КОНТРОЛЛЕРЫ DEIF
ЗАЩИТА АВТОНОМНОГО ГЕНЕРАТОРА, РАБОТАЮЩЕГО ПАРАЛЛЕЛЬНО С СЕТЬЮ

Николай Алексеев, к.т.н., профессор ГМА им. адм. С. О. Макарова,
Глеб Ростиславин, инженер ООО «Компания ДВК-электро»

Автономные генераторные установки (АГУ) помогают обеспечить бесперебойное электроснабжение ответственных потребителей. На конкретных объектах их включают параллельно с сетью электроснабжения, а для автоматического управления дизель-генераторами используют микропроцессорные контроллеры.

Изначально распределительные сети проектируются как пассивные: направление потока электроэнергии в них неизменно и определено заранее. Поэтому АГУ, подключаемые параллельно распредсетям, не включены в их контур управления/защиты.
При отключении участка сети, к которому подсоединены один или несколько генераторов, этот участок переходит в автономный режим. Негативные последствия такого режима:

• мгновенная перегрузка генератора;
• несинхронное включение генератора при восстановлении напряжения сети, когда за время её отключения напряжения генератора и сети существенно разошлись по фазам;
• повышение/понижение частоты и/или напряжения на автономном участке сети.

• контроль напряжения и частоты;
• контроль экспорта реактивной энергии;
• контроль скорости изменения напряжения;
• контроль скорости изменения мощности;
• контроль скорости изменения частоты генератора;
• защита от броска вектора.

Защита, основанная на контроле скорости изменения частоты, позволяет обнаружить потерю напряжения сети в течение нескольких периодов и благодаря скорости срабатывания отключить автомат раньше, чем произойдет несинхронное подключение автономного участка после кратковременного отключения питания. Способы измерения скорости изменения частоты: 1) контроль времени между моментами перехода напряжения через ноль; 2) разложение напряжения в ряд Фурье с последующим определением частоты основной гармоники. Первый способ не требует сложной обработки измерительного сигнала, поэтому применяется в многофункциональных недорогих контроллерах. Второй требует значительных вычислительных мощностей и используется в специальных реле защиты.
Защита от броска вектора основана на том, что при внезапном отключении участка от сети нагрузка получает питание только от генератора. Это приводит к смещению вектора относительно первоначального значения (рис.2).
Данная защита сравнивает длительности предыдущего полупериода напряжения и по-следующего. Если разница больше уставки, формируется сигнал неисправности (рис. 3). Уставки находятся в пределах от 0О до 90О. Рекомендуемое значение уставки – от 7О до 12О. Для смещения вектора напряжения в этом диапазоне необходимо, чтобы разница между мощностью генератора на момент перехода в автономный режим и нагрузкой автономного участка была в пределах 20–30%.

КОНТРОЛЛЕРЫ BGC, AGC, GPC серии Multi-line 2 фирмы DEIF (Дания)

• защита по высокому/низкому напряжению сети – для данной защиты задаются максимальные/минимальные уставки и время задержки срабатывания;
• защита по высокой/низкой частоте сети – для данной защиты задаются максимальные/минимальные уставки и время задержки срабатывания;
• защита по скорости изменения частоты сети – для данной защиты задаются максимальная допустимая скорости изменения частоты и количество периодов напряжения, в течение которых осуществляется контроль скорости изменения частоты;
• защита от броска вектора напряжения – для данной защиты задается максимальное допустимое смещение вектора в электрических градусах.

Кроме перечисленных, в контроллере AGC реализована защита, основанная на контроле амплитуды вектора напряжения прямой последовательности. Данная защита является дистанционной, с дальностью действия до нескольких десятков километров. Поскольку она позволяет обнаруживать причину, вызывающую срабатывание релейных защит сети, то время ее реакции очень коротко. Для этой защиты задаются минимальное допустимое значение амплитуды вектора напряжения прямой последовательности и время контроля данного напряжения в периодах.