Устройство для защиты цепей возбуждения синхронной машины от замыкания на землю в одной точке

Устройство для защиты цепей возбуждения синхронной машины от замыкания на землю в одной точке

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЦЕПЕЙ ВОЗБУХ ДЕНИЯ СИНХРОННОЙ МАШИНЫ ОТ ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В ОДНОЙ ТОЧКЕ, содержащее посторонний источник постоянного .напряжения , измерительный датчик, токоограничивающий резистор соединенный с валом ротора, и блок сравнения с выходным органом, отличающееся тем, что, с целью устранения зависимости чувствительности устройства от места замыкания, в него дополнительно введены корректирующий конденсатор, разделительный диод,задающий генера .ор, электронный ключ, блоки выборки и хранения, блок формиро.вания рабочего сигнала и элемент блокировки , причем электронный ключ и разделительный диод включены последовательно в цепь постороннего источника постоянного напряжения, коррек (Л тирующий конденсатор включен параллельно входу устройства защиты, вы- . ход задающего генератора подключен к выходам электронного ключа, элемента блокировки и первому входу блока выборки и хранения, вь|,од измерительного датчика соединен с входом блока формирования рабочего сигОС нала и вторым входом блока выборки и хранения, а выходы блока формироэо вания рабочего сигнала, блока выборки и хранения и элемента блокировки подключены соответственно к первому, -второму и третьему входам блока сравнения, выход которого-соединен с входом выходного органа.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(51) H 02 Н 7/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВ,/

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3321883/24-07 (22) 24.07.81 (46) 30.03.83. Бюл. 0 12 (72) В.К.Ванин и С.С.Сарычев (71) Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М. И.Калинина (53) 621.316.925(088.8) (56) 1. Михайлов В.В. Реле сигнализации замыкания на землю в цепи возбуждения гидрогенераторов. - "Электрические станции", 1958, V 9.

2. Светличный В.Л. Устройство автоматического контроля изоляции цепей возбуждения гидрогенераторов.

"Электрические станции", 1958, " 9.

3. Тагунов Л.В. Чувствительная защита цепей возбуждения генераторов и синхронных комйенсаторов от замыкания на землю в одной точке.

Опыт эксплуатации релейной защиты, электроавтоматики и телемеханики в системе Днепроэнерго, БТИ ОРГРЭС, 1964.

4, Гостев И.В., Сагателова Э.А.

"Устройство защиты от замыкания на землю одной точки в цепях возбуждения гидрогенератора,„- "Электричес;кие ст.анции"., 1959. N 8. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ,ЦЕПЕЙ ВОЗБУХ1ДЕНИЯ СИНХРОННОЙ МАШИНЫ . ОТ ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В ОДНОЙ ТОЧКЕ, содержащее пост оронний ж сточни к постоянного напряжения, измерительный датчик, токоограничивающий резистор соединенный с валом ротора, и блок сравнения с выходным органом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью устранения зависимости чувствительности устройства от места замыкания, в него дополнительно введены корректирующий конденсатор, разделительный диод, задающий генера ор, электронный ключ, блоки выборки и хранения, блок формирования рабочего сигнала и элемент блокировки, причем электронный ключ и разделительный диод включены последовательно в цепь постороннего источни ка постоянного напряжения, корректирующий конденсатор включен параллельно входу устройства защиты, вы- . ход задающего генератора подключен к выходам электронного ключа, элемента блокировки и первому входу блока выборки и хранения, выход измерительного датчика соединен с входом блока формирования рабочего сигнала и вторым входом блока выборки и хранения, а выходы блока .формирования рабочего сигнала, блока выборки и хранения и элемента блокировки .подключены соответственно к первому, второму и третьему входам блока сравнения, выход которого соединен с входом выходного органа.

О8842 2

1 1О

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для релейной защиты синхронных машин.

Известны устройства для защиты цепей возбуждения от замыкания на землю в одной точке ).

Недостатком данного устройства для защиты, имеющего в своем составе мостовую схему и измерительный орган является наличие зоны нечувствительности, которая возрастает с увеличе нием величины сопротивления замыкания на землю, Известны также устройства, измеряющие ток замыкания, протекающий через измерительный орган, поочередно подключаемый между землей и полюсами обмотки возбуждения f2 3.

Недостаток такого устройствазависимость чувствительности от места замыкания.

Кроме того, известны устройства для защиты, использующие посторонние источники питания (3!.

Однако устройства для защиты, измеряющие ток замыкания, протекающий через измерительный орган (через место замыкания ) под дейст. вием постороннего источника переменно" го напр„жения, не обеспечивают требуемой чувствительности. вследствие влияния изменения емкости цепей возбуждения на землю на работу защиты.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для защиты, содержащее посторонний источник постоянного тока, измерительный датчик и измерительный орган 4, измеряю" щее ток, протекающий через место повреждения от постороннего источника постоянного тока. По величине этого тока судят о величине сопротивления замыкания на землю. Величина этого тока, однако, з а висит не только от величины сопротивления на землю, но и от места замыкания, что является недостатком защиты.

Цель изобретения - устранение зависимости чувствительности устройства защиты от места замь:кания

Указанная цель достигается тем, что в устройство для защиты цепей возбуждения синхронной машины от замыкания на землю, содержащее посторонний источник постоянного напряжения, измерительный датчик, токсог-раничивающий резистор, соединенный с валом ротора, и блок сравнения с выходным органом, дополнительно ввеУ

15 и

45, йены корректирующий конденсатор, разделительный диод, задающий генератор, электронный ключ, блок выборки и хранения, блок формирования рабочего сигнала и элемент блокировки, причем электронный ключ и разделительный диод включены последовательно в цепь постороннего источника напряжения, корректирующий конденсатор включен параллельно входу устройства защиты, выход задающего генератора подключен, к входам электронного ключа, элемента блокировки и первому входу блока выборки и хранения, выход изме р ит ел ьного дат чи ка соединен с входом блока формирования рабочего сигнала и вторым входом блока выборки и хранения, а выходы блока формирования рабочего си-(нала, блока выборки и хранения и элемента блокировки подключены соответственно к первому, второму и третьему входам блока сравнения, выход которого соединен с входом выходного органа.

Выходной блок выполнен из последовательно,соединенных интегратора и компаратора.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства для защиты, на фиг. 2 - осциллограммы напряжения.

В состав устройства входят посторонний источник 1 постоянного напряжения, к которому подключены последовательно соединенные электронный ключ 2 и разделительный диод 3, измерительный датчик 4, корректирующий конденсатор 5, включенный параллельно входу устройства для защиты, токоограничивающий резистор 6, задающий генератор 7, блок 8 формирования рабочего сигнала, блок 9 выборки и хранения, и элемент 10 блокировки подключенный к блоку 11 сравнения, связанный с выходным органом 12, Задающий генератор 7 формирует прямоугольные импульсы положительной и отрицательной полярности (фиг ° 2а).

Длительность положительного импульса определяется в основном посто янной времени заряда результирующей емкости Ср (С =С +СВ), где С вЂ” емкость на землю положитального полюса обмотки l 3 возбуждения; С - емкость корректирующего конденсатора: ВАР (RÔ+ 0)(C„+C61

8842

3 100

Длительность положительного импульса выбирается равной

Т+ "- Ж

Длительност ь отрицательного импульса определяется в основном постоянной времени разряда Со

С С up — P : где R> - величина сопротивления 14 . замыкания цепи возбуждения на землю.

Длительность отрицательного импульса выбирают Т 5 с

При формировании отрицательного импульса на выходе задающего генера" тора в момент 1 =0 фронтом импульса производится запуск элемента блокировки, который формирует импульс длительностью

"И= о где ) =3-4 i>>p определяется временем окончания процесса заряда емкости С>.

В это же время ключ Кп на полевом транзисторе, входящий в состав блока выборки и хр анени я открыт и конден сатор памяти разряжен, При формировании положительного импульса на выходе задающего генератора в момент времени t=t размыка1 ется ключ Кп блока 9 выборки и хранения информации .и замыкается ключ

2 в цепи источника постоянного напря= жения °

При замыкании ключа 2 напряжение постороннего источника 1 прикла" дывается между положительным полюсом обмотки возбуждения и землей. В результате замыкания цепи постороннего источника в обмотке протекает ток и на измерительном датчике 4 выде-. ляется напряжение.

В момент замыкания ключа 2 ток через датчик 4 вследствие шунтирующего действия С> определяется и Uñð

Rè о где Ед - ЭДС постороннего источник

1 постоянного тока;

0с - напряжение на емкости, определяемое ЭДС возбуждения и местом замыкания. ар=о Ев, где с - расстояние от положительного полюса обмотки возбуждения до места замыкания, Е - ЭДС возбуждения.

После- заряда емкости (спустя 3

4 ь д } ток в цепи определяется

Е„-oLF В

Р РФ+Ра+РЗ

5 где R> - величина сопротивления замыкания на землю цепи возбуждения.

На фиг. 2в представлена осципло1в грамма напряжения на датчике 4 при работе устройства.

-Напряжение с датчика 4 поступает на входы блока 8 формирования рабочего сигнала и блока 9 выборки и хра1д нения информации.

Блок 8 представляет собой инверти рующий усилител ь, Напряжение на его выходе представлено на фиг. 2г.

Блок 9 является пиковым детектор. ром, запоминающим за время =Т мак" симальное значение напряжения на дат чике 4. Осциллограмма выходного напряжения блока 9 выборки и хранения предст а алена на фи г. 2д.

Отношение величины тока в момент замыкания ключа t=t и установивше1 гося значения тока в момент t jj tq+g

1 R+R ФРЗ о з

Р Ф 0 определяется только величинами сопротивлений в цепи постороннего источника и сопротивления замыкания на зем"..

:лю.

Й +Р +1

Если и о 3 зю p+p где R> - уставка по величине сопротивления замыкания на землю для рассматриваемого. устройства защить1, в то устройство срабатывает когда

"S1,iX8 - И - ВЫХ8

При выполнении этого условия на выходе блока 11 сравнения появля" ются импульсы отрицательной полярности, которые поступают на выходной орган 12. Осциллограмма выходного напряжения блока 1! при выполнении условия (1 ) представлена на фиг. 2е.

Выходной орган 12 предназначен для исключения ложной работы при возникновении импульсной помехи и соз-. дания непрерывного сигнала при срабатывании устройства.

Осциллограммы выходных напряжений интегратора и компаратора представлены на фиг. 2ж и э соответственно.

842 6 щищаемых цепей, а также от места за-1 мыкания, Устройство реагирует на замыкание в цепях всззбуждения, а не только в обмотке ротора, и может работать с любой системой возбуждения без дополнительной настройки.

% 1008

Вследствие того, что устройство заблокировано на время большее времени затухания переходных процессов, влияние индуктивности обмотки возбуждения на работу устройства не рассматривается.

Таким образом, предлагаемое устроиство реагирует на сигнал, пропорциональный величине сопротивления замыкания на землю цепей возбуждения t0 синхронной машины, который не зависит от величины емкости на землю заЦепи устройства и защищаемые цепи разделены с помощью диода, что устраняет взаимное влияние этих цепей друг на друга.

1OO884z срцг. 2

Сост ави тел ь Т. Щегол ь кова

Редактор Л. Пчелинская Техред И. Гайду

Корректор Ю.Иакаренко

Заказ 2354/65 Тираж 615 Подписное

ВНИИПИ Государственного коиитета СССР по делан изобретений и .открытий

113035, -Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4