Устройство для защиты синхронного генератора от потери возбуждения

Устройство для защиты синхронного генератора от потери возбуждения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

в ктвд i v-т бкб,y

Союз Советских

Социалистических

Ресяублик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11) 553708 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.01.76 . (21) 2316097/07 с нрисоединеннем заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 05 04.77. Бюллетень № 13 (4б) Дата опубликования опнсаиия29.11.77 (б1) М. Кл а Н02Н 7/06

Государственный комитет

Совета етенестрев СССР па делам хеабретвннй и открытий (53) УДК 621.316.925 (088.8) (72) Авторы изобретения Г. И. Воронин, Ф. Jl Коган, В. Г. Сутягин н М. М. Фридман (11) Заявитель Сибирское отделение Всесоюзного государсгвенного треста по организации и рационализации районных электрических синций н сетей ОРГРЭС (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА ОТ ПОТЕРИ

ВОЗБУЖДЕНИЯ

Изобретение относится к области электротехники, а конкретно к устройствам для защиты синхронного генератора. !

Известны устройства защиты от потери возбуждения посредством реле, включенного через те или иные преобразователи в цепь возбуждения генератора и срабатывающего при уменьшении тока (напряжения) возбуждения ниже некоторой величины, определяемой установкой (т ) . Эти устройства ненадежны, так как при малой нагрузке, а также при динамических толчках в энергосистеме возможно их ложное срабатывание из-эа качаний.

Известно также устройство, выполненное по. средством реле, питаемого током, пропорциональным току возбуждения генератора, содержащее измерительные трансформаторы тока и напряжения в цепи обмотки статора генератора и трансформатор постоянного тока в цепи обмотки, к выходу которого подключено исполнительное реле (2),, которое по технической сущности и достигаемому результату наиболее близко. к изобретению, Это устройство обеспечивает зависимость уставки срабатывания защиты по величине тока возбуждения от величины активной мощности генератора таким образом, что уставка по току возбуждения тем ниже, чем меньше активная мощность, и равна нулю при холостом ходе генератора. Недостатком этого устройства является то, что по мере увеличения активной мощности генератора уставка защиты по величине тока возбуждения повышается, а это может привести к ложному срабатыванию защиты.

Ложное срабатывание возможно при синхронных качаниях генератора, когда ток в обмотке возбуждения периодически уменьшается иэ-за наведения тока со стороны статора в противофазе с вынужденным током от возбудителя, при отключении коротких замыканий во внешней сети, при воздействии автоматического регулятора возбуждения на раэвозбуждение из-за увеличения напряжения в сети, на которую работает генератор. При этом в последнем случае ложное срабатывание устройства возможно и при уставке защиты по току возбуждения, равнои нулю. цель изобретения — повышение селективности защиты и упрощение устройства

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем измерительный шунт в цепи обмотки возбуждения генератора, измерительный трансформатор напряжения в цепи статора генерад тора и исполнительное герконовое реле с управляю553708 з щей обмоткой и двумя обмотками подмагничивания, причем управляющая о/>мотка этого реле подключена к выходу измерительного шунта, одна обмотка подмагничивания через параметрический стабилизатор напряжения и выпрямитель подключе5 на к трансформатору напряжения, а другая обмотка подмагничивания — через стабилизатор параллельно входу этого же параметрического стабилизатора напряжения.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема

IG устройства; на фиг 2 — график, характеризуииций работу устройства.

Устройство состоит из измерительного трансформатора напряжения 1, выпрямителя 2, измерительного шунта — 3, исполнительного герконового

15 реле — 4, параметрического стабилизатора напряжения — 5, уставкой которого определяется величина основного потока подмагничивания АВдо, стабилитрона — б, определяющего уровень напряжения ста гора генератора, при ко ором возникает допол29 нительный поток подмагничивания AW„<, и обмотки возбуждения 7 генератора.

Испольэуемьш в схеме защиты контакт реле 4 замкнут в обесточенном состоянии катушки реле и разомкнут, если сумма управляющих ампер-витков

AWy, пропорциональных току 3g в обмотке возбуждения генератора 7, и подмапщчивающих ампер-витков больше ампер-витков срабатывания

АМ/ср т.е. условие срабатывания защиты, условие замыкания контакта реле 4, может быть записано

30 следующим образом:

ДВср АВу + АВдо+ AW„<

АВпо .выбираются такими, побы при отсутствии

АФдд реле находилось на грани срабатывания:

AWno = AWñð (-)

В этом случае при протекании по обмотке возбуждения 7 тока и появления в связи с згим

AWy любой величины и того же знака, что и АВдо, используемый в схеме защиты контакт реле 4 размыкается, а при исчезновении А у он замыкается. 4

При протекании по обмотке возбуждения 7 тока

3 обратной полярности обмотка управления реле создает магнитный поток, ампер-витки которого (— AWy) направлены встречно с АВдо, поэтому реле и может разомкнуть контакт только при условии: (— AWy) > 2АВпо (3)

При появлении дополнительного потока подмагничивания АМ/пд, имеющего тот >ке знак, что и основной поток АВпо, защита в соответствии с условием (1) может сработать только при отрицательных управляющих ампер- витках, когда (— AWyj > АВпп (4)

При переходе генератора в асинхронный режим вследствие потери возбуждения он потребляет на намагничивание реактивную мощность из сети, и

55 напряжение на зажимах статора генератора при включении на сборные шины через повышающий трансформатор всегда оказывается ниже номинального (по опытным данным не более 0,85-0,9 номинального). Этим и определяется порог лозникнове о

4 ния дополнительного потока подмагничивания

АВдо.

При напряжении статора ниже номинального на заранее заданную величину Апд не возникает, и реле 4 в соответствии с условиями (1) и (2) срабатывает при / = О. Ни при каких длительно или кратковремейно допустимых для генератора режимах, в том числе при системных качаниях и при отключении замыканий, 3 g беэ вмешательства автоматического регулятора возбуждения не снижается до нуля, а глубокое развозбуждение генератора автоматическим регулятором возбуждения возможно только при повышении напряжения на его зажимах, когда вводятся Апд.

При этом всегда могут быть выбраны АВпд такой величины, при которой условие (4) оказалось бы не выполнимым и ложное срабатывание реле из-за влияния автоматического регулятора возбуждения было бы исключено.

При переходе турбогенератора в асинхронный режим АВп/1 по причинам, укаэанным выше, не возникает. При этом, если обмотка возбуждения генератора оказывается разомкнутой или замкнутой па «ентипи, то (длительно или периодически оказывается равным нулю, что обуславливает срабатывание защиты, а если обмотка возбуждения 7 оказывается замкнутой накоротко, на шунтирующее соирогивпсние или на якорь злсктромашинного возбудителя, го 3 носит знакопеременный характер, реле 4 замыкает свой контакт при прохождении 3 через нуль, а времени увеличения (— АВу1 до такой «спичи«ы, чтобы «ынолнялось условие (3), всегда заведомо достаточно для срабатывания защиты.

На фиг. 2 приведена характеристика работы устройства в коордшгатах J g (Нет) . На участке 9-10 обсаючивается постоянсгво уставки реле 4 за счет стабилизации напряжения в цепи обмотки, создающей АВпо, на участке 8-9 при уменьшении напряжения статора генератора ниже 10% номинального, что практически нереально, характеристика имеет подъем, гак как в точке 9 происходит срыв стабилизации параметрического стабилизатора напряжения; в точке 10 происходит открытие стабилитрона б, поэтому при дальнейшем повышении напряжения статора характеристика реле из-эа возникновения AW„/> резко уходит впиэ. Линия 11 характеризует аналогично описанному выше работу реле при выполнении условия (3), т.е. эта часть характеристики является нерабочей.

Предлагаемое устройство позволяет выполнить селектпвную защиту синхронного генератора от асинхронного режима, возникающего как при полной потере возбуждения генератора, так и при уменьшении уровня возбуждения ниже некоторой крити (ccKoH величины при которой генератор еще удерживается в синхронизме, и, в то же время пре/>о>«ратцть ложную работу защиты в режимах, не с««э«нных с потерей возбуждения генератора или его умснылс«исм ниже указанного уровня. Поспсп553708

5 нее качество позволяет избежать излишних отключений мощных генераторов в случаях, не представляющих для них непосредственной опасности, или в тех случаях, когда должны действовать другие защиты. Это повышает надежность энергоснабжения потребителей, благодаря чему и определяется эффективность предлагаемого устройства. В отличие от прототипа в предлагаемом устройстве не требуется использование трансформаторов тока в цепи

;статора генаратора, а также специального трансформатора постоянного тока, что упрощает его, Формула изобретения

1. Устройство для защиты синхронного генератора от потери возбуждения, содержащее измерительный шунт в цепи обмотки возбуждения генератора. измерительный трансформатор напряжения в цепи статора генератора н исполнительное реле, отличающее ся тем, что, с целью упрощения .защиты и повышения селективности, исполнительное реле выполнено на герконе с управляющей

d обмоткой и двумя обмотками подмагничивания, причем управляющая обмотка этого реле подключена к выходу измерительного шунта, одна обмотка подмагничивания через параметрический стабилизатор напряжения и выпрямитель подключена к трансформатору напряжения, а другая обмотка подмагничивания через стабилитрон — параллельно входу этого же параметрического стабилизатора напряжения.

2. Устройство по п. 1,о т л и ч а ю щ е е с я тем, 10 что, с целью повышения надежности исполнительного реле, его управляющая обмотка отделена от подмагннчивающих обмоток того же реле изолирующей прокладкой, пробивное напряжение кото15 рой выше испытательного напряжения ротора гене- ратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

l. Томаш Я. "Защита нрн потере возбуждения синхронных машин", 1961 r., т. 11„N 2.

2. А )Орское снндетельстно СССР N 396784, кл. Н02117/06, 1974 г.

r. Ужгорол. ун. Проектная, 4