Устройство для защиты многообмоточного генератора работающего на последовательно включенные выпрямительные мосты

Устройство для защиты многообмоточного генератора работающего на последовательно включенные выпрямительные мосты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(t t) 5I98I4

ОПИСАНИЕ

ИЗОЬРЕтЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

+4 i%j)$ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30.08.74 (21) 2055807/07 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 30.06.76. Бюллетень № 24

Даза опубликования описания 20.07.76 (51) М. Кл з Н 02Н 7/06

В 601 3/04

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.316.925 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. И. Гусевский, М. В. Мажинский и Ю. М. Милованов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ МНОГООБМОТОЧНОГО

ГЕНЕРАТОРА, РАБОТАЮЩЕГО НА ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО

ВКЛЮЧЕННЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫЕ МОСТЫ

Изобретение относится к области электротехники, а именно к устройствам для защиты многообмоточного синхронного генератора, работающего по крайней мере через два последовательно включенных выпрямителя на общую нагрузку и может быть использовано для предотвращения в тяговом электроприводе тепловозов аварийных режимов, вызванных пробоем одного, двух или трех плеч любого из выпрямительных мостов либо однофазными, двухфазными или трехфазными короткими замыканиями любой из трехфазных обмоток генератора.

Трудность защиты таких систем заключается в том, что указанные силовые установки, преимущественно тяговые, работают, как правило, в различных режимах (длительно), т. е. при глубоком регулировании напряжения и изменении в широких пределах частоты вращения генератора.

Для этой цели неприемлимыми оказываются известные устройства защиты, используемые в различных системах промышленного электропривода, такие как предохранители, автоматические выключатели, устройства, основанные на сравнении первичного и вторичного тока и т. д.

Известны аналогичные устройства, применяемые для защиты многообмоточных генераторов (1, 2). Недостатком этих устройств является то, что в случае последовательного включения выпрямительных мостов они становятся неработоспособными из-за появления на обмотке реле в нормальном режиме постоянного напряжения, среднее значение которого вдвое ниже среднего значения напряжения на выходе последовательно включенных мостов. Кроме того, указанные устройства обладают низкой чувствительностью и

1р малым быстродействием, что объясняется широким диапазоном регулирования генератора по напряжению и по скорости, а также необходимостью выделения постоянной составляющей сигнала при аварийном состоянии.

15 Предложенное устройство отличается от известных тем, что для повышения надежности чувствительный орган первым входом подключен к средней точке последовательно включенных выпрямительных мостов, вторым вхо20 дом подключен к средней точке двух последовательно включенных регистров, шунтирующих выпрямительные мосты, выходы чувствительного органа через логическую схему

«ИЛИ» и элемент памяти подсоединены к

25 блокирующему входу регулятора возбуждения, а узел автоматического смещения, включенный входом на одну из обмоток генератора, первым выходом включен на общую точку анодов, а вторым через резисторы — к катодам стабилитронов, которые через дополни519814 тельные элементы памяти подключены к устройствам сигнализации.

Схема устройства приведена на фиг. 1.

Многообмоточный генератор переменного тока 1 с устройством регулирования возбуждения 2, имеющим управляющий 3 и блокирующий 4 входы, питает два последовательно включенных мостовых выпрямителя 5 и 6, работающих на общую нагрузку 7. Чувствительный орган 8 состоит из двух последовательно 10 и встречно включенных стабилитронов 9 и 10 и подключен первым входом к средней точке

11, образованной выпрямителями 5 и 6, а вторым входом — к средней точке 12, образованной последовательно включенными резистора- 15 ми 13 и 14, подсоединенными к выходным шинам соответственно выпрямителей 5 и 6.

Между катодами стабилитронов 9 и 10 включены два последовательно соединенных резистора 15 и 16, К средним точкам, образованным резисторами 15, 16 и стабилитронами 9, 10, подключен выход источника автоматического смещения 17, причем положительный полюс источника автосмещения 17 подключен к анодам стабилитронов 9, 10, а отрицательный — к резисторам 15, 16. Сигналы, снимаемые со стабилитронов 9 и 10, через логическую схему «ИЛИ» 18 и элемент памяти 19 поступают на блокирующий вход 4 устройства регулирования 2 генератора 1. С целью з0 упрощения обслуживания силовых блоков устройство защиты дополнено элементами памяти 20, 21 и устройствами сигнализации 22 и 23.

Диаграммы электромагнитных процессов в 35 силовой схеме и в устройстве защиты для нормального и аварийного режимов представлены на фиг. 2.

Как видно из фиг. 2 электромагнитные процессы в силовой схеме зависят от угла сдви- 40

ra между обмотками статора генератора. Однако в любом случае при пробое плеча одного из мостов в напряжении U7 на нагрузке 7 будут появляться провалы примерно до 0,5 U максимального. При этом через чувствитель- 45 ный орган будет протекать ток 1,, направление которого зависит от того, в каком из выпрямителей либо в какой из обмоток генератора возникло аварийное состояние. Амплитуда тока 111 12 ограничивается резисто- 50 ром 13, либо 14. На стабилитроне 9, либо 10 появится напряжение Ug «, которое через схему «ИЛИ» 18 (см. фиг, 1) вызовет срабатывание элемента 19, а на входе 4 устройства

2 .появится сигнал U<, вызывающий сброс 55 возбуждения генератора 1.

В случае фазового сдвига между обмотками генератора (для трехфазных обмоток) на угол ф=30 эл. град., ток 1 в нормальном режиме будет иметь пилообразную форму с 60

У"3 i U U,„ò амплитудой 1 1 — — ) — 0,134 — ", где

2 ) R R

И.„, — амплитуда линейного напряжения; R— сопротивление резистора 13 или 14; и шестикратную частоту по отношению к частоте основной гармоники напря>кения генератора.

Для того, чтобы чувствительный орган не выдавал ложных сигналов в нормальном режиме, стабилитроны чувствительного органа смещены в прямом направлении током от источника автоматического смещения, величина которого пропорциональна напряжению генератора. Таким образом, при регулировании напряжения генератора относительное превышение тока смещения над током 1,, в нормальном режиме будет оставаться неизменным. 3а счет этого, а также за счет сравнительно малых уровней напряжения стабилизации стабилитронов достигается высокая чувствительность и широкий диапазон работы схемы защиты при глубоком регулировании генератора. Быстродействие схемы определяется запаздыванием, максимальная величина которого не превышает полупериода питающего напряжения.

Формула изобретения

Устройство для защиты многообмоточного генератора, работающего на последовательно включенные выпрямительные мосты и регулируемого по цепи возбуждения автоматическим регулятором с блокирующим входом, содержащее выполненный в виде двух последовательно и встречно включенных стабилитронов с общими анодами чувствительный орган и узел автоматического смещения сигнала чувствительного органа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы, упомянутый чувствительный орган первым входом подключен к средней точке последовательно включенных выпрямительных мостов, а вторым — к средней точке двух последовательно включенных резисторов, шунтирующих упомянутые выпрямительные мосты, выходы чувствительного органа через логическую схему «ИЛИ» и элемент памяти подсоединены к блокирующему входу упомянутого регулятора возбуждения, а узел автоматического смещения, включенный входом на одну из обмоток упомянутого генератора, первым выходом включен на общую точку анодов, а вторым — через резисторы подсоединены к катодам упомянутых стабилитронов, которые через дополнительные элементы памяти подключены к устройствам сигнализации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: (1) Авт. св. Ко 340019, кл. Н 02М 7/06, 1972. (2) А. М. Федосеев, «Основы релейной защиты», ГЗИ, 1961, стр. 388,