AT389949B

AT389949B - Arrangement for detecting the slip with respect to the major power supply in a synchronous machine

Info

Publication number: AT389949B
Application number: AT541280A
Authority: AT
Inventors: Guido Dipl Ing Dr Zbiral
Original assignee: Elin Union Ag
Priority date: 1980-11-04
Filing date: 1980-11-04
Publication date: 1990-02-26
Also published as: ATA541280A

Description

Nr. 389949No. 389949

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erfassung des Schlüpfens einer Synchronmaschine gegenüber dem Netz, mit in jeder Phase angeordneten Ubers.trom-Erfassungseinrichtungen, welche beim Überschreiten eines Grenzwertes ein Binärsignal abgeben.The invention relates to an arrangement for detecting the slipping of a synchronous machine with respect to the network, with Ubers.trom detection devices arranged in each phase, which emit a binary signal when a limit value is exceeded.

Ist ein leistungsstarkes Kraftwerk in bestimmten Schaltzuständen nur mehr über eine lange Leitung mit dem Verbraucher verbunden, verringert sich die maximal übertragbare Leistung sowie die Stabilität der Synchronmaschine. Dies kann zu einem Außertrittfidlen des Generators führen, bzw. führt beim Schlüpfen des Generators zu hohen thermischen Belastungen des Dämpfeikäfigs und der massiven Läuferteile.If a powerful power plant is only connected to the consumer via a long line in certain switching states, the maximum transferable power and the stability of the synchronous machine are reduced. This can lead to the generator falling out of step or, when the generator hatches, leads to high thermal loads on the steam cage and the solid rotor parts.

Das Schlüpfen des Generators ist von periodisch auftretenden Überströmen begleitet, deren Periodendauer jedoch in den meisten Fällen zu kurz ist, um das aus Staffelungsgründen meist hoch eingestellte Zeitglied des Überstromschutzes zum Ablaufen zu bringen. Es ist jedoch möglich, die kurzen Stromspitzen beim Schlüpfen des Generators mittels da- Überstromeinrichtung zu erfassen.The slipping of the generator is accompanied by periodically occurring overcurrents, the duration of which, however, is in most cases too short to cause the time element of the overcurrent protection, which is mostly set for staggering reasons, to expire. However, it is possible to detect the short current peaks when the generator hatches using the overcurrent device.

In der SU-PS 642 817 wird ein Gerät zur Kontrolle der Phasenfolge in Drehstromnetzen erläutert, wobei in der Beschreibung dargelegt wird, daß es sich um die Verbesserung eines bekannten derartigen Gerätes handelt, welches aber empfindlich gegenüber Frequenzänderungen der zu kontrollierenden Spannung istIn SU-PS 642 817 a device for checking the phase sequence in three-phase networks is explained, the description stating that it is an improvement of a known device of this type, but which is sensitive to frequency changes in the voltage to be checked

Der Hauptbestandteil des Gerätes ist ein elektronischer Drehfeldmesser, wie er meist als elektromechanisches Kontrollgerät zur Kontrolle der Verdrahtung von Drehstromanschlüssen und -Steckdosen verwendet wird. Das Gerät ist somit zur Erfassung des Schlüpfens eines Generators gegenüber dem Netz nicht geeignetThe main component of the device is an electronic rotary field meter, as it is mostly used as an electromechanical control device for checking the wiring of three-phase connections and sockets. The device is therefore not suitable for detecting the slipping of a generator from the network

Bisher wurden auch Einrichtungen zur Erfassung des Polradwinkels durch Messung und Nachbildung von Ständerströmen und -Spannung eingesetzt. Diese setzen jedoch die Kenntnis der Augenblickswerte der Netzreaktanz voraus. Diese Kenntnis ist jedoch dann nicht gegeben, wenn die Netzreaktanz innerhalb der Größenordnung der Maschinenreaktanz liegt und sich auch durch verschiedene Schalthandlungen des Verbundnetzes dauernd stark verändert Deshalb ist dieses Verfahren nur bei nahezu starrem Netz zielführend.So far, devices for measuring the rotor angle by measuring and simulating stator currents and voltages have also been used. However, these require knowledge of the instantaneous values of the network reactance. This knowledge is not given, however, if the network reactance is within the order of magnitude of the machine reactance and changes continuously due to various switching operations of the network. This method is therefore only useful if the network is almost rigid.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zu schaffen, die bei allen Netzzuständen eine sichere Erfassung des Schlüpfens der Synchronmaschine ermöglicht.The object of the invention is to provide a device which enables reliable detection of the hatching of the synchronous machine in all network states.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Binärausgänge der Überstrom-Erfassungseinrichtung mit den Eingängen eines UND-Gatters verbunden sind, dessen Ausgang mit dem Eingang einer Zählschaltung verbunden ist, welche nach einer vorgegebenen Anzahl von Eingangsimpulsen ein Auslösesignal an die Gefahrmelde- und Auslöseeinrichtung abgibt.The invention is characterized in that the binary outputs of the overcurrent detection device are connected to the inputs of an AND gate, the output of which is connected to the input of a counting circuit which, after a predetermined number of input pulses, emits a trigger signal to the hazard warning and triggering device.

Vorteilhaft ist die sichere Erfassung des Schlüpfens bei allen Betriebszuständen und daß bei der Zählschaltung eine beliebige Zahl von Überstromperioden eingestellt werden kann, wodurch eine einfache Anpassung an die verschiedensten Verhältnisse erreicht werden kann, sowie bei mehreren parallelgeschalteten Generatoreinheiten durch Einstellung verschiedener Ansprechzylden eine selektive Abschaltung einzelner Generatoren ermöglicht wird. Durch die Verknüpfung mit dem UND-Gatter wird vorteilhaft ein Ansprechen bei einphasigen Fehlem, wie Phasenlichtbögen und einpoligen Kurzschlüssen vermieden.It is advantageous to reliably detect hatching in all operating states and that any number of overcurrent periods can be set in the counting circuit, as a result of which simple adaptation to a wide variety of conditions can be achieved, and, in the case of a plurality of generator units connected in parallel, selective setting of individual generators by setting different response cylinders is made possible. The combination with the AND gate advantageously avoids a response in the case of single-phase faults, such as phase arcs and single-pole short circuits.

Eine Weiterbildung der Erfindung ist, daß der Ausgang des UND-Gatters an den Setzeingang eines Speicherelements angeschaltet ist, dessen Ausgang den Eingang eines Zeitgliedes ansteuert und dessen Ausgang mit dem Rücksetzeingang des Speicherelementes und der Zählschaltung verbunden ist. Es ist damit vorteilhaft möglich, ein Ansprechen bei Kurzschlüssen zu vermeiden, da diese meist wesentlich größere Abstände der Überströme auf weisen, und vorher der selektive Netzschutz ausgelöst wird.A further development of the invention is that the output of the AND gate is connected to the set input of a memory element, the output of which controls the input of a timing element and the output of which is connected to the reset input of the memory element and the counting circuit. It is thus advantageously possible to avoid a response in the event of short circuits, since these usually have significantly larger distances between the overcurrents and the selective network protection is triggered beforehand.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Ausgang des UND-Gatters an den Triggereingang eines pulsgetriggerten monostabilen Multivibrators angeschlossen und dessen Ausgang mit dem Rücksetzeingang der Zählschaltung verbunden. Pulsgetriggerte, monostabile Multivibratoren sind als integrierte Schaltungen erhältlich und erlauben vorteilhaft eine Bauteileinsparung und Erhöhung der Betriebssicherheit.According to one embodiment of the invention, the output of the AND gate is connected to the trigger input of a pulse-triggered monostable multivibrator and its output is connected to the reset input of the counter circuit. Pulse-triggered, monostable multivibrators are available as integrated circuits and advantageously allow components to be saved and operational reliability to be increased.

Die nähere Erläuterung der Erfindung erfolgt an Hand der Figurenbeschreibung, bei der Fig. 1 das Blockschaltbild und Fig. 2 das Zeitdiagramm zeigt.The invention is explained in more detail with reference to the description of the figures, in which FIG. 1 shows the block diagram and FIG. 2 shows the time diagram.

In Fig. 1 wird ein praktisch verwendetes Blockschaltbild gezeigt, bei dem der Ständerstrom (ig) des Generators (10) über Stromwandler (11) ins Netz speist Die Überstrom-Erfassungseinrichtungen (1) geben an ihren Ausgängen bei Überschreiten eines Grenzwertes (im) ein Binärsingal (»(i)) ab. Das UND-Gatter (2) gibt nur dann ein Ausgangssignal ab, wenn in allen Phasen ein Überstrom auftritt. Dadurch erfolgt keinerlei Ansprechen der Erfassungseinrichtung bei einphasigen Erd- oder Kurzschlüssen. Die Zählschaltung (3) wird auf eine bestimmte Anzahl von Zählimpulsen z. B. 3 eingestellt Am Ausgang des UND-Gatters (2) liegt ebenfalls ein Speicherelement (5) und ein nachgeschaltetes Zeitglied (6). Das Zeitglied (6) wird auf eine solche Zeitdauer eingestellt welche etwas länger ist als die maximal auftetende Periodendauer des Schlüpfens multipliziert mit der Anzahl der Zählschritte der Zählschaltung (3). Erfolgen nur vereinzelte Überstromanregungen z. B. durch Kurzschlüsse, so erfolgt eine Rückstellung der Zählschaltung (3) sowie des Speicherelements (5) nach Ablauf des Zeitgliedes (6).1 shows a practically used block diagram in which the stator current (ig) of the generator (10) feeds into the network via current transformers (11). The overcurrent detection devices (1) enter at their outputs when a limit value (im) is exceeded Binary signal (»(i)). The AND gate (2) only emits an output signal if an overcurrent occurs in all phases. As a result, the detection device does not respond to single-phase earth or short circuits. The counting circuit (3) is set to a certain number of counts e.g. B. 3 set At the output of the AND gate (2) is also a memory element (5) and a downstream timer (6). The timer (6) is set to a time period which is somewhat longer than the maximum occurring period of hatching multiplied by the number of counting steps of the counting circuit (3). Success only isolated overcurrent excitations z. B. by short circuits, the counter circuit (3) and the memory element (5) are reset after the timer (6) has expired.

Die Serienschaltung der Speicherschaltung (5) und des Zeitgliedes (6) kann auch durch einen pulsgetriggerten monostabilen Multivibrator ersetzt werden, wie er z. B. in TTL Logik handelsüblich istThe series circuit of the memory circuit (5) and the timing element (6) can also be replaced by a pulse-triggered monostable multivibrator, such as that used for. B. is commercially available in TTL logic

Bei Einphasen-Bahnetzen werden nur zwei, anstatt drei, Stromwandler (11) und nachgeschaltete Überstrom-Überwachungseinrichtungen (3) in beiden Netzleitungen verwendetIn single-phase rail networks, only two instead of three current transformers (11) and downstream overcurrent monitoring devices (3) are used in both network lines

Das Zeitdiagramm Fig. 2 zeigt den Generatorstrom (ig), der beim Schlüpfen eine typische Schwebungsdauer -2-2 shows the generator current (ig), which has a typical beat duration -2- when hatching.

Claims

No. 389949 from 1 to 1.5 seconds. When a limit value (im) is exceeded, the overcurrent monitoring devices (1) emit binary output pulses (u ^ p. After reaching the preselected number of counting pulses, the counting circuit (3) issues a trigger signal (“ausS ^ m Hazard detection and triggering device (4) and the generator in question is switched off from the network PATENT CLAIMS 1. Arrangement for detecting the slipping of a synchronous machine from the network, with overcurrent detection devices arranged in each phase, which emit a binary signal when a limit value is exceeded, characterized in that the binary outputs of the overcurrent -Detection devices (1) are connected to the inputs of an AND gate (2), the output of which is connected to the input of a counter circuit (3) which, after a predetermined number of input pulses, emits a trigger signal to the hazard warning and triggering device (4) .

2. Device according to claim 1, characterized in that the output of the AND gate (2) is connected to the set input of a memory element (5), the output of which controls the input of a timing element (6) and whose output is connected to the reset input of the memory element ( 5) and the counter circuit (3) is connected.

3. Device according to claim 1 and 2, characterized in that the output of the AND gate (2) is connected to the trigger input of a pulse-triggered monostable multivibrator and the output of which is connected to the reset input of the counter circuit (3). Add 2 sheets of drawings -3-