Устройство для защиты мощных генераторов энергоблоков от однофазных замыканий на землю

Устройство для защиты мощных генераторов энергоблоков от однофазных замыканий на землю

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

490226

В схему устройства для з II .и гы входят также блок стабилизированного питания 31 и схема сигнализации места повреждения 32, построенные на известных принципах.

Устройство для защиты работает следующим образом.

При отсутствии замыкания и поданном напряжении питания блок основной составляющей 1 находится в несработаниом состоянии, так как напряжение основной составляющей ниже уставки срабатывания.

Напряжение третьей гармоники, выделенное фильтром 3 блока третьей гармоники. подается на узел, включающий диоды 8- — 13. Ня его выходах имеются два равных выпрямл IIных положитслы111x напряжения. Эти напряжиия подаются я две цепочки 14--17 и 18 — -21.

Выходное напряжение «а резисторе 20 (в соответствии с выбором параметров RC-цспочек) превышает в К (коэффициент наде>кности) ряз напряжение на резисторе 17 в установившемся режиме. Благодаря этому, я также наличию резистора смещения 33, первый транзистор 22 реагирующего органа находится в открытом состоянии, а транзисторы

23 и 24 — в закрытом. Вследствие этого первый транзистор 28 триггера блока третьей гармоники находится в открытом состоянии, а транзистор 29 — в закрытом. Реле 30 обесточена, При однофазном замыкании вблизи выводов или в средней части обмотки статора генератора основная составляющая напряжения нулевой последовательности (снимаемого со вторичной соединенной в разомкнутый трсугольш!к обмотки трансформатора напряжения, включенного иа выходах генератора) увеличивается до значения, превышающего уставку. Вследствие этого срабатывает выходное реле блока основной составляющей. Загорается сигнал «К(1! удаленное от нейтрали». При исчезновении замыкания реле блока возвращается в исходное положение. Сигнал остается до квитироваиия его кнопкой.

При пробое на корпус обмотки стяторя в

:IåéTðàëè или вблизи нсс амплитуда третьей гармоники напряжения нулевой последовательности увеличивается, причем процесс увеличения сопровождается весьма малой Iloстоянной времени.

В этих условиях также с малой постоянной времени увеличиваются два выпрямленных напряжения на выходе узла 8 — 13. Тяк как постоянная времени второй RC-цепочки выбрана много большей, чем постояшгяя времени первой цепочки 14 — 17, то на вхо.(е транзистора 22 в переходном режиме появляется напряжение, запирающее этот транзистор.

Транзисторы 23 и 24 переходят в открытое состояние. При этом резистор 34 коллекторной цепи транзистора 23 шуитирует выходной резистор 20 второй RC-цепочки, чем изменяет соотношение выходных напряжение RC-цепочек таким образом, что в установившемся режиме выходное напряжение первой RC-цепочки (на резисторе 1б) превышает в К„раз выходное напряжение второй цепочки. Это обусловливает закрытое состояние транзистора

22 в установившемся режиме.

Г1ри переходе транзистора 24 в открытое состояние через выдержку времени, определяемую элементом временной задержки, опрокидывается триггер на транзисторах 28, 29, и реле 30 срабатывает и удерживается в сработанном состоянии. Загорается сигнал

«К„! вблизи нейтрали».

Зяпиряние транзистора 23, а следователь-! ю, и срабатывание блока трсгьсй гармоники

llpoHcx0,1èI в момент, когда разность выходных н lllp5ImeIIIII цепочек близка к нулю (ток емсщсиия через резистор 33 относительно невслик), 1. с. когда выхо. (нос ивпряжснис исflвой RC-цепочки в К„ряз превышает выходное

Il I1Ip5IiKLIIIIO втОрОй ИСИО IКИ. ДругИмИ С.IOBd20 ми, транзистор 22 запирается при определенном Огношснии выходных !1апряжсний Л,С-цепочек, т. с. независимо от абсолютных з!1ачеI!I!A этих напряжений.

Этим обеспечивается независимость порога

26 срабатывания защиты от абсолю — íîé величины третьей гармоники, т. е. независимость чувствительности защиты от режима нагрузки генератора, При исчезновении замыкания амплитуда

30 третьей гармоники уменьшается с малой постоянной времени. Это приводит к появлению отпирающего напряжения на входе транзистора 22, а следовательно, к возврату блока третьей гармоники и его реле 30. Сигнал осЗ! тяется до квитирования его кнопкой.

Возврат блока третьей гармоники также осуществляется при заданном отношении выходных напряжений íà RC-цепочек, т. е. также независимо От абсолютной величины

40 третьей гармоники.

Из»OIIOIIIIe иагрузочного режима генератора, включая и режимы изменения возбуждения, связано с изменением магнитного поля машины, вследствие чего производная амплитуда напряжения третьей гармоники по времени I1 этом случае ниже порогов срабатыII IIIII» и возвратя блока третьей гармоники (пороги срабатывания и возврата соответствс!1ио выбираются из этих условий), а сле10 довяте 11>IIo, блок третьей гармоники остается и прежнем состоянии — — сработанном или несработанном.

При воздействии одиночного импульса напряжения достаточно большой амплитуды производная положительна на фронте импульса и мож T быть выше порога срабатывания.

В этих условиях срабатывает реагирующий орган блока третьей гармоники. Далее про. изводиая проходит через нулевое значение

60 (ня вершине импульса) и становится отрицательной на спаде импульса. При этом реагирующий орган возвращается. Из-за наличия элемента задержки исполнительный орган не реагирует на это срабатывание. !

5ь Исполнительный орган мог бы сработать, 490226.сли бы ширина импульса превысила время

3.!держки. Однако для этого потребовалось бы, чтобы импульс был запогп1ен переменной оставляющей 150 гц, т. е. чтобы было однофазное замыкание на землю.

11ри подаче на вход блока пакетов, заполненных составляющими, имеющими отличную от 150 гц частоту, на вход измерительного органа воздействуют периодические затухающие колебания, определяемые параметрами фильтра 3 и измерительного органа.

Эти колебания имеют малую постоянную времени и по своему воздействию эквивалентIlI>l импульса, ширина которого раш1а времевоздействия указанных затухающих колебаний, отсчитанного от момента срабатывания до момента возврата реагирующего органа. Время задержки элемента временной задержки выбирается существенно большим, чем максимально возможное время воздействия затухающих колебаний, вследствие чего исполнительный орган не срабатывает при подаче толчком на вход защиты напряжения практически любой амплитуды, имеющего отличающуюся от 150 гц частоту.

Аналогичные условия создаются при однофазном коротком замыкании на высокой стороне блока. B этом случае на блок третьей гармоники воздействует появившееся толчком напряжение 50 гц. В соответствии с описанным выше блок третьей гармоники не срабатывает в этом режиме.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает защиту генератора при замыканиях на землю в любой точке обмотки статора. 11ри этом olio обладает высокой чувствителы1остью (и при замыканиях на нейтрали или вблизи ее1 при относительно невысокой увствитслыюсти реагирующего органа. 3ащита отличает замыкания на IIcIITp I.III или вблизи нес и выдает отдельный сигнал «Кп! вблизи сйтраг!и». Кроме того, замыкагп!я в асти обмотки от 10 до 40, о витков, отсчитанных от нейтрали, также отличаются по срабатыва!!ию обоих блоков с подачей соответствующих сигналов.

Защита надежно отстроена от воздействия различных помех и наводок, а также от нагрузочного режима генератора.

Для данного устройства защиты никакoi информации о напряжении нейтрали генератора не требуется, поэтому нет необходимости в подключении дополнительной высоковольтной аппаратуры в сети генераторного напряжения, что весьма важно при выполнен!и защиты турбогенераторов энергоблоков.

11ред »сТ изобретения

Устройство для защиты мощных генераторов энергоблоков от одHOôàçíых замыканий на землю без зоны нечувствительности, соQ держащее общие блоки питания и сигнализации и параллельно вкл!оченныс по входным цепям блок основной гармоники и блок третьей гармоники, состоящий из последовательно включенных настроенного фильтра третьей гармоники, измерительного органа, реагирующего органа, элемента Bj)c>ICII!loli задержки и исполнительного органа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и чувствительности, измерительный орган, подключенный к выходу фильтра блока третьей гармоники, содержит три параллельные цепочки, каждая из которых состоит из двух последовательно-встречно включенных диодов, пр1гчем B двух цепочках диоды объединены одноименными электродами одной полярности, а в третьей — одноименными электродами дру1.ой полярности, к указанным точкам объединения дио !ОВ через ЯС-цепочки подсоединсна цепь эмиттер — база первого транзистора рсагирующсго органа, коллектор этого транзистора соединен с цепями баз второго и третьего транзисторов указан1юго реагирующего

ОРга11а, B I.оллсктОРная цспь BToj)01 о T1) 111311с тора п0;iключсп<1 к вы .Одно .,Iу 1)с311СToj)у

0;I,IIoII и3 ЯС-1!c110 IcK, K .о.ъlc!iToj)>) транзистора подклю 1сн элемент временной

3 и:1 С р Ж 1 и 11 а с р B б 11 т ь! В а 1!и С с М 11 I I I I . >I ал Ы 1 0 и

Задержкой на возврат, на выход которого вклю le!I исполнительный орган.

Редактор Е. Караулова

Составитель Е. Коростелева

Тсхред М. Семенов

Корректор T. Фисенко

Заказ 3335/4 Изд. ¹ 1917 Тира>к 782 11одпнснос

ЦНИИПИ Государственного комитета Совеза Министров О СР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, 1заушская наб., д. 4 5

Типография, пр. Сапунова, 2