmerje je mogoče

spreminjati pri obremenjenem transformatorju. Okvare na transformatorjih, ki nastanejo v

oljnem kotlu tvorijo pline, ki jih zaznavamo s plinskimi zaščitnimi releji (Bucholz rele). [3]

Nazivni podatki glavnih transformatorjev

GT1 GT2

SNGT1 = 500 MVA SNGT2 = 500 MVA ... nazivna navidezna moč

YNd5 YNd5 ... vezalna skupina

uK = 12,83 % uK = 12,70 % ... kratkostična napetost

UVN = 400 kV UVN = 400 kV ... visoko napetostna stran

UNN = 21 kV UNN = 21 kV ... nizko napetostna stran

3.3 Transformatorja lastne rabe T1 in T2

Transformatorja služita za napajanje zbiralk lastne rabe elektrarne. Prestava

transformatorjev je 21 kV / 6,3 kV, z vezalno skupino Dy7. Nevtralna točka je ozemljena s

6 Ω uporom. Upor omeji tok zemeljskega stika na 600 A, ki ga prenese enominutno.

Transformator ima na visoko napetostni strani bremenski odcepni preklopnik. Z njim je

možno spreminjati prestavno razmerje transformatorja v dosegu ±5 %. Sprememba

prestavnega razmerja se lahko izvrši le pri izklopljenem transformatorju. Navitje je

potopljeno v olju, ki samodejno kroži skozi hladilnike. Hladilnki so hlajeni z ventilatorji, ki

se vklapljajo v odvisnosti od obremenitve. [3]


8

Nazivni podatki transformatorjev lastne rabe elektrarne

T1 T2

SN = 30 MVA SN = 30 MVA ... nazivna navidezna moč

Dy7 Dy7 ... vezalna skupina

uK = 10,92 % uK = 11,35 % ... kratkostična napetost

UVN = 21 kV UVN = 21 kV ... visoko napetostna stran

UNN = 6,3 kV UNN = 6,3 kV ... nizko napetostna stran

3.4 Bremensko stikalo

Bremensko stikalo je nameščeno v 21 kV generatorskem polju. Predvideno je za

sinhronizacijo generatorja na omrežje in za izklapljanje toka bremena, ki ne presega 25 kA

nazivnega toka stikala. Z bremenskim stikalom ne moremo izklapljati kratkostičnih tokov,

zato ostane v primeru kratkih ali zemeljskih stikov blokirano. Pogon stikala je pnevmatski.

Isti zrak je uporabljen tudi za gašenje oblokov pri stikalnih manipulacijah. Kontakti in

vodniki so vodno hlajeni. [3]

3.5 Oklopljene zbiralke

Zbiralke so votli aluminijasti vodniki nameščeni na izolatorjih iz porcelana. Z njimi je

izvedena električna povezava med transformatorjema lastne rabe, glavnima

transformatorjema, bremenskim stikalom in sinhronskim generatorjem. Vodniki so votli

zaradi pojava izriva toka (skin efekt). Vodnik vsake faze obdaja oklop iz aluminija. Oklop

je togo ozemljen in služi za ločitev faznih vodnikov ter vodenje hladilnega zraka. Med

obratovanjem se zbiralke grejejo, zato je potrebno vodnike dodatno prisilno hladiti z

vodenim zrakom. Hlajenje je izvedeno z dvema hladilnima enotama. Vsako enota sestavlja

ventilator in vodno hlajen izmenjevalec toplote. Pretok zraka skozi ohišje vzdržuje

temperaturo na vrednosti okoli 80°C. Kroženje zraka prikazujejo modre puščice na shemi

sistema oklopljenih zbiralk (slika 3.2). [3]


9

Slika 3.2: Shema sistema oklopljenih zbiralk [3]

3.6 Relejna zaščita

Na sliki 3.1 so prikazane tri razdelilne omare relejne zaščite po zamenjavi zaščitnih relejev.

Prva omara, gledano od leve proti desni strani, je namenjena zaščiti transformatorja T3, ki

pa ne bo tema te naloge. V drugi in tretji omari so nameščeni zaščitni releji generatorja,

bloka generator-transformator, transformatorjev lastne rabe in dva sinhronizacijska releja, ki

sta namenjena oziroma sta v funkciji pri sinhronizaciji elektrarne na 400 kV prenosno

omrežje. V elektrarni sta dve 125 V bateriji za napajanje različnih pomožnih električnih

sistemov. Bateriji označujemo po progah A in B. Baterija A napaja releje v drugi omari,

baterija B napaja releje v tretji omari. V omarah so nameščeni tudi pomožni izklopilni releji.

Kontakti pomožnih relejev, ki jih označujemo z oznakami 86U, 86G in 86GC, katerih logiko

proženja bomo podrobneje opisali v podpoglavju 3.6.3, so uporabljeni za proženje alarmov,

za izklop različnih odklopnikov, blokade vklopov, izolacijo tokokrogov itd. Pomemba

lastnost pomožnih relejev je tudi ta, da kontakti zdržijo večje tokovne obremenitve.


10

Slika 3.3: Omara relejne zaščite bloka, GT1, GT2, T1, T2 in T3

3.6.1 Zamenjava elektro-mehanskih relejev z numeričnimi [4]

Relejna zaščita, uporabljena pred zamenjavo, je bila ena prvih generacij relejne zaščite

elektro-mehanske izvedbe. V zadnjih letih pred zamenjavo so se začele pojavljati težave pri

sekundarnih preizkusih posameznih elektro-mehanskih relejev. Potrebni so bili pogostejši

posegi v nastavitve tako sprožilnih, kot časovnih vrednosti. Vzroke za težave je bilo iskati v

staranju relejev, kar se predvsem odraža na spremembah magnetnih karakteristik trajnih

magnetov in na spremembah mehanskih lastnosti vzmetnega in ležajnega materiala.

Obstoječi sistem zaščite ni omogočal kronološkega zapisa stanja in delovanja posameznih

relejev v primeru resnejše okvare na SG ali ostalih elementih elektro energetskega sistema.

SG je imel najstarejšo generacijo relejne zaščite, ki je sicer imela svoje prednosti

(enostavnost izvedbe), vendar tudi slabosti (ni omogočala shranjevanja dogodkov za

kasnejšo analizo).

Republiški elektroenergetski inšpektorat je leta 2000 izdal odločbo o potrebni zamenjavi

relejne zaščite generatorja. Zamenjava je bila izvedena v dveh etapah. Leta 2008 je bila

najprej zamenjana zaščita transformatorja T3 (ni predmet te diplomske naloge), ki je bila


11

fizično ločena od zaščite bloka generator-transformator. V letu 2009 pa je bila zamenjana

preostala zaščita.

Z zamenjavo so bile odpravljene glavne pomanjkljivosti elektromehanske zaščite in sicer:

1. Izvedena je bila ločitev merilnih tokokrogov od zaščitnih, ker so bili do zamenjave,

tokovni in napetostni merilni transformatorji skupni za merilne pretvornike in za

zaščito.

2. Zamenjan je bil sistem za detekcijo zemeljskega stika rotorja generatorja.

3. Dodana je bila nova zemeljskostična zaščita oklopljenih zbiralk 21 kV.

4. Status posameznih zaščitnih relejev in izklopilnih relejev je bil spojen na procesno

informacijski sistem elektrarne (v nadaljevanju PIS).

5. Dodana je bila popolna zemeljskostična zaščita statorja generatorja.

6. Zagotovljena je bila podvojenost napajanja zaščitnih relejev iz dveh ločenih

enosmernih virov 125V.

7. Izvedena je bila podvojenost (redundanca) vseh zaščitnih funkcij v vzporedni vezavi.

3.6.2 Razdelitev zaščitnih funkcij

V tem podpoglavju bomo predstavili razdelitev zaščitnih funkcij na zaščito generatorja,

bloka generator-transformator in transformatorjev lastne rabe. Označevanja zaščitnih funkcij

se bomo posluževali v skladu Ameriškega državnega inštituta za standardizacijo (ANSI), ker

so vsi načrti, dokumenti in elektrarna narejeni po ameriških standardih. V oklepajih so

podane kratice zaščitnih funkcij, ki jih navaja proizvajalec zaščitnih relejev (SIEMENS) v

navodilih. Vsak rele ima svojo oznako 11xx-xx, ki jih označujemo na sledeč način:

11… oznaka za več-funkcijski rele po ANSI

GN… zaščita generatorja

U… zaščita bloka transformator-generator

T1 ali T2… zaščita transformatorjev lastne rabe

BB… zaščita zbiralk

A ali B… vir napajanja iz baterije A ali B.


12

Generator:

(Tip relejev 7UM622, oznaka 11GN-A1 in 11GN-B1)

- 87G Diferenčna zaščita (∆ I )

- 40 Zaščita pri izpadu vzbujanja (1/xd)

- 21 Impedančna zaščita s podnapetostnim zadrževanjem (Z< + V<)

- 46 Zaščita pri nesimetriji (I2>, t = f (I2))

- 64R Občutljiva zemeljskostična zaščita rotorja (RREF<)

- 64G Popolna zemeljskostična zaščita statorja (RSEF<)

- 60 Zaščita pri nesimetriji napetosti (V2/V1)

- 59 Prenapetostna zaščita (V>)

(Tip relejev 7UM612 oznaka 11GN-A2 in 11GN-B2)

- 24 Zaščita pri prevzbujanju (V/f)

- 59N Nepopolna zemeljskostična zaščita statorja (V0>)

- 81 Frekvenčna zaščita (f<)

- 51 Nadtokovna zaščita (I>)

- 50/27 Zaščita pri vklopu nevzbujenega generatorja (I>, V<)

- 32R Zaščita pri povratni moči (-P)

Oklopljene zbiralke:

(Tip releja 7UM622 oznaka 60/64BB)

- 64BB Zemeljskostična zaščita zbiralk (V0>)

Blok transformator-generator:

(Tip relejev 7UT635 oznaka 11U-A in 11U-B)

- 87U Diferenčna zaščita (∆ I)

Transformatorja GT1 in GT2:

(Tip relejev 7UT635 oznaka 11U-A in 11U-B)

- 51G Zemeljskostična zaščita (IEE>)

- 51 Nadtokovna zaščita (I>)

Transformatorja T1 inT2:

(Tip relejev 7UM622 oznake 11T1-A in B in 11T2-A in B)

- 87T Diferenčna zaščita (∆ I)

- 51G Zemeljskostična zaščita (IEE>)

- 50/51 Kratkostična, nadtokovna zaščita (I>>,I>)


13

3.6.3 Logika proženja odklopnikov po delovanju zaščitnih relejev

V začetku podpoglavja 3.5 smo že omenili, da zaščitni releji prožijo tri pomožne izklopilne

releje 86G, 86U in 86GC. To so kontrolna stikala, ki imajo tuljavo za proženje napajano s

125V enosmerno napetostjo. Resetirajo se ročno na lokalni omari zaščite. Pomožna

izklopilna releja z oznakama 86G in 86U aktivirajo enake zaščitne funkcije, razlika je samo

v tem, da so na 86G priklopljeni izklopilni signali iz zaščitnih relejev, ki so napajani z

enosmerno napetostjo iz baterije A, na 86U pa izklopilni signali relejev napajani iz baterije

B. Na sliki 3.4 so prikazani zaščitni releji in pomožni izklopilni releji, v kvadratih pa so

zapisane vse zaščitne funkcije, ki so parametrirane v posameznem releju.

Rele z oznako 86GC aktivirajo zaščite, ki so predvsem vezane na okvare generatorja. Releja

86U in 86G aktivirajo okvare, ki se pojavljajo po celotnem blok-stiku GN-TR in na 400kV

zbiralkah ter daljnovodih (distančna zaščita).

Slika 3.4: Logika proženja zaščitnih relejev

87G, 46, 59, 21, 64G

21, 64G

87G, 46, 59, 21, 64G

50/27, 51 64G, 32

4050/27, 51, 64G, 32

51G, 87U 81, 59/8151G, 87U

64BB

59, 81

86G 86U 86GC

60/64BB

11GN-A1

11GN-A1

11GN-B1

11GN-B111GN-A2

11GN-A2

11GN-B2

11GN-B211U-A 11U-B


14

Proženje izklopilnih relejev 86G ali 86U izvrši naslednje akcije:

- izklop turbine (zaprejo izolacijski ventil, zato je prekinjen dovod pare na turbino),

- izklop 400 kV odklopnikov Q0 v transformatorskih poljih SYCA01 in SYCA02

(stikališče),

- hitri preklop napajanja lastne rabe elektrarne iz transformatorjev T1 in T2 na pomožno

110 kV napajanje preko transformatorja T3 (zaradi izklopa odklopnikov Q0 je

prekinjeno napajanje lastne rabe elektrarne, ki se normalno napaja iz SG oziroma

400kV omrežja, ko je odprto generatorsko stikalo),

- izklop vzbujalnega stikala (41), izklopi vzbujanje,

- blokada delovanja (vklopa ali izklopa) bremenskega stikala (zaradi preseganja

nazivnih tokov stikala pri okvarah).

Proženje izklopilnega releja 86GC

- izklop turbine,

- izklop vzbujalnega stikala,

- izklop 25 kA bremenskega stikala in blokada vklopa.


15

4 PARAMETRIRANJE ZAŠ ČITNIH FUNKCIJ

V tem poglavju bomo podrobneje obravnavali vsako zaščitno funkcijo generatorske zaščite

posebej, njihov namen, področje ščitenja in izračune primarnih vrednosti, katerih rezultati

služijo kot vhodni podatki za parametrizacijo posameznih zaščit. Primarne vrednosti tokov

in napetosti se pretvorijo preko tokovnih in napetostnih merilnih transformatorjev na

sekundarne vrednosti, zato je potrebno upoštevati njihova prestavna razmerja. Zaradi

obsežnosti zaščitnih funkcij smo se v diplomski nalogi osredotočili na zaščito generatorja in

bloka, ni pa obravnavana zaščita transformatorjev T1, T2 in T3.

Izračuni prestavnih razmerij:

TMT na 21 kV strani in v zvezdišču SG:

5000A 5

A 25000

_

_ ===sekNTMT

primNTMTIg I

Ik (4.1)

NMT na 21 kV strani:

175V 3120

V 321000

_

_ ===sekNTMT

primNTMTUg U

Uk (4.2)

Ozemljitveni transformator:

55V 240

V 13200

_

_ ===sekNTz

primNTzUgz U

Uk (4.3)

Delilnik napetosti in TMT za popolno zemeljskostično zaščito:

5,2 660

1650%100 =

ΩΩ=Ugk (4.4)

80 A 5

A 004%100 ==Igk (4.5)

Nazivna navidezna moč na sekundarni strani TMT in NMT:

VA 1039,23A 5V 12033 ___ =⋅⋅=⋅⋅= sekNTMTsekNNTMsekN IUS (4.6)


16

4.1 Diferenčna zaščita

Diferenčna zaščita ščiti statorsko navitje v primeru medfaznih stikov. Zaradi izvedbe

ozemljitve zvezdišča generatorja preko ozemljitvenega transformatorja, je tok zemeljskega

stika omejen na 5A, zato diferenčna zaščita zemeljskega stika ne odkrije. Ta zaščita tudi ne

odkriva medovojnih stikov znotraj navitja statorja. Področje zaznavanja okvar je določena s

tokovnimi merilnimi transformatorji TMT 1 in TMT2, kar je prikazano na sliki 4.1.

Slika 4.1 prikazuje poenostavljen princip delovanja zaščite. V normalnem obratovanju

generatorja teče na primarni strani tok IP1 in na sekundarni strani tokovnih transformatorjev

tok IS2, ki se ne zaključuje skozi merilni člen. Ko pa znotraj ščitenega območja nastane

okvara, tok IP2 obrne smer in povzroči skozi sekundarno stran tokovnika tok IS2, ki se sešteje

s tokom IS1, katerih absolutna vsota amplitud steče skozi merilni člen. Temu toku pravimo

tudi diferenčni tok.

Slika 4.1: Principielna shema delovanja diferenčne zaščite

V primeru okvare zunaj ščitenega območja, ko nastopijo veliki kratkostični tokovi z močno

aperiodično komponento, lahko pride do nasičenja tokovnih transformatorjev, ki povzročijo,

da skozi merilni člen steče dovolj velik diferenčni tok za neselektivno vzbuditev diferenčne

zaščite. Zato imajo releji tokovno stabilizacijo zaščite. Stabilizacijsko karakteristiko

prikazuje slika 4.2, kjer so IDIF diferenčni tok, ISTAB stabilizacijski tok in IN nazivni tok

zaščitnega releja.


17

Stabilizacijski in diferenčni tok sta definirana z izrazoma:

IDIF =I1 + I2

ISTAB = I1+ I2

I1, I2 … fazorja sekundarnih tokov TMT.

Slika 4.2: Stabilizacijska karakteristika diferenčne zaščite

Zaščita je bila nastavljena na parametre, ki so podrobneje napisani v podpoglavju 6.7, kjer

je bil rele tudi preizkušen. [5]

4.2 Nepopolna zemeljskostična zaščita

Ena najpogostejših notranjih okvar generatorjev so zemeljski stiki, ki nastopijo kot posledica

mehanskih poškodb oz. staranja izolacije. Dvojni zemeljski stiki povzročajo medfazne

kratke stike na navitjih. Posledice omenjenih okvar preprečujemo oz. jih omejujemo z

učinkovito in zanesljivo zemeljskostično zaščito. Obstaja več izvedb, ki pa so odvisne

predvsem od načina ozemljitve zvezdišča in priključitve generatorja na omrežje. Zvezdišče

generatorja lahko ozemljimo direktno, kar pa ni običajno za generatorje večjih moči, ker ob

zemeljskih stikih stečejo veliki okvarni tokovi. Tudi generator v NEK je ozemljen posredno

preko ozemljitvenega transformatorja, na katerem je na sekundarni strani vezan upor, ki

omejuje okvarni tok na mestu zemeljskega stika na Iz = 5A.

področje blokiranja

področje delovanja

Idif

Istab


18

Nepopolna zemeljskostična zaščita služi kot pomožna zaščita popolni zemeljskostični

zaščiti. Deluje na principu zaznavanja amplitude residualne napetosti osnovne frekvence, ki

jo meri na sekundarni strani NMT kot prikazuje slika 4.3.

Slika 4.3: Prikaz vezave nepopolne zemeljskostične zaščite

Kriterij določa, da tok na mestu zemeljskega stika ne sme biti večji od 5A, zato izračunamo

vrednosti upora, ki bo okvarni tok omejeval:

Ω=⋅

=⋅

= 87,2424A 53

V 21000

3

zprimZ

I

UR (4.7)

Ker pa je upor vezan na sekundarni strani ozemljitvenega transformatorja, ga moramo

ustrezno preračunati:

Ω=Ω== 8016,055

87,242422

Ugz

primsekZ

k

RR (4.8)

7UM622

Uo

0,802

BREMENSKO STIKALO

Zemeljskostična zaščita generatorja

0,802 Ω


19

Zaradi pogreškov meritev napetosti, parazitnih kapacitivnosti med primarnimi in

sekundarnimi navitji energetskega transformatorja, ter nesimetričnosti faznih napetosti,

zaščite ni možno nastaviti na poljubno malo vrednost. Zato je bila določena mejna vrednost

residualne napetosti, katera določa 90%-no pokritost navitja do zvezdišča statorskega navitja

rotorja: [5]

U0 = 10 %·UN ; zakasnitev delovanja t = 6 s

Preračun vrednosti na sekundarno stran NMT [6]:

V 12100

V 12010

100_0

_0 =⋅=⋅

= sekNNMTsek

UUU (4.9)

4.3 Popolna zemeljskostična zaščita

Zemeljski stiki blizu zvezdišča ne povzročajo velikih zemeljskostičnih tokov, zato je glavna

prednost te zaščite zaznavanje le teh. Zaščita je namenjena zaznavanju zemeljskih stikov

statorskega navitja, vključno z navitjem, spojenim v zvezdišču s pomočjo subharmonske

(20 Hz) vsiljene napetosti. Tok se sklepa le preko dozemnih kapacitivnosti, ki pa

predstavljajo zaradi nižjih frekvenc veliko upornost. V primeru, ko nastopi v zvezdišču

zemeljski stik, se tok občutno poveča in to je pogoj za proženje zaščitne funkcije.

Generator 20 Hz-ne napetosti je priključen preko pasovnega filtra na ozemljitveni upor, ki

je namenjen omejevanju zemeljskostičnega toka. Upor je na sekundarni strani

ozemljitvenega transformatorja. Pasovni filter varuje 20 Hz-ni izvor pred 50 Hz-no

komponento napetosti ob zemeljskih stikih na sponkah generatorja in preoblikuje signal

napetosti, ki je kvadratne oblike v signal sinusne oblike. Zaradi pritisnjene napetost (Uee)

na uporu R steče tok (Iee) v tokokrogu, ki je merjen s tokovnim merilnim transformatorjem

prestave 400 A / 5 A.

Merjena signala Uee in Iee, prikazana na sliki 4.4 sta spojena na rele, kjer se zmnožita v

impedanco kompleksne vrednosti. Realni del skupne impedance pa je vrednost, ki jo

nastavimo za vzbuditev zaščitne funkcije.


20

Slika 4.4: Prikaz priklopa popolne statorske zaščite [6]

Zaščita je bila nastavljena na naslednje parametre [5]:

Rsef< = 4 kΩ ; zakasnitev alarmiranja tRsef< = 1 s

Rsef<< = 2 kΩ ; zakasnitev delovanja tRsef< = 1 s

Isef>> = 27 A ; zakasnitev delovanja tIsef>> = 1 s

Preračun na sekundarno stran TMT in napetostnega delilnika [6]:

5,9480

5,2552

%100

%1002 =⋅=⋅=Ig

UgUgzsef k

kkK (4.10)

Ω=Ω== << 42

5,94

4000_

sef

sefseksef K

RR (4.11)

Ω=Ω== <<<< 21

5,94

2000_

sef

sefseksef K

RR (4.12)

A 34,080

A27

%100_ === >>

>>Ig

sefseksef k

II (4.13)


21

4.4 Nadtokovna zaščita

Uporablja se kot rezervna zaščita pri večjih sinhronskih generatorjih in mora delovati samo

v primeru, ko primarna zaščita (zemeljskostična in diferenčana) ni odpravila okvare na

elektroenergetskem sistemu.

S strani proizvajalca SIEMENS [7] so bili pridobljeni podatki o kratkotrajni termični

preobremenitvi statorskega navitja.

Generator lahko trajno obratuje pri toku Ig ≤ 105 % in pri toku Ig > 105 % po karakteristiki

zapisani v naslednji enačbi [5]:

11,05

37,52

−

=

gIt (4.14)

Enačba 4.6 je zelo podobna IEC ekstremno inverzni karakteristiki opisani v naslednji enačbi:

P2

P1

80T

I

It

g

⋅

−

= (4.15)

Na sliki 4.5 sta prikazani obe karakteristiki, kjer rdeča črta predstavlja IEC ekstremno

inverzno karakteristiko, modra črta pa karakteristiko, ki jo je podal proizvajalec. Na

vodoravni osi so prikazane relativne vrednosti mnogokratnika nazivnega toka SG, na

navpični osi, ki ima logaritmično skalo, pa vrednosti dovoljenega časa trajne preobremenitve

navitja.

Če hočemo karakteristiko termične obremenitve SG približati IEC ekstremno inverzni

karakteristiki, moramo izračunati konstanto TP s katero bomo karakteristiki približali po

časovni osi.

ssTP 47,04687,080

5,37 ≈== (4.16)

Pri tem je parameter IP določen na naslednji način:

A 25403A 2419405,105,1 =⋅=⋅= NP II (4.17)


22

Slika 4.5: Nadtokovni karakteristiki SG in zaščitnega releja

Preračun vrednosti na sekundarno stran TMT [6]:

A 08,55000

A 25403_ ===

Ig

PsekP k

II (4.18)

4.5 Zaščita pri izpadu vzbujanja

Omejevalnik minimalnega vzbujalnega toka v regulatorju napetosti omejuje kolesni kot med

70° in 75°. Zaščita pa zaznava stanje, ko je generator prešel v kritično nestabilno obratovanje

oziroma je prišel v asinhrono obratovanje. Kritično nestabilno obratovanje se prične, ko

kolesni kot preseže 90° stopinj. Do tega obratovalnega stanja lahko pride pri delnem ali

popolnem izpadu vzbujanja, ki nastopi v primeru kratkega stika v vzbujalnem navitju ali

okvari na napetostnem regulatorju.

Zaščita pri izpadu vzbujanja je določena s tremi krivuljami, ki jih prikazuje slika 4.6 in sicer

prvi dve krivulji (modra in rdeča) določata mejo pri kolesnem kotu 90° (meja stabilnosti

SG), tretja krivulja pa določa mejo, ko je generator globoko v asinhronem delovanju (zelena

črta). Ko sta prvi dve krivulji preseženi bo zaščita alarmirala, po določenem času pa tudi

0,1

1

10

100

0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00

t(s)

I/In

proizvajalec

IEC ekstr. inverz.


23

sprožila pomožni izklopilni rele 86GC. Delovanje zaščite pri teh vrednostih je zakasnjeno,

da lahko napetostni regulator v času zakasnitve popravi vzbujalni tok. V primeru, ko

generator prekorači mejo, ki jo določa tretja krivulja (zelene barve), zaščita deluje v 0,3 s.

Slika 4.6: Prikaz krivulj v obratovalnem diagramu SG

Za nastavitev zaščite pri izpadu vzbujanja je potrebno primarne vrednosti moči preračunati

na relativne vrednosti v admitančni ravnini po naslednjih enačbah:

2)(.).(

N

N

UU

SQupB = ;

2)(.).(

N

N

UU

SPupG = (4.19)

kjer je:

B ... susceptanca v relativnih enotah (p.u.)

G ... prevodnost v relativnih enotah (p.u.)

U ... vrednost napetosti na sponkah generatorja, ki je enaka UN

0

100

200

300

400

500

600

700

800

-1200 -1100 -1000 -900 -800 -700 -600 -500 -400 -300 -200

P (

MW

)

Q (MVAr)

meja statične stabilnosti kolesni kot

90°

1. karakteristika naklon 70°



omejevalnik min. vzbujanja


24

Rezultati preračunov so predstavljeni v karakteristiki na sliki 4.7, kjer so znova zelena, rdeča

in modra črta krivulje nastavitev zaščitne funkcije. Črna krivulja pa predstavlja mejo

kolesnega kota 90°.

Slika 4.7: Prikaz krivulj v admitančni ravnini v relativnih enotah

Zaščita je bila nastavljena na karakteristiko (primarna stran TMT in NMT), ki jo opisujejo

naslednji parametri [5]:

B1 = 1/Xd1 = 0,84 p.u.; αXd1 = 70° ; t = 10 s

B2 = 1/Xd2 = 0,67 p.u.; αXd2 = 90° ; t = 10 s

B3 = 1/Xd3 = 0,70 p.u.; αXd3 = 120° ; t = 0,3 s

Zaščita ni aktivna pod 25 % nazivne napetosti generatorja.

Umin = 25%·UN = 5250 V

Izračun vrednosti na sekundarno stran TMT in NMT [6]:

p.u. 81,0kV 21kV 21

A 25000A 24194

84,011 _

_11

=⋅⋅=⋅⋅=N

primNTMT

primNTMT

N

dsekd U

U

I

I

XX (4.20)

0,000

0,100

0,200

0,300

0,400

0,500

0,600

0,700

0,800

0,900

1,000

-1,400 -1,200 -1,000 -0,800 -0,600 -0,400 -0,200 0,000

G [

p.u

.]

B [p.u.]

meja statične stabilnosti kolesni kot 90°





25

p.u. 65,011 _

_22

=⋅⋅=N

primNTMT

primNTMT

N

dsekd U

U

I

I

XX (4.21)

p.u. 68,011 _

_33

=⋅⋅=N

primNTMT

primNTMT

N

dsekd U

U

I

I

XX (4.22)

V 30 175

V 5250minmin_ ===

Ugsek k

UU (4.23)

4.6 Zaščita pri prevzbujanju

Zaščita je namenjena zaznavanju prevelikega vzbujanja na generatorju ali transformatorjih.

V primeru prevelikega vzbujanja se poveča gostota magnetnega pretoka v statorju,

posledično pride do nasičenja in povečanja izgub v železnem jedru. Deluje na principu

merjenja razmerja frekvence in napetosti U/f. Do vzbuditve omenjene zaščitne funkcije

največkrat prihaja pri zaustavitvi ali pri zagonu sinhronskega generatorja.

Iz magnetilne krivulje SG [7] je bila določena napetost na sponkah generatorja pri nazivnem

vzbujalnem toku in frekvenci 50 Hz.

Razmerje med nazivno napetostjo generatorja in napetostjo, ko dosežemo nazivni vzbujalni

tok je prikazano v (4.24) in iz tega razmerja dobimo prag, kjer bo zaščita delovala [5]:

3,1Hz 50

Hz 50

kV 12

kV 3,27/ =⋅=fUrazmerje (4.24)

Zaščita je zakasnjena za tizklop = 5 s

Vrednost alarmiranja zaščite je nastavljena na nižji vrednosti in sicer iz razmerja

(f = 48 Hz, U = 105 %·UN) [5]:

1,1Hz 48

Hz 50

kV 12

kV 05,22/ ≈⋅=fUrazmerje (4.25)

Zaščita je zakasnjena za talarm = 2 s

Čas ohlajanja po delovanju zaščite je nastavljen na thl = 5 s


26

Termična izklopilna karakteristika je nastavljena na vrednosti, ki so prikazane v tabeli 4.1.

Tabela 4.1: Nastavitve termične karakteristike U/f zaščite [5]

U/f tizklop [s] 1,1 1,15 1,2 1,25 1,3 1,35 1,4

40 35 30 25 20 15 10

Če nastavitve iz zgornje tabele vnesemo v graf, dobimo karakteristiko, ki je prikazana na

sliki 4.8.

Slika 4.8: Karakteristika U/f zaščite

4.7 Zaščita pri nesimetriji

Priklop nesimetričnih porabnikov, nesimetrične okvare na omrežjih, kot so zemeljski stiki,

prekinjene električne povezave in drugi nesimetrični pojavi, ki izvirajo iz obratovanja

električnega omrežja, povzročajo nesimetrične napetosti na generatorju. Posledice

nesimetričnih napetosti so nesimetrični tokovi. Ti v rotorju generatorja inducirajo tokove

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5

t [s

]

U/f

Termična

karakteristika

Alarm

Hitri izklop


27

dvojne frekvence omrežja, ki začnejo pregrevati rotor, kar ob neprekinjenem stanju vodi do

uničenja rotorja.

Po teoriji simetričnih komponent je možno trifazni sistem nesimetričnih tokov matematično

predstaviti kot vsota tokov pozitivnega zaporedja (I1), negativnega zaporedja (I2) in ničnega

zaporedja (I0).

Čas, do katerega lahko generator obratuje brez poškodb pri različnih amplitudah tokov

negativnega zaporedja določa enačba :

2

N

2

2

=

I

I

Kt (4.26)

Kjer je I2 tok negativnega zaporedja

IN nazivni tok generatorja

K2 od konstrukcije generatorja odvisna konstanta

Proizvajalec generatorja podaja, da lahko generator trajno deluje nesimetrično obremenjen,

dokler amplituda toka negativnega zaporedja I2 ne preseže 11% vrednosti amplitude

nazivnega toka generatorja, pri večjih nesimetrijah pa mora zaščitni rele izklopiti generator

iz obratovanja po času določenem, z enačbo (4.26) in vrednostjo konstante K2=10.

Slika 4.9: Karakteristika zaščite pri nesimetriji [6]

Rele ima dve zaščitni stopnji kot jo prikazuje karakteristika na sliki 4.9. Prva stopnja je

nastavljena na vrednost dopustnega trajnega toka negativnega zaporedja (I2>). Alarm se


28

pojavi, ko je čas trajanja toka negativnega zaporedja daljši kot 3s. Če pa je presežena

amplituda toka druge stopnje (I2>>), sledi zakasnjeno delovanje zaščite za 3,25s.


I2> = 10% · IN ; tI2> = 3 s

I2>> = 25% · IN ; tI2>> = 3,25 s

K2 = 10 s ; thl = 0 s

Čas hlajenja thl je nastavljen na vrednost 0 s, ker je čas ponovnega zagona elektrarne po

izklopu iz omrežja bistveno daljši od zahtevanega časa ohlajanja generatorja.

Preračun na sekundarno stran TMT [6]:

% 7,9A 25000

A 24194%10

_22 =⋅⋅=⋅= >> N

primNTMT

Nsek I

I

III (4.27)

% 24A 25000

A 24194%25

_22 =⋅⋅=⋅= >>>> N

primNTMT

Nsek I

I

III (4.28)

sI

IKK

primNTMT

Nsek 4,9

A 25000

A 24194s 10

22

_22 =

⋅=

⋅= (4.29)

4.8 Impedančna zaščita

Zaščita služi kot rezervna zaščita v primeru zatajitve osnovnih zaščit generatorja. Po

delovanju impedančne zaščite je izklopni signal zakasnjen za približno eno sekundo, da

lahko v primeru napake na daljnovodih, distančne zaščite daljnovodov selektivno izklopijo

okvaro. Impedančna zaščita ima dve stopnji. Prva stopnja pokriva območje do 80% znotraj

transformatorjev GT1 in GT2. Druga stopnja je nastavljena tako, da zaznava okvare 30%

izven Mariborskega stikališča.

Zaščita je vzbujena pri 130 % vrednosti nazivnega toka in je nadgrajena s funkcijo

napetostnega zadrževanja (seal-in), ki je nastavljena na 70 % vrednosti nazivne napetosti


29

generatorja. Funkcija se vklopi v primeru, ko pride do kratkega stika na sponkah generatorja

in vzbujalnik ni zmožen dvigniti napetosti, da bi napajal kratki stik. Posledično pride do

padca napetosti in impedančna zaščita nima prave informacije o napaki, zato zaščita z

vzbuditvijo funkcije podnapetostnega zadrževanja zadrži zaščito aktivno, dokler ne pade

kratkostični tok pod vrednost 130 % nazivnega toka. V zaščiti je uporabljena poligonska

karakteristika (slika 4.10), ki ima možnosti nastavitve prve, prve podaljšane in druge stopnje.

V releju sta parametrirani prva in druga stopnja.

Slika 4.10: Poligonska karakteristika impedančne zaščite [6]

V kolikor se razvije kratek stik takoj za obema blokovnima transformatorjema, impedančna

zaščita vidi sledečo impedanco [5]:

( ) ( ) Ω=⋅=⋅= 113,0MVA 500

kV 21

100

% 83,12

100

2

1

21

1NGT

NkGTGT S

UuX (4.30)

( ) ( ) Ω=⋅=⋅= 112,0MVA 500

kV 21

100

% 70,12

100

2

2

22

2NGT

NkGTGT S

UuX (4.31)

Oba transformatorja sta vezana vzporedno, zato njuno skupno impedanco izračunamo po

sledeči enačbi [5]:

Ω=+⋅= 05625,0

21

21

GTGT

GTGTGT XX

XXX (4.32)

R

X

X2=Z2

R2=Z2R1=Z1

X1=Z1


30

Prva stopnja služi zaznavanju napak na 21kV zbiralkah in je kot pomožna zaščita diferenčni

zaščiti bloka. Zaščita je nastavljena na 80% območje v globino obeh blokovnih

transformatorjev, GT1 in GT2. Prvo stopnjo izračunamo po naslednji enačbi [5]:

Ω=⋅= 045,0100

801 GTst XZ (4.33)

Prva stopnja je zakasnjena za t1st = 0,5 s.

Druga stopnja zaščite, ki je izračunana na doseg 130% daljnovoda DV Maribor [5]:

Z2st = 0,255 Ω

Druga stopnja je zakasnjena za t2st = 3 s.

Da pa bo rele računal pravilno impedanco, je potrebno nastaviti minimalno vrednost

okvarnega toka, pri katerem se bo impedančna zaščita vzbudila. Vrednost je bila nastavljena

na 130% nazivnega toka generatorja [5].

Funkcija podnapetostnega zadrževanja (seal-in) je nastavljena na 70% nazivne napetosti

generatorja in zadržuje zaščito aktivno 3,25 s, ko pade okvarni tok na generatorju pod 130%

nazivnega toka [5].

Preračun na sekundarno stran TMT in NMT [6]:

Ω=⋅Ω=⋅= 29,1175

5000 045,01_1

Ug

Igstsekst k

kZZ (4.34)

Ω=⋅Ω=⋅= 43,4175

5000 155,02_2

Ug

Igstsekst k

kZZ (4.35)

Ω=⋅== 29,65000

A 241943,1minmin_

Igsek k

II (4.36)

V 84175

kV 217,0_ =⋅== −

−Ug

insealsekinseal k

UU (4.37)


31

4.9 Prenapetostna zaščita

Namenjena je zaščiti električnih naprav priključenih na izhodne sponke generatorja.

Posledično prevelika napetost povzroči preboje na izolaciji. Prenapetosti na generatorju

nastanejo zaradi okvar na napetostnem regulatorju ali zaradi napačne nastavitve želene

vrednosti regulacijskega vzbujalnega sistema. Nastopijo lahko tudi ob nenadnih

razbremenitvah oziroma ob izklopu generatorja.

Največja prenapetost nastopi v primeru nenadnega izklopa bremena, ko generator obratuje

na polni delovni in jalovi moči. Vzbujalni sistem mora biti sposoben takoj odreagirati in

znižati napetost. Prva stopnja prenapetostne zaščite ne ščiti toliko izolacije, ampak bolj

vzbujalni sistem pred trajnimi preobremenitvami, transformatorje in motorje pred trajnimi

magnetnimi zasičenji. Prenapetostno zaščito nastavimo na naslednja parametra [5]:

U> = 115% · UN ;

zakasnitev delovanja je nastavljena na tU>=5s

Druga stopnja prenapetostne zaščite zaznava ali je prišlo do okvare vzbujalnega sistema. V

kolikor se je zgodila okvara mora zaščita delovati in generator izključiti iz omrežja. Druga

stopnja zaščite je bila nastavljena na 130% nazivne napetosti generatorja.

U>> = 130% · UN ;

zakasnitev delovanja je nastavljena na tU>>=1s


V 138100

V 120115100

_ =⋅=⋅

= >>

sekNNMTsek

UUU (4.38)

V 156100

V 120130

100_ =⋅=

⋅= >>

>>sekNNMT

sek

UUU (4.39)


32

4.10 Podfrekvenčna zaščita

Zaščita bo delovala v primeru zmanjšanja števila vrtljajev SG in posledično frekvence

napetosti zaradi okvare turbinskih ventilov, zloma cevnih dovodov pare na turbino ali

turbinskega regulatorja vrtljajev pri otočnem obratovanju oziroma delovne moči, ko je

generator priključen na mrežo. Posledice znižanja vrtljajev in frekvence napetosti poveča

vibracije turbinskega sklopa in prekomerno segrevanje zaradi povečanega magnetilnega

toka. Standardi za kvaliteto omrežne napetosti [8] določajo jasne meje (±1% od osnovne

frekvence) znotraj katerih naj bi se nahajali vsi generatorji. Turbinski regulator ima svojo

podfrekvenčno zaščito, ki je nastavljena na frekvenco 48 Hz in je časovno zakasnjena za 1s.

Podfrekvenčna zaščita parametrirana v releju je pomožna zaščiti v turbinskem regulatorju in

je bila nastavljena na naslednje parametre [5]:

f< = 47 Hz; zakasnitev delovanja tf< = 4 s

Zaščita je aktivna, ko je napetost na generatorju večja od 54% nazivne napetosti (Umin f<).


V 8,64100

V 12054

100_min

_min =⋅=⋅

= <<

sekNNTM fsek f

UUU (4.40)

4.11 Zaščita pri povratni mo či

Zaščita se vzbudi v primeru, ko pride do prekinitve dovoda medija, v našem primeru pare na

turbino in preide SG v motorsko področje obratovanja. Torej lahko rečemo, da je namenjena

ščitenju pogonskega agregata pred mehanskimi poškodbami oziroma termičnimi

preobremenitvami. Z meritvijo napetosti in tokov rele izračuna delovno moč pozitivnega

zaporedja, ker je vrednost povratne moči praviloma zelo majhna, mora biti izmerjena

vrednost zelo natančna, kar je doseženo s povprečenjem v časovnem oknu 16 period. Na

releju je bila parametrirana samo ena stopnja zaščite pri povratni moči


33


P< = - 4,55 MW; zakasnitev delovanja t = 30 s

Preračun vrednosti na sekundarno stran TMT in NMT [6]:

NsekNseksek

primNTMT

N

primNTMT

N

NNsek

sek

SSP

I

I

U

U

S

P

S

P

⋅=⋅=⇒

⇒⋅⋅−=⋅⋅=

<

<<

%5,0005,0

A 25000

A 24194

kV 21

kV 21

880

55,4

__

(4.41)

4.12 Zemeljskostična zaščita vzbujalnega navitja rotorja

Zaščita navitja rotorja samo alarmira v primeru zemeljskega stika (nima funkcije izklopa),

ker rotorsko navitje ni galvansko povezano z ostalimi tokokrogi, zemeljski stik ne ogroža

generatorja. V primeru, ko nastopi še en zemeljski stik rotorskega navitja nastane medovojni

stik, ki povzroči neenakomerno porazdelitev magnetnega polja v vzbujalnem navitju in

posledično vibracije na gredi rotorja, te pa povzročijo poškodbe ležajev generatorja. Zaščita

deluje na principu vsiljene napetosti kvadratne oblike, frekvence med 1 do 3 Hz na gred

rotorja preko dveh drsnih obročev, od katerih je eden spojen na vzbujalno navitje, drugi pa

na gred. Če je zemeljski stik prisoten požene pritisnjena napetost med železom in navitjem

tok, zadosten za aktivacijo alarma.

Meritev zemeljskega stika rotorskega navitja se izvaja avtomatsko ali pa ročno z vklopom

stikala za start meritve. Sistem z motornim pogonom sklene ščetke na oba obroča (slika 4.11)

in izvede eno minutno meritev upornosti, vzporedno pa tudi zaznava pravilno naleganje

ščetk. Avtomatska meritev se izvede enkrat dnevno. Enkrat mesečno, pri preventivnem

pregledu pa izvedemo ročni test, ki ga sprožimo s stikalom na čelni plošči v komandni sobi

elektrarne. Nad stikalom so tri signalne lučke. Prva lučka se prižge ob izvajanju

avtomatskega ali ročnega testa, druga se prižge ob nepravilnem naleganju ščetk, tretja pa je

namenjena za alarmiranje zmanjšane upornosti rotorskega navitja proti zemlji. Meja

vzbuditve zaščite je pri 80 kΩ.


34

Slika 4.11: Shema sistema za detekcijo zemeljskega stika navitja rotorja SG

Na sliki 4.12 je prikazan sistem za detekcijo zemeljskega stika rotorja generatorja, kjer

vidimo zgoraj ščetke, ki jih pritisne aktuator na drsna obroča med izvajanjem meritve

upornosti.

Slika 4.12: Sistem za detekcijo zemeljskega stika navitja rotorja SG

ščetka drsni obroč

aktuator


35

5 NAPRAVE ZA PREIZKUŠANJE ZAŠ ČITE

Namen naprav za preizkušanje zaščitnih relejev je generiranje tokov in napetosti takih

vrednosti, da z njimi simuliramo okvare, ki so nastale kot posledica kratkih stikov,

zemeljskih stikov, preobremenitev ali drugih prehodnih pojavov. Na relejih lahko izvajamo

primarne ali sekundarne preizkuse. Pri primarnih preizkusih generiramo tokove na primarni

strani TMT in s tem preverimo tudi prestavno razmerje TMT ter njihovo ožičenje. Ko pa

izvajamo sekundarne preizkuse, je potrebno upoštevati prestavna razmerja TMT, NMT in

vezave le teh, saj se priključimo s preizkuševalno napravo neposredno na releje.

5.1 Naprava za generiranje velikih tokov

V elektro vzdrževanju NEK se v ta namen uporablja preizkuševalna naprava ODEN

(slika 5.1). Z napravo preizkušamo predvsem kratkostično in nadtokovno zaščito 400 V

kompaktnih odklopnikov, kjer je potrebno generirati tokove tudi do nekaj kA, bimetalne

zaščitne releje in prestavna razmerja TMT. Sestavljena je iz ene kontrolne enote in treh

tokovnih virov .

Slika 5.1: Naprava za primarno preizkušanje zaščite (ODEN)

kontrolna enota

tokovni viri


36

Osnovna enota na sliki 5.2 je kontrolna enota, s katero upravljamo tokovne vire. Tokovne

vire lahko med sabo zvežemo paralelno ali serijsko. Z vezavo določimo moč tokovnega

izhoda.

Na čelni plošči kontrolne enote so nameščeni: 1. LCD prikazovalnik, 2. gumb za fino

nastavitev toka, 3. gumba za grobo nastavitev toka, 4. opozorilna lučka, ki gori v primeru,

ko je tokovni izhod vključen, 5. gumb za nastavljanje vrste meritev, merilnega obočja A-

metra in splošnih nastavitev naprave, 6. A-meter, 7. V-meter, 8. gumba za izbiro vezave

tokovnih virov, 9. binarni vhod.

A-meter je namenjen za meritev toka na sekundarni strani TMT. Z napravo lahko merimo

tudi upornost kontaktnih spojev, zato je na čelni plošči nameščen V-meter. Naprava po U-I

metodi iz znanega toka in padca napetosti preračuna upornost spoja.

Slika 5.2: Kontrolna enota preizkuševalne naprave ODEN

1

2

3

5

7 6

8

9

4


37

5.2 Naprave za sekundarno preizkušanje

5.2.1 Pulsar

S sekundarnimi preizkusi priključimo preizkuševalno napravo neposredno na vhode

zaščitnih relejev, kjer generiramo tokove, ki dejansko tečejo v rele in jih le ta meri na

sekundarni strani zaščitnih merilnih transformatorjev. Za preizkušanje elektromehanskih

relejev smo uporabljali in še uporabljamo preizkusno napravo PULSAR (slika 5.3), ki ima

tri tokovne in tri napetostne izhode, izhod za generiranje pomožne napetosti in tri binarne

vhode za zaznavanje aktivacije releja. Prednost Pulsar-ja je v tem, da za upravljanje ne

rabimo računalnika, ampak ga upravljamo s tipkovnico na prednji strani preizkuševalne

naprave.

Slika 5.3: Preizkuševalna naprava (PULSAR)

5.2.2 Omicron CMC 256-6 in CMA 156.

Z novo generacijo numeričnih relejev smo začeli uporabljati preizkuševalno napravo za

sekundarno preizkušanje relejev OMICRON CMC 256-6 in signalni ojačevalnik CMA 156,

NAPETOSTNI IZHODI

TOKOVNI IZHODI

GENRIRANJE POMOŽNE DC NAPETOSTI

UPRAVLJANJE IZHODOV

PRIKAZ MERITEV ČASA

BINARNI VHODI


38

ki služi za preizkus zaščit, kjer je potrebno generirati toke višjih amplitudnih vrednosti in

nam osnovna naprava ne zadostuje. Naprava je večnamenska in vodena z osebnim

računalnikom. Uporabljamo jo za preizkuse relejnih zaščit, merilnih pretvornikov, časovnih

relejev in števcev električne energije.

Na sliki 5.4 je prikazan primer preizkuševalnega sistema v laboratoriju, ki zajema osebni

računalnik na katerem je naložen programski vmesnik »TEST UNIVERSE«, preizkuševalna

naprava CMC 256-6 in tokovni ojačevalnik signalov CMA 156 ter priklopljen numerični

rele med izvajanjem sekundarnih preizkusov.

Slika 5.4: Prikaz preizkuševalnih naprav s priključenim osebnim računalnikom

Prikazana naprava (CMC 256-6) na sliki 5.5, ima štiri napetostne in šest tokovnih izhodov

prilagodljivih po frekvenci, amplitudi in fazi, deset binarnih vhodov, štiri binarne izhode,

generator enosmerne napetosti in analogni tokovno-napetostni enosmerni merilni vhod.

Napetostni in tokovni izhodi, so med sabo galvansko ločeni. Na napetostnih izhodih lahko

generiramo izmenično napetost 3·300 V. Tokovnih izhodov je šest, z njimi lahko generiramo

tokove do 6·12,5 A. Napetostne ali tokovne izhode lahko vežemo paralelno ali serijsko ter

na ta način povečamo območja izhodnih vrednosti. Tako na primer vzporedna vezava šestih

tokovnih izhodov v tri, poveča tokovno območje na 3·25 A, če vežemo vse tokovne izhode

paralelno dobimo na izhodu 1·75 A. V primeru preobremenitev se tokovni in napetostni

Preizkuševalna naprava CMC 256-6

Tokovni ojačevalnik CMA 156

Osebni računalnik z naloženim programom TEST UNIVERSE

Zaščitni rele Siprotec 7UM622


39

izhodi izključijo, pri tem pa dobimo tudi povratno informacijo v programskem vmesniku.

Med skrajne preobremenitve štejemo odprte tokovne in kratko sklenjene napetostne sponke.

Za napajanje relejev v laboratorijih ali v primeru, ko je napajalna napetost do releja

izključena, uporabljamo izhod enosmerne pomožne napetosti, ki je nastavljiv od 0 do 265V.

Štirje binarni izhodi so namenjeni za generiranje logičnih signalov 0 ali 1. Z njimi lahko

simuliramo položaje pomožnih kontaktov kontaktorjev ali odklopnikov. Binarni vhodi so

namenjeni za zaznavanje položajev kontaktov, izhodnih napetostnih signalov pri proženju

relejev, itd.

Za umerjanje in preizkušanje enosmernih veličin merilnih pretvornikov uporabljamo

tokovni in napetostni analogni vhod.

S tokovnim ojačevalnikom CMA 156 lahko generiramo tokove do 6·25 A. Vezava tokovnih

izhodov v tri paralelno vezane, lahko generira na izhodu 3·50 A. Z paralelno vezavo vseh

šestih tokovnih izhodov lahko naprava generira na izhodu 150 A.

Slika 5.5: Preizkuševalna naprava CMC 256-6 z opisom priključnih sponk

Upravljanje preizkuševalne naprave Omicron

Preizkuševalno napravo upravljamo s programskim vmesnikom ''Test Universe'' in

posebnimi moduli, kar je prikazano na sliki 5.6.

NAPETOSTNI IZHODI

TOKOVNI IZHODI

ENOSMERNA NAPETOST

BINARNI IZHODI

BINARNI VHODI

ANALOGNI DC VHOD


40

Slika 5.6: Programski vmesnik TEST UNIVERSE

Za preizkušanje relejev največkrat uporabljamo osnovni modul "Quick CMC", ki omogoča

generiranje tokov in napetosti različnih amplitud, frekvenc in faznih kotov. Seveda pa za

nekatere zaščitne funkcije obstajajo posebni moduli, ki so nam v pomoč pri preizkušanju,

ker lahko v njih nastavimo krivulje, ki so parametrirane v releju in nam ni potrebno vsako

točko na krivulji preračunavati. V njih lahko nastavimo tudi meje sprejemljivosti in

preizkuse avtomatiziramo, da s tem prihranimo na času, ki je potreben, da rele preizkusimo.

Numerični releji shranjujejo dogodke v obliki podatkovnega formata "COMTRADE".

Signali, ki so zapisani v COMTRADE datotekah, je možno v programski vmesnik uvoziti

in enake okvarne signale generirati s preizkuševalno napravo, kar nam omogoča modul

"TransPlay".

V nadaljevanju bo opisan modul, ki ga uporabljamo za preizkušanje diferenčne zaščite

generatorja, po stabilizacijski karakteristiki. Prednost le tega je v tem, da lahko točke

preizkusa izbiramo direktno na krivulji, tako ni potrebno računati primarnega in

sekundarnega toka za določitev stabilizacijskega in diferenčnega toka.

Pred pričetkom sekundarnega preizkusa je potrebno vnesti podatke releja preko ikone "Test

Object", kot prikazuje slika 5.7


41

Slika 5.7: Nastavitev parametrov za rele (7UM622)

Ko so bili podatki releja vneseni, je bilo potrebno določiti nazivne podatke TMT, nazivno

navidezno moč in napetost generatorja ter stran ozemljitve tokovnikov kot prikazuje

slika 5.8.

Slika 5.8: Določitev nazivnih podatkov SG in TMT


42

Potem so bile definirane karakteristične točke za izris in določitev stabilizacijske

karakteristike, ki ustreza nastavljeni karakteristiki v releju, kot prikazuje slika 5.9.

Slika 5.9: Določitev karakterističnih točk za izris stabilizacijske karakteristike

Ko smo določili stabilizacijsko krivuljo, smo začeli z izbiranjem točk preizkusa na celotni

karakteristiki v relativnih enotah z razmerjem nastavljenega diferenčnega toka proti

nazivnem toku in stabilizacijskega toka proti nazivnem toku generatorja. Točke preizkusov

so prikazane v podpoglavju 6.7 sekundarnega preizkušanja diferenčne zaščite.


43

6 SEKUNDARNO PREIZKUŠANJE ZAŠČITNIH

FUNKCIJ NUMERI ČNEGA RELEJA SIEMENS

SIPROTEC 7UM622

Med rednim remontom elektrarne smo preizkusili relejno zaščito bloka generator-

transformator in transformatorjev lastne rabe. Zaščitni sistem je izveden s štirimi releji za

zaščito generatorja, z dvema relejema za zaščito bloka, štirimi releji za zaščito dveh

transformatorjev lastne rabe in enim relejem za zaščito oklopljenih zbiralk. Preizkusi so bili

izvedeni na objektu s preizkuševalno napravo OMICRON CMC-256-6 in tokovnim

ojačevalnikom CMA 156. Na releje smo se priklapljali preko testnih vtičnic TM z vtikači,

katerih primer je prikazan na sliki 6.1. Vtičnice so nameščene na prvi strani relejne omare.

Z vključitvijo vtikača v vtičnico galvansko ločimo analogne in binarne vhode od relejev.

Slika 6.1: Priklop preizkuševalne naprave preko preizkusnih vtičnic

V diplomskem delu je predstavljen preizkus rezervnega releja Siprotec 7UM622, kot je

prikazano na sliki 5.4. V releju so parametrirane popolna zemeljskostična zaščita,

impedančna zaščita, zaščita pri nesimetriji, prenapetostna zaščita, zaščita pri izpadu

vzbujanja in diferenčna zaščita. V rezervni rele so bili preneseni parametri, iz releja

nameščenega na objektu. Narejena je bila inicializacija.

vtičnica vtikač


44

6.1 Numerični zaščitni rele

Slika 6.2: Numerični zaščitni rele Siemens SIPROTEC 7UM62 (prva stran)

Numerični zaščitni rele na sliki 6.2 je multifunkcijska naprava, ki ščiti elemente

elektroenergetskega sistema kot so generatorji, motorji, transformatorji, zbiralke pred

kratkimi stiki, zemeljskimi stiki in ostalimi okvarami. Na čelni plošči releja so RS232

priključek za komunikacijo z računalnikom, tipke za nastavljanje oz. parametriranje releja,

štiri funkcijske tipke za hiter dostop do menijev, zaslon za prikaz merjenih signalov oziroma

nastavljenih parametrov, štirinajst programabilnih led signalnih lučk, ki služijo za

signalizacijo ob proženju zaščitnih funkcij in za daljinsko signalizacijo dogodkov. Na

zaslonu se prikazujejo trenutne vrednosti vhodnih veličin ali izklopilni signali ob vzbuditvi

zaščitnih funkcij.


45

Slika 6.3: Numerični zaščitni rele Siemens SIPROTEC 7UM62 (zadnja stran)

Na zadnji strani (slika 6.3) ima rele osem tokovnih in štiri napetostne vhode, ki so spojeni

na merilne pretvornike, ki pretvarjajo signale na vrednosti, ki so primerne za interno

procesiranje. Dvakrat po trije tokovni vhodi so uporabljeni za meritev tokov na vsaki strani

ščitene naprave (v tem primeru sinhronskega generatorja). Dva tokovna vhoda sta

namenjena za merjenje tokov nizkih amplitud. Trije napetostni vhodi so uporabljeni za

merjenje linijskih napetosti. En napetostni vhod je namenjen za merjenje residualne

napetosti pri zemeljskostični zaščiti statorja ali rotorja.

Binarni vhodni in izhodni signali vstopajo in izstopajo preko vhodno-izhodnih elementov,

skozi katere procesor spremlja zunanje informacije, na primer blokirne signale, daljinske

reset signale in podobno. Izhodne signale predstavljajo predvsem izklopni signali, signali za

daljinsko signalizacijo dogodkov in stanj, lokalni optični prikaz (LED) in prikaz na LCD

zaslonu na čelni plošči naprave.

Za komunikacijo med relejem in računalnikom uporabljamo programski paket DIGSI, s

katerim nastavljamo parametre zaščitnega releja. Nastavitve releja lahko shranimo v

datoteke s končnico *.dex in jih prenesemo v drug rele enake serijske številke (MFLB) v

kateri so zapisani tehnični podatki releja in če serijska številka ni enaka, neposreden prenos

nastavitev ni možen.


46

Rele ima tudi pomnilnik, v katerega se shranjujejo dogodki v primerih vzbuditve ali

delovanja relejev in prehodni pojavi v obliki grafov, ki pa jih lahko kasneje analiziramo s

programskim orodjem SIGRA. S programom lahko predstavimo izmerjene veličine v obliki

grafov, tabel, R-X diagramov, naredimo harmonsko analizo merjenih signalov, lahko pa jih

izvozimo v podatkovne formate COMTRADE [9]. COMTRADE je standardiziran format z

shranjevanje signalov, ki ga sestavljajo štiri datoteke s končnicami *.dat (podatkovna

datoteka), *.cfg (konfiguracijska datoteka), *.hdr (datoteka glave) in *.inf (informacijska

datoteka).

Osnovni tehnični podatki releja [6]:

Nazivni tok: 5 A

Navidezna moč (tokovni krog na fazo IN = 5 A): 0,5 VA

Nazivna napetost: 100 ... 125 VAC

Navidezna moč (napetostni krog na fazo pri UN = 100 V): 0,3VA

Nazivna frekvenca: 50 Hz ali 60 Hz

Napajalna napetost: 60 ... 125 VDC

Maksimalna dovoljena napajalna napetost: 150 VDC

Število binarnih vhodov: 15 (nastavljivih)

Maximalna napetost na binarnem vhodu: 300 V

Število binarnih izhodov (signalnih relejev): 20 ( vsak NO, opcijsko 4 NC)

NO … normalno odprt

NC … normalno zaprt

6.2 Preizkus pravilne vezave releja s preizkuševalno napravo

S tem preizkusom je bila preverjena pravilna vezava releja s tokovnimi in napetostnimi

izhodi preizkuševalne naprave, kot jo prikazuje slika 6.4. Tokovni izhod ojačevalnika

CMA 156 se je uporabil za tokovne vhode releja z oznako »J«, ker so nazivne vrednosti na

sekundarni strani TMT 5 A in bomo pri preizkusu diferenčne zaščite morali generirali tokove

višje od 12,5 A po enem tokovnem izhodu, kot omogoča osnovna enota. Za prikaz delovne

moči 700 MW, pri medfazni napetosti 21 kV in faktorju moči cosφ = 1 so bile generirane


47

napetosti in tokovi amplitud kot jih prikazuje tabela 6.1 in kazalčni diagram na sliki 6.5. Pri

tem pa ni bila aktivirana nobena od zaščitnih funkcij, ki so parametrirane v releju.

Slika 6.4: Vezava releja s preizkuševalno napravo CMC 256-6 in CMA 156

Po (6.1) izračunamo sekundarni linijski tok generatorja pri pozitivni delovni moči 700 MW

in faktorju delavnosti cosφ = 1.

A 849,3155175kV 213

MW 700

cos3=

⋅⋅⋅⋅=

⋅⋅⋅⋅=

ϕIgUgG

GprimGsek

kkU

PI (6.1)

Kjer je:

GprimP … delovna moč generatorja (primarna stran TMT in NMT)

GsekI … linijski tok generatorja (sekundarna stran TMT)

IL1,S2

IL1,S1

IL2,S221, 40, 46

64G

87G

64G

21, 40, 59,64G

IL2,S1

IL3,S2

IL3,S1

IEE1

UL1UL2UL2N

UE

7UM622

Q1

J1

Q2

J2

Q3

J3

Q4

J4

R15

Q5

J5

R17

J7

Q6

J6

R18R16

J8

1

1

1

2

2

2

3

3

3

N

N

N

NAPETOSTNI IZHODI CMC 256-6

TOKOVNI IZHODI (primar) CMC 256-6

TOKOVNI IZHODI (sekundar) CMA 156


48

Tabela 6.1: Prikaz generiranih tokov in napetosti za pozitivno delovno moč

P = 700 MW pri cos φ = 1

linijske napetosti iz NMT na strani sponk [V]

linijski tokovi iz TMT na strani zvezdišča [A]

linijski tokovi iz TMT na strani sponk [A]

UA = 69,28V φ = 0° UB = 69,28V φ = -120° UC = 69,28V φ = 120°

IprimA = 3,849A φ = 0° IprimB = 3,849A φ = -120° IprimC = 3,849A φ = 120°

IsekA = 3,849A φ = 180° IsekB = 3,849A φ = 60° IsekC = 3,849A φ = 300°

Slika 6.5: Kazalčni diagram generiranih linijskih tokov in napetosti

V kazalčnem diagramu na sliki 6.5 so prikazani fazorji sekundarnih vrednosti linijskih tokov

in napetosti, ki smo jih generirali s preizkuševalno napravo.

Rezultati preizkusa so pokazali, da je rele pravilno priključen na preizkuševalno napravo.

Na zaslonu so se prikazale pričakovane vrednosti moči, frekvence, tokov in napetosti. Pri

preizkusu ni prišlo do vzbuditve nobene od zaščitnih funkcij, ki so parametrirane v releju. V

primeru, da vezava releja s preizkuševalno napravo nebi bila pravilna, bi se najprej zaradi

nesimetrije tokov vzbudila diferenčna zaščita. Kasneje bodo posamezne zaščitne funkcije

izključene, kot je primer preizkusa zaščite pri nesimetriji, ko bo potrebno izključiti

diferenčno zaščito.


49

6.3 Preizkušanje impedančne zaščite

V tabeli 6.2 so prikazane nastavitve parametrov, ki jih nastavimo na podlagi izračunov

predstavljenih v podpoglavju 4.8.

Tabela 6.2: Nastavitev parametrov impedančne zaščite

Naslov Parameter v releju Območje nastavitve Nastavitev Izračunani parameter je podan v enačbi:

3302 IMP I> (0,5...100) A 6,29 A (4.36) 3304 U< (10...125) V 84 V (4.37) 3305 T-SEAL-IN (0,1...60) s 3,25 s / 3306 ZONE Z1 (0,01...26) Ω 1,29 Ω (4.34) 3307 T-Z1 (0,02...1,50) A 0,5 s / 3306 ZONE Z2 (0,01...26) Ω 4,43 Ω (4.35) 3307 ZONE2 T2 (0,02...1,50) A 3 s /

Parameter »IMP I>« - Tokovni prag vzbuditve zaščite

Parameter podaja minimalno vrednost okvarnega toka pri katerem se bo impedančna zaščita

vzbudila.

Parametra »U<« in »T-SEAL-IN« - Podnapetostno zadrževanje

Funkcija »SEAL-IN« se vklopi v primeru, ko je zaščita že vzbujena in bo kljub padcu skupne

impedance pod mejno vrednost še zadržala zaščito aktivno za določen čas.

Parametra »ZONE Z1« in »T-Z1« - Nastavitev prve stopnje zaščite

Parametra podajata vzbuditev impedančne zaščite v prvi stopnji in njeno zakasnitev.

Parametra »ZONE Z2« in »T-Z2« - Nastavitev druge stopnje zaščite

Parametra podajata vzbuditev impedančne zaščite v drugi stopnji in njeno zakasnitev.

1. Priklju čitev preizkusne naprave (OMICRON CMC 256-6)

Rele je priključen kot prikazuje slika 6.4. Rele napajamo z linijskimi napetostmi in tokovi v

analogne vhode z oznako »Q« in »R«.


50

2. Izvedba preizkusa

Pred izvedbo preizkusa je potrebno izklopiti zaščito pri nesimetriji in diferenčno zaščito

(funkcija na OFF), ker bi omenjena zaščita delovala hitreje kot zaščita, ki jo preizkušamo.

Preizkus je bil izveden z modulom »QuickCMC«, kjer imamo možnost, da nastavimo vrsto

okvare in impedanco pri konstantnem toku. Modul izračuna amplitudo in fazni kot med

napetostjo in tokom, da dosežemo vrednost impedance kot je prikazano na sliki 6.6.

Slika 6.6: Prikaz nastavitve izhodnih signalov za primer 3-f kratkega stika.

Prvi preizkus je bil izveden pri konstantnem toku 6,5 A in kotu 0°, ker je to vrednost malo

nad tokovnim pragom vzbuditve zaščite »IMP I>«.

Iz rezultatov v tabeli 6.3 je razvidno, da pri impedanci okvare (medfazni stik ali tri-fazni

stik) 4,652 Ω zaščita še ne deluje, ko pa nastavimo impedanco okvare 4,209 Ω, zaščita deluje

v časovnem območju med 2,97 s in 3,09 s.

Potem smo nastavili vrednost impedance 1,355 Ω, kjer je še delovala 1. stopnja zaščite v

časovnem območju med 2,97 s in 3,09 s. Naslednja točka preizkusa je bila pri vrednosti

impedance 1,226 Ω, kjer je zaščita delovala med 49 in 55 ms. Nazadnje smo preizkusili še

delovanja impedančne zaščite, s simuliranjem impedance, pri medfaznem stiku.


51

Tabela 6.3: Rezultati preizkusa impedančne zaščite pri konstantnem toku I = 6,5 A in

kotu φ = 0°

fazorji napetosti in tokov Vrednost impedance

Pričakovana vrednost odziva releja

Delovanje releja

UA = 30,24 V; φ = 0° UB = 30,24 V; φ = -120° UC = 30,24 V; φ = 120° IA = 6,5 A; φ = 0° IB = 6,5 A; φ = -120° IC = 6,5 A; φ = 120°

4,652 Ω trifazni stik

Zaščita ne deluje Zaščita ni delovala



Delovanje 2.stopnje zakasnjeno med (2,97 … 3,07) s

2.st. delovala v 3,04 s









UA = 44,14 V; φ = -21,7° UB = 44,14 V; φ = -98,3° UC = 69,28 V; φ = 120° IA = 6,5 A; φ = 30° IB = 6,5 A; φ = -150° IC = 0 A; φ = 0°

4,209 Ω medfazni stik



UA = 35,55 V; φ = -47 ° UB = 35,55 V; φ = -73° UC = 69,28 V; φ = 120° IA = 6,5 A; φ = 30° IB = 6,5 A; φ = -150° IC = 0 A; φ = 0°





52

Drugi preizkus je bil izveden v enakih točkah kot prvi, vendar smo premaknili tokove za kot

90° in smo s tem preverjali vzbuditev zaščite na reaktančni osi v impedančni ravnini.

Tabela 6.4: Rezultati preizkusa impedančne zaščite pri konstantnem toku I = 6,5 A in

kotu ϕ = 90°



Delovanje releja

UA = 30,24 V; φ = 0° UB = 30,24 V; φ = -120° UC = 30,24 V; φ = 120° IA = 6,5 A; φ = -90° IB = 6,5 A; φ = -210° IC = 6,5 A; φ = 30°


Zaščita ne deluje Zaščita ni delovala













UA = 44,14 V; φ = -52° UB = 44,14 V; φ = -128° UC = 69,28 V; φ = 90° IA = 6,5 A; φ = -90° IB = 6,5 A; φ = -270° IC = 0 A; φ = 0°




UA = 35,55 V; φ = -77 ° UB = 35,55 V; φ = -103° UC = 69,28 V; φ = 90° IA = 6,5 A; φ = -90° IB = 6,5 A; φ = -270° IC = 0 A; φ = 0°





53

Tretji preizkus smo izvedli pri konstantni impedanci 1,226 Ω, kjer zaščita deluje v prvi

stopnji in iskali tokovni prag vzbuditve zaščite. Nastavitev tokovnega praga je 6,29 A, v

mejah sprejemljivosti ± 1%. Iz rezultatov v tabeli 6.5 je razvidno, da zaščita pri vrednosti

toka 6,23 A še ni delovala, pri toku 6,35 A pa je. Pri tretjem preizkusu nismo merili časa

delovanja, ampak samo tokovni prag.

Delovanje zaščite je bilo v meja sprejemljivosti in pravilno.

Tabela 6.5: Vzbuditev impedančne zaščite pri konstantni impedanci in kotu ϕ = 0°



Odziv releja



zaščita pri konstantni impedanci in toku 6,23A ne deluje

zaščita ni delovala



zaščita pri konstantni impedanci in toku 6,35A deluje

zaščita je delovala v 1.stopnji

6.4 Preizkušanje zaščite pri nesimetriji



Tabela 6.6: Nastavitev parametrov zaščite pri nesimetriji

Naslov Parameter v releju Območje nastavitve

Nastavitev Izračunani parameter je podan v enačbi:

1702 I2> (3...30) % IN 9,7 % IN (4.27) 1703 T WARN (0…60) s 3,00s / 1704 FACTOR K (0...100) s 9,4s (4.29) 1705 T COOL DOWN (0...50000) s 0s / 1706 I2>> (10…200) % IN 24 % IN (4.28) 1707 T I2>> (0...60) s 3,25s /


54

Parametra »I2>« in »T WARN« - Trajno dopustni tok negativnega zaporedja

S parametroma je določena dopustna meja toka negativnega zaporedja, do katere lahko

generator trajno obratuje in čas do alarmiranja, ko je dosežen prag vzbuditve zaščite.

Parameter »FACTOR K« - Konstanta K

S konstanto je določen, čas v katerem generator še prenese 100%-ni tok negativnega

zaporedja.

Parameter »T COOL DOWN« - Čas ohlajanja

Ko obratuje generator z največjim dovoljenim tokom negativnega zaporedja, je potreben

določen čas ohlajanja in s tem parametrom ta čas določimo. Parameter je postavljen na

vrednost 0 s, ker je v primeru izpada elektrarne in posledično tudi generatorja postopek

zagona elektrarne veliko daljši, kot pa bi bila vrednost tega parametra.

Parametra »I2>>« in »T I2>>« - Vzbuditev in zakasnitev druge stopnje

S parametroma je določena meja, kjer zaščita deluje po tokovno neodvisni karakteristiki

zakasnjeno za 3,25 s.

1. Priklju čitev preizkusne naprave (OMICRON CMC 256-6):


analogne vhode z oznako »Q« in »R«.


Diferenčno zaščito smo pustili izklopljeno, vklopiti smo morali zaščito pri nesimetriji. Na

izhodu smo generirali napetosti pozitivnega zaporedja in tokove negativnega zaporedja,

katere vrednosti so zapisane v prvem stolpcu tabele 6.7. Rezultati delovanja so zapisani v

četrtem stolpcu, kjer je razvidno da je bila 1.stopnja zaščite vzbujena pri vrednosti I2 = 0,5 A

vendar nismo izmerili časa delovanja, ker bi po krivulji znašal več kot 1000 s. Druga stopnja

je tudi pravilno delovala pri vrednosti I2 = 1,24 A, kjer je znašal čas izklopa 3,28 s. Časovno

zakasnitev smo izmerili še pri treh vrednostih, katerih rezultati so zapisani v tabeli in

predstavljeni na karakteristiki na sliki 6.7. Zaščita je delovala pravilno.


55

Tabela 6.7: Rezultati preizkusa zaščite pri nesimetriji

fazorji napetosti in tokov Vrednost toka I2


Delovanje releja

UA = 69,28 V; φ = 0° UB = 69,28 V; φ = -120° UC = 69,28 V; φ = 120° IA = 0,46 A; φ = 0° IB = 0,46 A; φ = 120° IC = 0,46 A; φ = -120°

(I2> -3%)

0,46 A

Zaščita se ne vzbudi deluje na spodnji

Zaščita ni delovala


(I2> +3%)

0,50 A

1.st. zaščite pri nesimetriji vzbujena

1.st. zaščite je bila vzbujena


(I2>> -3%)

1,16 A

1.stopnja zaščite mora delovati zakasnjeno po termični karakteristiki določeni z enačbo (4.26)

Zaščita je delovala v 174,1 s


(I2>> +3%)

1,24 A

2.stopnja zaščite mora delovati zakasnjeno med (3,22 … 3,33) s

Zaščita je delovala v 3,3 s


0,73 A

Zaščita mora delovati zakasnjeno po termični karakteristiki določeni z enačbo (4.26)

Zaščita je delovala zakasnjeno v 421,9 s


0,95 A

Zaščita mora delovati zakasnjeno po termični karakteristiki določeni z enačbo (4.26)

Zaščita je delovala zakasnjeno v 232,1 s


56

Slika 6.7: Prikaz rezultatov preizkušanja zaščite pri nesimetriji

6.5 Preizkušanje prenapetostne zaščite

V tabeli 6.8 so prikazane nastavitve parametrov prenapetostne zaščite, ki jih nastavimo na

podlagi izračunov predstavljenih v podpoglavju 4.9.

Tabela 6.8: Nastavitev parametrov prenapetostne zaščite

Naslov Parameter v releju Območje nastavitve Nastavitev

Izračunani parameter je podan v enačbi:

4102 U> (30...170) V 138 V (4.38) 4103 T U> (0…60) s 5,00 s / 4104 U>> (30...170) V 156 V (4.39) 4105 T U>> (0...60) s 1,00 s / 4107A VALUES UPH-PH; UPH-E UPH-PH /

Parametra »U>« in »T U>« - Vzbuditev 1.stopnje in časovna zakasnitev

S parametroma nastavimo mejo vzbuditve 1.stopnje in časovno zakasnitev, ko rele zazna

prag povišane napetosti.

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4

t [s

]

I2 [A]

termična karakteristika

1 stopnja I2>

2. stopnja I2>>

delovanje zaščite


57

Parametra »U>>« in »T U>>« - Vzbuditev 2.stopnje in časovna zakasnitev

S parametroma nastavimo mejo vzbuditve 2.stopnje in časovno zakasnitev, ko rele zazna

prag povišane napetosti, ki znaša 130% nazivne medfazne napetosti, izklopilni signal je

zakasnjen 1s.

Parameter »VALUES« - Izbira načina merjenja napetosti

S parametrom določimo ali bo zaščita nastavljena za meritev medfaznih oz. faznih napetosti.

V našem primeru je meritev nastavljena na medfazne napetosti.


Rele je priključen kot prikazuje slika 6.4. Rele napajamo z linijskimi napetostmi v analogne

vhode z oznako »Q« in »R«.


Za preizkus zaščitne funkcije smo napajali rele z nazivno napetostjo (120 V medfazno),

potem smo napetost dvigovali stopnično do praga vzbuditve prve stopnje, ki je znašal

138,1 V (medfazno). V drugem koraku smo poiskali prag vzbuditve druge stopnje, ki je

znašal 156,1 V. Potem smo nastavili napetost na spodnjo mejo (U>, U>> -1%) pod katero

zaščita ne sme delovati in zgornjo mejo (U>, U>> +1%), ko zaščita mora delovati pri obeh

stopnjah. Na zgornjih mejah toleranc, kjer zaščita mora delovati smo izmerili tudi čase

izklopov, katere vrednosti so predstavljene v zadnjem stolpcu tabele. Iz predstavljenih

rezultatov v tabeli 6.9 vidimo, da je zaščita delovala pravilno.


58

Tabela 6.9: Rezultati preizkusa prenapetostne zaščite

fazorji napetosti Vrednost medfazne napetosti


Odziv releja

UA = 79,73 V; φ = 0°

UB = 79,73 V; φ = -120°

UC = 79,73 V; φ = 120°

138,1V (U> -0,07%)

Ko napetost doseže prag vzbuditve 1. stopnje U> mora zaščita delovati

1.stopnja je delovala

UA = 90,12 V; φ = 0°

UB = 90,12 V; φ = -120°

UC = 90,12 V; φ = 120°

156,1 V (U> +0,01%)

Ko napetost doseže prag vzbuditve 2. stopnje U> mora zaščita delovati

2.stopnja je delovala

UA = 78,58 V; φ = 0°

UB = 78,58 V; φ = -120°

UC = 78,58 V; φ = 120°

136,6 V (U> -1%)

zaščita pri vrednosti U> -1% še ne sme delovati

zaščita ni delovala

UA = 80,48 V; φ = 0°

UB = 80,48 V; φ = -120°

UC = 80,48 V; φ = 120°

139,4 V (U> +1%)

zaščita pri vrednosti U> +1% mora delovati zakasnjeno med (4,95 … 5,1) s

zaščita je delovala v 5,04 s

UA = 89,14 V; φ = 0°

UB = 89,14 V; φ = -120°

UC = 89,14 V; φ = 120°

154,4 V (U>> -1%)

zaščita pri vrednosti U>> -1% mora delovati zakasnjeno med (4,95 … 5,1) s


UA = 91,05 V; φ = 0°

UB = 91,05 V; φ = -120°

UC = 91,05 V; φ = 120°

157,7 V (U>> +1%)

zaščita pri vrednosti U> +1% mora delovati zakasnjeno med (4,95 … 5,1) s



59

6.6 Preizkušanje zaščite pri izpadu vzbujanja


izvedenih v podpoglavju 4.5.

Tabela 6.10: Nastavitev parametrov zaščite pri izpadu vzbujanja

Naslov Parameter v releju

Območje nastavitve Nastavitev


3002 1/xd CHAR. 1 (0 ... 3,00) p.u. 0,81 p.u. (4.20)

3003 ANGLE 1 (50 ... 120)° 70 ° /

3004 T CHAR. 1 (0 ... 60) s 10,00 s /

3005 1/xd CHAR. 2 (0 ... 3,00) p.u. 0,65 p.u. (4.21)

3006 ANGLE 2 (50 ... 120) ° 90 ° /

3007 T CHAR. 2 (0 ... 60) s 10,00 s /

3008 1/xd CHAR. 3 (0 ... 3,00) p.u. 0,68 p.u. (4.22)

3009 ANGLE 3 (50 ... 120) ° 120 ° /

3010 T CHAR. 3 (0 ... 60) s 0,30 s /

3014A Umin (10 ... 125) V 30 V (4.23)

Parametri nastavitev karakteristik - »(1/xd) CHAR«, »ANGLE«, »T CHAR«

Vsaka karakteristika je podana s tremi parametri. Prvi parameter predstavlja točko sekanja

susceptančne osi v normiranih enotah (p.u.). Drugi parameter predstavlja naklon

karakteristike v stopinjah. Tretji parameter predstavlja časovno zakasnitev, ko preidemo v

področje delovanja zaščitne funkcije. Prvi dve karakteristiki opisujeta statično stabilnost,

tretja predstavlja dinamično stabilnost generatorja.

Parameter »Umin« - podnapetostna blokada

S tem parametrom nastavljamo prag minimalne medfazne napetosti, pri kateri bo zaščitna

funkcija blokirana oz. ne deluje.


60



analogne vhode z oznako »Q« in »R«. Za preizkuse smo uporabili modul »QuickCMC«. kjer

so bile točke preizkusov vpisane neposredno v enotah moči na sekundarni strani TMT in

NMT.


Najprej smo določili točke preizkusov v admitančni ravnini obratovalnega diagrama

sinhronskega generatorja. Točke preizkusov smo preračunali na moči sekundarne strani

TMT in NMT po enačbah (4.6) in (6.2).

dNseksek

dNseksek X

SPX

SQ1

; 1 ⋅=⋅= (6.2)

Prvi preizkus smo začeli pri sekundarni delovni moči 0 W in jalovi moči -655,2 VAr, kjer

zaščita ni smela delovati. Potem smo jalovo moč začeli dvigovati po točkah zapisanih v

četrtem stolpcu, kjer smo merili čas zakasnitve delovanja zaščite.

Zaščita je pri tem preizkusu delovala pravilno.


sekundarni strani TMT in NMT 0 W.

Nastavitev [p.u.]

Točke preizkusa v mejah ±3% od

nastavitve [p.u.]

Psek

[W] Qsek

[VAr] pričakovane

vrednosti delovanja

odziv releja

1/Xd = 0,65

0,63 0,00 -655,2 ne deluje ni deloval

0,65 0,00 -675,5 (9,9…10,16) s 10,01 s

0,67 0,00 -695,8 (9,9…10,16) s 10,03 s

1/Xd = 0,68

0,66 0,00 -685,5 (9,9…10,16) s 10,05 s

0,68 0,00 -707,0 (0,29…0,37) s 0,33 s

0,70 0,00 -727,9 (0,29…0,37) s 0,34 s


61

Drugi preizkus smo izvedli na enak način kot prvi samo, da smo sekundarno jalovo moč

dvigovali pri konstantni sekundarni delovni moči 727,5 W. Rezultati so grafično prikazani

v karakteristiki, ki jo prikazuje slika 6.8. Zaščita je tudi pri tem preizkusu delovala pravilno.


sekundarni strani TMT in NMT 727,5 W.

Nastavitev [p.u.]


nastavitve [p.u.]

Psek

[W] Qsek

[VAr] pričakovane

vrednosti delovanja

odziv releja

1/Xd = 0,56

0,54 727,5 -559,7 ne deluje ni deloval

0,56 727,5 -577,0 (9,9…10,16) s 10,01

0,57 727,5 -594,3 (9,9…10,16) s 10,03 s

1/Xd = 1,08

1,05 727,5 -1093 (9,9…10,16) s 10,05 s

1,09 727,5 -1128 (0,29…0,37) s 0,33 s

1,12 727,5 -1161 (0,29…0,37) s 0,34 s

S tretjim preizkusom smo preverili blokiranje zaščite pri izpadu vzbujanja, ko pade napetost

na sponkah generatorja pod 25% nazivne napetosti. Preizkus smo izvedli s programskim

modulom za sekvence tako, da smo najprej simulirali jalovo moč -727,9 VAr pri nazivni

medfazni napetosti 120V, potem smo spustili napetost na 29,5V in proporcionalno dvignili

tok, da smo dobili enako jalovo moč, pri tej vrednosti je zaščita blokirala. Pri vrednosti

30,5 V pa je izklopila. Rezultati preizkusa blokade so zapisani v zadnjem stolpcu

tabele 6.13. Zaščita je pri tem preizkusu delovala pravilno.

Tabela 6.13: Preverjanje blokade zaščite pri izpadu vzbujanja na zmanjšano napetost

Nastavitev Umin [V]

Točke preizkusa (nastavitev ±0,5V)

[V]

Psek

[W] Qsek

[VAr] odziv releja

30 29,5 0,00 -727,9 zaščita je bila blokirana

30,5 0,00 -727,9 zaščita je delovala


62

V karakteristiko na sliki 6.8 smo vnesli rezultate prvega in drugega preizkusa v enotah moči

na sekundarni strani TMT in NMT.

Slika 6.8: Prikaz rezultatov preizkušanja zaščite pri izpadu vzbujanja

6.7 Preizkušanje diferenčne zaščite

V tabeli 6.14 so prikazane nastavitve parametrov, ki jih nastavimo za diferenčno zaščito

sinhronskega generatorja.

Tabela 6.14: Nastavitev parametrov diferenčne zaščite

Naslov Parameter v releju Območje nastavitve Nastavitev 2021 I-DIFF> (0,05... 2,00) · I/IN 0,18 · I/IN

2031 I-DIFF>> (0,05... 12,00) · I/IN 2,40 · I/IN

2041A SLOPE 1 (0,10...0,50) 0,18

2042A BASE POINT 1 (0,00... 2,00) · I/IN 0,00 · I/IN

2043A SLOPE 2 (0,10...0,50) 0,43

2043A BASE POINT 2 (0,00... 10,00) · I/IN 1,56 · I/IN


63

Iz parametrov, ki so nastavljeni v releju in prikazani v tabeli 6.14, določimo stabilizacijsko

karakteristiko, ki jo prikazuje slika 6.9. Odseke A, B, C in D določajo naslednji parametri:

- A ... »I-DIFF>« - prag vzbujanja diferenčnega toka

- B ... »BASE POINT 1« in »SLOPE 1« - začetna točka in strmina 1.premice

- C ... »BASE POINT 2« in »SLOPE 2« - začetna točka in strmina 2.premice

- D ... »I-DIFF>>« - prag vzbujanja nestabilizirane stopnje

Slika 6.9: Stabilizacijska karakteristika diferenčne zaščite

1. Priklju čitev preizkusne naprave (OMICRON CMC 256-6 in CMA 156):

Rele je priključen kot prikazuje slika 6.4. Rele napajamo z linijskimi tokovi v analogne

vhode z oznako »Q« in »J«.


Prvi preizkus, ki ga izvajamo pri rednih periodičnih preizkusih relejev med remontom, je bil

izveden tako, da smo izbrali nekaj točk na stabilizacijski karakteristiki in preverili, da bo

zaščita delovala v mejah sprejemljivosti, ki jih določa proizvajalec releja Siemens. Drugi

stolpec v tabeli 6.15 prikazuje točke, v katerih je bil izveden preizkus pri tri-fazni okvari na

strani zvezdišča generatorja. V tretjem stolpcu so vrednosti stabilizacijskega toka. Iz

rezultatov v zadnjem stolpcu tabele 6.15 je razvidno, da zaščita deluje po stabilizacijski

karakteristiki znotraj meja sprejemljivosti ±3%. Čas delovanja je bil med 34 in 44 ms.

2,4

1,568

0,18

dif

IN

Istab

IN

Idif >

Idif >>

slope 1 = 0,18

slope 2 = 0,43

0basepoint 2basepoint 1

Področje izklopa releja

AB

C

D


64

Tabela 6.15: Rezultati preizkusa diferenčne zaščite po stabilizacijski karakteristiki

Nastavitev Idiff· I/In

[A]

Točke preizkusa (nastavitev ±3%)

[A]

ISTAB [A]

Vrsta okvare odziv releja

0,18·I/In = 0,87 0,82 0,82 L1-L2-L3 ni delovala 0,87 0,87 L1-L2-L3 36 ms 0,92 0,92 L1-L2-L3 44 ms



2,4·I/In = 11,81 11,27 14,52 L1-L2-L3 37 ms 11,81 14,52 L1-L2-L3 37 ms 11,95 14,52 L1-L2-L3 34 ms

Rezultate smo prikazali tudi grafično na sliki 6.10, kjer so vidne točke preizkusa delovanja

zaščite pri simuliranju trifazne okvare na strani zvezdišča generatorja. Diferenčni in

stabilizacijski tok sta podana v amperih.

Slika 6.10: Prikaz rezultatov prvega preizkusa diferenčne zaščite

0

2

4

6

8

10

12

0 10 20 30

Idif

[A

]

Istab [A]

Zaščita ni delovala

Zaščita deluje


65

Drugi preizkus smo izvedli tako, da smo izbrali več točk na celotni stabilizacijski

karakteristiki. Točke smo vnašali v relativnih enotah I/In za diferenčni in stabilizacijski tok

v modulu »DIFFERENTIAL«. Preizkuse smo izvedli v območju diferenčnega toka od 15%

do 245% I/In in stabilizacijskega toka od 100% do 700% I/In. Preizkus je bil avtomatiziran

tako, da najprej nastopi okvara, nato normalno stanje. Čas med stanji je bil nastavljen na

0,5 s. Rezultati preizkusov, na sliki 6.11 prikazujejo, da je zaščita delovala v vseh točkah na

stabilizacijski karakteristiki pravilno. Čas delovanja je bil med 30 in 45 ms.

Slika 6.11: Prikaz rezultatov drugega preizkusa diferenčne zaščite

0

2

4

6

8

10

12

14

0 5 10 15 20 25 30 35

I d

iff

[A]

Istab [A]

Karakteristika releja Zaščita ni delovala Zaščita je delovala


66

6.8 Preizkušanje popolne zemeljskostične zaščite statorja

V tabeli 6.16 so prikazane nastavitve parametrov, ki jih nastavimo na podlagi podatkov


Tabela 6.16: Nastavitev parametrov za popolno zemeljskostično zaščito

Naslov Parameter v releju Območje nastavitve Nastavitev


5302 R< SEF ALARM (20...700) Ω 42 Ω (4.11)

5303 R<< SEF TRIP (20...700) Ω 21 Ω (4.12)

5304 T SEF ALARM (0...60) s 1,00 s /

5305 T SEF TRIP (0...60) s 1,00 s /

5306 SEF I>> (0,02...1,50) A 0,34 A (4.13)

5309 PHI I SEF (-60...+60)° 0° /

5310A SEF Rps (0,0...700,0) Ω 2 Ω /

Parametra »R< SEF ALARM« in »T SEF ALARM« - Prag vzbuditve in časovna zakasnitev

1.stopnje

Parameter podaja vrednost dozemne upornosti statorskega navitja pri kateri bo rele alarmiral.

V našem primeru je vrednost nastavljena na 42 Ω in zakasnjena za 1 s.

Parametra »R<< SEF TRIP« in »T SEF TRIP« - Prag vzbuditve in časovna zakasnitev

2.stopnje

Parameter podaja vrednost dozemne upornosti statorskega navitja pri kateri bo rele izklopil.

V našem primeru je vrednost nastavljena na 21 Ω in zakasnjena za 1 s.

Parameter »SEF I>>« - Prag delovanja, neodvisno od napetosti

S tem parametrom je podana amplituda dozemnega toka frekvence 20 Hz, ki mora steči, da

rele deluje neodvisno od napetosti Usef. V našem primeru je vrednost toka nastavljena na

0,34 A.


67

Parameter »PHI I SEF« - Korekcijski faktor kota

S tem parametrom kompenziramo kotni pogrešek TMT in napačne meritve kota zaradi

neidealne izvedbe ozemljitve ničlišča generatorja.

Parameter »SEF Rps« - Korekcijski faktor dozemne upornosti

S tem parametrom kompenziramo prehodno upornost ozemljitvenega transformatorja.

1. Priklju čitev preizkusne naprave (OMICRON CMC 256-6)

Rele priključimo s preizkuševalno napravo, kot prikazuje slika 6.12. Generator napetosti

priključimo na vhod R13 in R14, tokovni generator pa na vhod J7 in J8 releja Siemens

7UM622.

Slika 6.12: Vezava releja s preizkuševalno napravo CMC 256-6

2. Sekundarni preizkusi

Z generiranjem napetostnega (vhod R13-R14) in tokovnega signala (vhod J7-J8) smo

simulirali impedance za proženje zaščitne funkcije. Kot med napetostjo in tokom smo

nastavili na 90°. Frekvenca obeh signalov je bila 20 Hz. Na napetostnem izhodu smo

IL1,S2

IL1,S1

IL2,S221, 40, 46

64G

87G

64G

21, 40, 59,64G

IL2,S1

IL3,S2

IL3,S1

IEE1

UL1UL2UL2N

UE

7UM622

Q1

J1

Q2

J2

Q3

J3

Q4

J4

R15

Q5

J5

R17

J7

Q6

J6

R18

R13

R16

R14

J8

1

1

2

2

3

3

N

N

NAPETOSTNI IZHODI CMC 256-6

TOKOVNI IZHODI CMC 256-6


68

nastavili konstantno napetost 6 V in z nastavljanjem toka simulirali različne impedance.

Preizkus je bil izveden v točkah, ki so zapisane v drugem stolpcu tabele 6.17. Rezultati

preizkusa so pokazali, da rele deluje pravilno.

Tabela 6.17: Rezultati preizkusa popolne zemeljskostične zaščite

Nastavitev + Rps [Ω]


nastavitve [Ω]

Usef_sek

[V] Isef_sek

[mA] Kot med

napetostjo in tokom [°]

delovanje zaščite

Rsef + Rps = 44

46,2 6 130 90 ni delovala

43,8 6 137 90 alarm

41,8 6 144 90 alarm

Rsef + Rps = 23

24,2 6 248 90 alarm

23,0 6 261 90 1,58 s

21,9 6 275 90 1,55 s

3. Primarni preizkusi v zvezdišču generatorja

Slika 6.13: Shema priklopa uporovne dekade pri primarnem preizkusu popolne zemeljskostične zaščite

SG

uporovna dekada


69

Preizkus je bil izveden na objektu. Med zvezdiščem generatorja in ozemljitvijo smo

priklopili uporovno dekado (slika 6.13), s katero smo spreminjali dozemno upornost med

zvezdiščem in ozemljitvijo. Na releju smo spremljali pri katerih vrednostih rele proži signal

za alarm in pri katerih vrednostih za izklop. Rezultati so v primarnih vrednostih, katere

preračunamo na sekundarne po (4.11). Rezultati preizkusa so podani v tabeli 6.18, kjer je

razvidno, da je zaščita začela delovati pri upornosti 1,9 kΩ, do alarma pa je prišlo že pri

upornosti 4,1 kΩ.

Tabela 6.18: Rezultati primarnega preizkusa popolne zemeljskostične zaščite

Rsef (primarna stran) [Ω]

Rsef (sekundarna stran) [Ω]

Delovanje zaščite

∞ ∞ ni alarmirala

10000 105,8 ni alarmirala

7000 74,1 ni alarmirala

4100 43,4 je alarmirala





1900 20,1 je delovala

0 0,0 je delovala


70

7 SKLEP

V diplomskem delu je predstavljena numerična zaščita sinhronskega generatorja v Nuklearni

elektrarni Krško. Na splošno smo opisali zaščitne funkcije zaščite sinhronskega generatorja

in podali posamezne izračune primarnih in sekundarnih vrednosti zaščitnih parametrov. V

laboratoriju, v podjetju, smo preizkusili rezervni rele, v katerem so bile parametrirane enake

zaščitne funkcije, kot na releju, ki je nameščen v relejni omari v elektrarni. V pomoč so nam

bili preizkuševalni protokoli, ki jih uporabljamo za preizkušanje vgrajenih relejev v

elektrarni. Na releju so bile parametrirane naslednje zaščitne funkcije: diferenčna zaščita,

prenapetostna zaščita, impedančna zaščita, zaščita pri izpadu vzbujanja in popolna

zemeljskostična zaščita, pri kateri je predstavljeno tudi primarno preizkušanje. Sekundarni

preizkusi so bili izvedeni z generatorjem signalov oz. preizkuševalno napravo Omicron, ki

jo uporabljamo pri rednih obdobnih preizkusih med remonti elektrarne. Zaščitne funkcije so

bile preizkušane v karakterističnih točkah, ki določajo prag vzbuditve zaščit. Diferenčno

zaščito smo preizkusili tudi v celotnem področju delovanja po stabilizacijski karakteristiki.

Odzivi releja so pokazali, da zaščita deluje ustrezno.

V obdobju, po zamenjavi elektromehanskih z numeričnimi releji, zaščita ni nikoli po

nepotrebnem oz. nepravilno delovala na prehodne pojave v 400 kV prenosnem omrežju, ki

so bili kot posledice pojavov zemeljskih stikov, prenapetosti, nesimetričnih obremenitev oz.

APV-jev (avtomatskih ponovnih vklopov). Opažamo pa, da te dogodke releji beležijo kot

vzbuditev distančne zaščite, nadtokovne zaščite bloka, diferenčne zaščite pod spodnjo mejo

stabilizacijske karakteristike in zemeljskostične zaščite glavnih transformatorjev.


71

8 VIRI, LITERATURA

[1] R. Istenič, Splošni opis NEK, Ljubljana: Izobraževalni center za jedrsko tehnologijo

Milana Čopa, avgust 2005.

[2] Brošura Nuklearne elektrarne Krško, Nuklearna elektrarna Krško, november 2010.

[3] M. Žvar (revizor), Generator in pomožni sistemi, Ljubljana: Izobraževalni center za

jedrsko tehnologijo Milana Čopa, avgust, 2005.

[4] A. Kunej, Analiza stanja relejne zaščite GN, bloka, in T3, junij, 2002.

[5] R. Leskovec, Study of the protection setting for the generator and other systems of the

Krško Nuklear power plant, 2010 rev.1, Ljubljana: Elektroinštitut Milan Vidmar,

september 2011.

[6] Multifunctional Machine Protection, 7UM62 V4.6, Manual, Siemens.

[7] V. Leonov, A. Russo, K. Chan, S. Farley, „Generator Design, Parameters,

Characteristics. Report Number 22002183-001 Rev 2,“ Orlando, Florida, februar 2010.

[8] H. Markiewicz, A. Klajn, Standard EN 50160 - Voltage Characteristics in Public

Distribution Systems, julij 2004.

[9] COMTRADE, A new standard for common format for transient data exchange

Prepared by working group H-5 of the Relaying Channels Subcommittee of theIEEE

Power System Relaying Committee, October, 1992.

[10] CMC 256 Hardware reference manual, OMICRON, 2004.

[11] A. Krašovec, „Končno poročilo: Preizkušanje naprav zaščite generatorja 880 MVA in

bloka XR,“ Ljubljana, 2014.

[12] B. Grčar, Uvod v zaščito elementov elektroenergetskih sistemov, prva izd., Maribor:

FERI, 1999.


73

9 PRILOGE

PRILOGA A:

NASLOV ŠTUDENTA

Damjan Judež

Wolfova ulica 13

8273 Leskovec pri Krškem, Slovenija

e-mail: [email protected]

KRATEK ŽIVLJENJEPIS

Rojen: 01. 05. 1976 v Brilon-u (ZR Nemčija)

Šolanje: 1982-1990 Osnovna šola, Jurij Dalmatin Krško

1990-1994 Srednja šola Krško, elektrotehnika-energetika

Z družino živimo v Leskovcu pri Krškem. Od leta 1995 do leta 2002, sem delal v zasebnem

podjetju Elektroinštalacije Arh, od leta 2002 dalje delam v Nuklearni elektrarni Krško. Prosti

čas posvečam družini, rekreaciji in prijateljem.

PRILOGA B: Obratovalni diagram sinhronskega generatorja [7]

76

PRILOGA C: Enopolna shema električnega razvoda in zaščitnimi releji

zaŠ Čita generatorja v nek - core.ac.uk · relay protection of synchronous generator in krško...

Documents