Устройство защиты синхронного генератора от асинхронного хода

Патент 1042124

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ГЕНЕРАТОРА ОТ АСИНХРОННОГО ХОДА, содержащее фазочувствительную схему, элемент :времени и релейные элементы, о т л ичающееся тем, что, с целью Ъа , вьЕшения надежности и быстродействия устройство снабжено тремя интегрирую-, щими элементами с порогами срабаты- ;, .вания, инвертором, R5-триггером, пороговым элементом и трехвходовым логическим элементом И, в качестве элемента времени испольаован одвовибра , тор, а фазочувствительная схема выпрлнена в виде двухвходового логического элемента И, причем входы двухвходового логического элемента И подключены к зажимам для подключения К разнополярным концам обмоток измерительного трансформатора напряжения шин станции и вспрмогательного -дгенератора , а выход подсоединен к трем интегрирующим элементам с порогами срабатывания, при этом один из интегрирующих элементов подключен к выходу элемента И через инвертор, выход одного интегрирующего элемента присоединен к первому релейному i элементу, который выполнен со сглаживанием на выходе и установлен в цепи предупредительнойсигиализа .ции, а -выход второго интегрирующего эл лента связан со входсял.одиовибратора и с S-входом -RS-триггера, а ;выход третьего интегрирующего элемен ,та соединен с R г-входом RS-триггера и с одним из входов трехвходового логического элемента И, второй вход КОТОРОГО подключен к выходу одно4 Ю вибратора, а третий - к выходу порогового элемента, вход которого подKJno4eH к зажиму для, присрединения isd на измерительный трансформатор токастатора , причем выход элемента И M: присоединен ко второму рейлейному злеаменгу, который выполнен с памятью и установлен в цепи отключения iгенератора.

„.gg„„1042124

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

Республик

" уд) Н 02 Н 7/06; Н 02 J Ä3/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ю

1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТЦУ,г ъ

° а

° ° аФ

Р (21 ) 3410181/24-07 .. :: мента времени использован одновибра.(22) 22,03.82 . тор, а фазочувствительная схема вы. (46 ) 15. 09.83. Вюл.934 полнена в виде двухвходового логичес(72). Т.С. Андреева, F.B. Вархатов . вЂ . вЂ . ..кого элемента И, причем входы двухи И.И. деонов . . : -- входового логического элемента И (71) Всесоюзный научно-исследование,ьс .:: подключены к зажимам для подключения .кий институт электромашнностроения -,-- к разнополярным концам обмоток изме153) 621.316.925(088.8) . ::, рительного трансФорматора напряжения (56) 1. recce S.A., Цетлин B.H .О воз»., шин станции и вспомогательного генеможности сохранения в сети гидрогене» . ...,-- ратора, а выход подсоединен к трем ратора, потерявшего возбуждения.. вЂ” .-.: интегрирующим элементам с порогамн

"Электрические станции", 1972, y3. .=. ::-:срабатывания, при этом один из ин2. Долгополов В.Н., цоляков B.E. :.- тегрирующих элементов подключен к

Защита гидрогенератора от асинхронно-;. вЂ - выходу элемента И через инвертор, ° :ro.хода. -"Электрические станции", ":: выход одного интегрирующего элемента "

1973, 91. ;-;;., -присоединен к первому релейному

3. Вольнов В.В. Устройство ддя . =:..элементу, который выполнен со сгла- I защиты синхронного генератора от ..-::-- живанием на выходе и установлен в асинхронного хада,-"Информационный . ;-:-,.цепи предупредительной.сигналиэалюсток Красноярского цНТИ".,9141-74.: ::: вЂ :.ции, а выход второго интегрирующего

4. Вольнов В.В. Опыт эксплуатации ., ::- элемента связан со входом. одновибразащиты от асинхронного хода генера- }. тора и с 5 -входом ftS-триггера, а торов Красноярской ГЭЯ.-"Электричес-.,- выход третьего интегрирующего элеменкие станции . 1975, 9 5. ; та соединен с R -.входом р5 -тригге ра и с одним из входов трехвходового .(54 )(57 ) УСТРОЯСТВО ЗИЦИТЦ ГЕНЕРАТОРА :"::.. -логического элемента И, второй вход

ОТ АСИНХРОНЙОГО ХОДА, содержащее фа- . которого подключен к выходу аднозочувствительную схему, элемент вре- .- -=. вибратора, а третий - к выходу поро. мени и релейные элементы, о т л и - -:::: .. гового элемента, вход котор6го подч а ю щ е е с я теМ, что, с целью пси: ключен к зажиму для,присоединения вышения надежности и быстродействия,: на измерительный трансформатор тока. устройство снабжено тремя интегрирую;.:.. статора, причем выход элемента И щими элементами с порогами срабаты- -„",:::,:: Присоединен ко -второму рейлейному вания, инвертором,.Rs-триггером, по- - .. элементу, который выполнен с памяроговым элементом и трехвходовым ло- =";.-- тью и установлен в цепи отключения гическим элементом И, в качестве эле- .--- ;генератора..

1042124 чится только на следующем повороте, если при этом не выйдет из строя.

Цель изобретения - поньиаение надежности и быстродействия защиты генератора от асинхронного хода.

Поставленная цель достигается тем, что устройство защиты генератора от асинхронного хода, содержащее фазочувствительную схему, элеяент времени и релейные элементы, снабжено тремя. интегрирующими элементами с порогами срабатывания, инвертором, RSтриггером, пороговым элементом и трех. нходовым логическим элементом И, причем в качестве элемента времени использован одновибратор, а фазочувстнительная схема выполнена в ниде двухвходового логического элемента,И, при. чем входы двухвходоного логического элемента И подключены к зажимам для подключения к разнополярным концам обмоток измерительного трансформатора напряжения шин станции и вспомогатель ного генератора, а выход подсоединен к трем интегрирующим элементам с по рогами срабатывания, при этом один из интегрирующих элементон подключен к выходу элемента И через инвертор, в свою очередь, выход одного интегрирующего элемента присоединен к первому релейному элементу, который выполнен со сглаживанием на выходе и установлен в цепи предупредительной снгнализацин, выход второго интегрирующего элемента связан со входом однонибратора и с 5 -.входом RS -триггера, а выход третьего интегрирующего эле-,, мента соединен с Ф -входом РЙ -триггера и с одним из входов трехвходового логического элемента И,.второй вход котоРого подключен к выходу одно. вибратора, а третий - к выходу порого вого элемента, вход которого подклю чен к зажиму для присоединения .на из мерительный трансформатор тока стато-, ра, причем выход элемента И присоеди нен ко второму релейному элементу, который выполнен с памятью и устайов- лен в цепи отключения генератора.

Создание ооответствующей схемы на полупроводниковых элементах с иэмерением углов во всем диапазоне .0-360О и широким изменением заданного времени скольжения:вплоть до секунд. позволяет в случае возникновения. асинхронного хода надежно .и быстро отключить генератор при заданных углах и скольжениях после 180а

На чертеже приведена блок-схема устройства защиты генератора от асин хронного хода.

Входы двухвходового логического элемента И 1, выявляющего угол,выбега ротора, подключены через понижающие трансформаторы к разнополярным .концам обмоток измерительных трансфор. маторов напряжения шин станции и вспо могательного генератора на валу ротоИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано на электростанциях для защиты генераторов от асинхронного хода.

Асинхронный ход является одним из опасных аварийных режимов мощных генераторов, так как сопрожож= дается значительными электродинамическими и температурными перегрузками, способными привести к повреждению генератора и длительному выходу 1О его из строя.

Известны устройства защиты от асинхронного хода, основанные на изменении угла ротора относительно статора (1g и (2 . 35

Однако они не позволяют надежно и быстро выявлять асинхронных ход, т.е. выпадение генератора из мсинхро низма.

Известно устройство защиты от 20 асинхронного хода, измеряющее угол и скольжение ротора относительно статора, а также ток статора. Устройство содержит две мостовые фазочувствительные схемы с поляризованны- 2g ми реле на выходе, реле времени, реле максимального тока и выходные реле. Фазочувствительные схемы измеряют угол между напряжениями шин станции н тахогенератором на валу ротора.

Одно поляризоваиное реле срабатывает в диапазоне углов 90-270, другое180-ЗбОО. Угол 180 фиксируется одновременной работой реле. Реле времени задает величину уставки скольжения, реле максимального тока определяет уставку по току статора, а выходные реле дают сигналы на отключение и разгрузку. При угле 90©запускается реле времени и начинается контроль скольжения, который .продол- 4О жается до 180 . Если реле времени не успевает отработать, а реле тока сработает, т.е, скольжение ротора.и ток .статора превысят критические значения, то при 180 выходное реле дает сигнал на отключение. Если вЂ :реле времени отработает и реле тока.не сработает, то при 180О на выходе появится сигнал на разгрузку генератора ГЗ) и Г43.

Существующая схема защиты от асинхронного хода ие позволяет надеж- . но и быстро определять асинхронных ход ход, приводящий к повреждению генератора. При вйпадении генератора из синхронизма .скольжение ротора до 180а изменяется незначительно и только после 180 начинает сильно увеличиваться. Поэтому измерение скольжения в.пределах 90-1800 не обеспечивает надежной и быстродействующей защиты 60 генератора от асинхронного хода. Хотя после 180б скольжение превысит критическое значение, генератор не отклю чается, проработает н опасном режйме целый цикл, а с замедлением отклю1042124

A ра. Выход этого элемента соединен .с ного элемента б. Ha его выходе появ-, интегрирующим элементом 2, задающйм,ляются,сигналы, которые сглаживаются угол подачи предупредительного сигна- и действуют на предупредительную сигла, а также с интегрирующим элементом нализацию для принятия вручную мер

3, задающим угол начала разгрузки,. к нормализации режима генератора. и измерения скольжения, и через. инзер 5 В случае безрезультатности предо" тор 4 с интегрирующим элементом 5,,:: .предительной сигнализации угол. выбезадающим угол снятия разгрузки и pas-" ra ротора продолжает расти и достирешения отключения. Выход интегри«, гает 180О . Это уже свидетельствует рующего элемента 2 связан с релейным: о возникновении асинхронного хода. элементом б, имеющим на выходе сгла - 10.Длительность импульсов с выхода ло- . живание и действующим. на предупреди-. -. гического элемента увеличивается тельную сигнализацию. Выход интегри- до 10 мс. При такой длительности терующего элемента 3 присоеди:,ен к 9 - ..перь и на выходе .интегрирующего элевходу : й5 -триггера 7, действующего, мента 3 с соответствующей постоянной на автоматическую разгрузку генера- . 15 времени возникают. импульсы и вызывают тора, и к одновибратору 8, задаю- . срабатывание следующих за ним элеменщему, время измерения скольжения. . тов.-В частности, импульсы идут на

Вьасод интегрирующего элемента 5 . : 5 =вход RS -триггера разгрузки 7 и включен на R -вход R5-триггера ."- переводят его в состояние срабатываразгрузки 7 и на один из входов -1О ния (запись ). На выходе триггера потрехвходового логического элемент- .является сигнал и действует на авто-. та И 9. Другой вход этого элемен- . матическую разгрузку генератора. та соединен с выходом одновибратора Кроме того, указанные импульсы посту. заданного времени скольжения 8, а,пают -на вход одновибратора заданного третий вЂ” связан с выходом noporosoro, 5.времени скольжения 8 и вызывают его элемента 10 который подключен к из- сРабатывание. На выходе одновибратоI

1 мерительному трансформатору тока на -; ра появляется сигнал и воздействует выводах статора генератора. Выход ло- на один нз входов логического элеменгического элемента 9 присоединен к та 9. релейному элементу 11 имеющему па- При даЛьнейшем увеличении угла про мять (подхват 1 и действующему на, от-. ворота ротора длительность импульсов ключение генератора. с выхода .логического элемента 1 умень.

Устройство защиты генератора от шается, а на выходе связанного с ним асинхронного хода действует следующим инвертора 4 растет. Когда угол достиобраэом. гает 2700i длительность импульсов увеУгол выбега ротора относительно З5 личивается до 15 мс. В этом случае статора логический элемент 1 опреде- - . надлежащая постояиная времени интегрн ляет.по разности фаз между напряжения- рующего элемента 5 обеспечивает нояв ми с шии станций Оси с вспомогатель- ление на его выходе импульсов, вызыного генератора на валу ротора Up > вающих действие последующих элеменпоступающими на его входы. Элемент .. l0 тов. Так, импульсы поступают на реагщэует на совпадение полуволн од- вход RS -триггера разгрузки 7 и приво ного, знака этих .напряжений и выдает . дят его-в несработанное.состояние. на выходе импульсы, длительность ко+ (стирание ). Сигнал на выходе триггеторых равна времени совпадения. Для ра исчезает.и снимает автоматическую того, чтобы длительность ивжульсов .. 45 разгрузку генератора. Указанные имбыла прямо пропорциональнЫ разности : пульсы действуют также и на второй фаз и соответственно углу выбега ро- вход логического элемента 9. тора, указанные напряжения подаются . Уставку срабатывания по скольжению на входы элемента в противофазе. ИМ-- относительной угловой скорости пульсы с выхода логического элемента 5О проворота ротора задает своим временем идут на интегрирующие элементы с работы одновибратор 8. Одновибратор порогами срабатывания, которые реаги- срабатывает при угле 180 и заданное руют на их длительность и своими пос- время удерживает сигнал, на своем вытоянными времени задают уставки сра-. ходе. Если разгрузка действует успеш-

" батывания по углам выбега ротора. но, угол проворота растет медленно, При нарушении нормального режима . и скольжение не превыаает уставку работы генератора угол выбега ротора . срабатывания, то одновибратор отрабоначинает расти и может увеличиться - тает раньше,,чем буДет достигнут угол до. 90 . Непосредственного факта асин- 270, т.е. сигнал с одновибратора на хронного хода еще нЫт. Длительность, .входе логического элемента 9 исчезнет импульсов с выхода логического эле- 60 до того, как на другом его входе по« мента достигает соответственно 5 мс.- явятся импульсы от интегрирующего

Постоянная времени интегрирующего ; элемента 5. Логический элемент не раэлемента 2 такая, что при этой дли-: . ботает. Импульсы с элемента 5 воздейтельности на его выходе возникают. Нм- ствуют íà RS -триггер и он. снимает пул сы и вызывают срабатывание релей 65 автоматическую разгрузку генератора, 1042124 который втягивается в синхронизм. В,кого элемента появляется импульс и том случае, когда разгрузка не прино- вызывает срабатывание релейного эле- .сит успеха, угол проворота быстро воз мента 11.. Сигнал на его выходе запоми растает и скольжение больше уставки нается и действует иа отключение гесрабаты ния,. угол 270 будет. достиг- нератора, предотвращая повреждение нут раньше, чем отработает одновибра- последнего. тор, т.е. импульсы от интегрирующего : Использование предлагаемого устройэлемента 5 и сигнал с выхода: одновиб-.,ства защиты от асинхронного хода обесратора 8 действуют: на логический эле-,печивает по сравнению с известными устмеит 9 одновременно. Если при этом . ройствами более надежную и быстродейстток статора превиаает критическую, >0 вующую защиту генератора, что предотвеличину,. то срабатывает пороговый, ;вращает возникновение и .развитие в элемент 10 и подает сигнал на третий нем повреждений и тем самым позво". вход логического элемента. Одноврейен.,ляет сократить затраты на длительное воздействие сигналов на все три, ный простой генераторов в аварийном вхбфа логического элемента приводит "t5 ремонте и на дополнительный аварийк его срабатыванию. На выходе логичес ный резерв. в энергосистемах . ф ир . Составитель Н. Кузина

М 4 ф

Заказ 7142/54 Тираж 617 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35,. Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4