CS218344B1

CS218344B1 - Connection for protection of exciting circuit of the synchronous machine with rotor winding fed by collecting rings

Info

Publication number: CS218344B1
Application number: CS39281A
Authority: CS
Inventors: Jan Smolak; Jaromir Simr
Original assignee: Jan Smolak; Jaromir Simr
Priority date: 1981-01-20
Filing date: 1981-01-20
Publication date: 1983-02-25
Also published as: IN153856B; CH662453A5; DE3200992A1; SE450316B; SE8200242L

Abstract

The circuit arrangement for protecting the excitation circuit of a synchronous machine having a rotor winding supplied via sliprings, which circuit arrangement indicates a defect in the excitation circuit of synchronous machines, is formed by a measurement bridge in whose diagonals a measurement element is connected through which no current flows in normal operation. In this case, no difference is indicated on a differentiating element to which voltage is supplied from shunts. In the event of a defect, the balance of the measurement bridge is disturbed, or a change in the behaviour of the currents flowing through the shunts occurs, which leads to an indication.

Description

(54) Zapojení Ha odhřaHU budicího ObvOdU šyrtchřůrtfiíhd Strojů ťótorOvýiil Vlnutírtl hápájeným přes Sběrací kroužky(54) Wiring of the Excitation Circuit of Four Drivers and Three Machine Machines

Vynález še týká energetických zařížení vybavených Synchronními stroji, zejména tuťbóaitéťiiátory nebo hydroaltérnátory.The present invention relates to power installations equipped with synchronous machines, in particular tertiary or hydroalternators.

RéSi óChfanu budicího obvodu, která indikuje poruchy v budičích obvOdnch synchronních strojů.An excitation circuit is provided which indicates disturbances in the exciters of a synchronous machine.

Při normálním bezporuchovém přoVOžd rotorového obvodu nčprotéká měřicím čláhkéiil, ktěřý tVOří diágóriálu můstku, plOUd. Nfi diférončním ČléiiUj rta který je přiváděno napětí Z bočňíku,· úměrné proudům v příslušných větvích, se neobjeví žádná diference. V případě poruchy dojde k rozvážení můstku nebo ke změně poměru proudů protékajících bočníky. Měřicím článkem proteče proud nebo se objeví diference napětí na diferenčním článku.In the normal failure-free operation of the rotor circuit, the plunger does not flow through the measuring element, which forms the bridge diagonal. There will be no difference in the diffractive cell which is supplied with the voltage from the sides, proportional to the currents in the respective branches. In the event of a fault, the bridge is balanced or the ratio of currents flowing through the shunts changes. The current flows through the measuring cell or the voltage difference on the differential cell appears.

Zapojení je možno využít v elektrárnách 1 průmyslových zařízeních, kde jsou provozovány synchronní stroje.The connection can be used in power plants 1 industrial facilities where synchronous machines are operated.

Vynález se týká způsobu zapojení na ochranu budicího obvodu synchronního stroje s rotorovým vinutím napájeným přes sběrací kroužky, zejména turboalternátoru.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wiring method for protecting an excitation circuit of a synchronous machine with a rotor winding fed via slip rings, in particular a turbo-alternator.

Budicí obvody rotorů synchronních strojů, zejména rotorového vinutí a sběrací kroužky nejsou až dosud chráněny žádnou ochranou, která by přímo indikovala poruchy, vyskytující se v budicích obvodech synchronních strojů, zejména alternátorů větších výkonů. Těmito poruchami může být:The rotor drive circuits of the synchronous machines, in particular the rotor windings and slip rings, have not been protected until now by directly indicating faults occurring in the drive circuits of the synchronous machines, in particular the alternators of higher power. These disorders may be:

— přímý zkrat nebo· elektrický oblouk mezi sběracími kroužky nebo vývody rotorového· vinutí;- a direct short circuit or · an arc between the slip rings or the rotor winding terminals;

— elektrický oblouk v partii sběrací ústrojí — sběrací kroužek rotoru;- electric arc in the collector assembly - rotor collector ring;

— přerušení rotorového· vinutí při poruše svaru měděného vodiče;- break of the rotor winding in case of a copper wire weld failure;

— mezizávitové spojení ve vinutí rotoru;- an inter-turn connection in the rotor winding;

— nedokonalé spojení vnitřního rotorového obvodu — vinutí — svorník — vývod — sběrací kroužek;- imperfect connection of the internal rotor circuit - winding - bolt - outlet - slip ring;

— dvojité zemní spojení rotorového· vinutí;- double ground connection of the rotor winding;

Tyto poruchy způsobují vážné havárie turboalternátorů představující v posledních létech nejen značné náklady na jejich opravu ale také i dlouhodobé výpadky energetických zařízení.These failures have caused severe turbo-generator accidents, which in recent years have not only resulted in significant repair costs but also long-term outages of power equipment.

Tyto· nedostatky odstraňuje předmět vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že ke svorkám· budicího napětí je paralelně ve třetím a čtvrtém uzlu připojen obvod, tvořený sériovým spojením druhého bočníku, tlumivky a druhého odporu. V prvém a druhém uzlu je paralelně ke svorkám připojen první odpor, jehož jeden konec je připojen přes první uzel k prvnímu bočníku spojenému s druhým bočníkem přes diferenční člen. Druhý konec prvního odporu je připojen přes druhý uzel ke druhému aktivnímu kartáči dosedajícímu na druhý sběrací kroužek, připojený ve druhém spojovacím bodě k jednomu konci rotorového vinutí. Druhý konec prvního bočníku je připojen k · prvnímu aktivnímu kartáči dosedajícímu na první sběrací kroužek, který je v prvním spojovacím bodě připojen ke druhému konci rotorového· vinutí. Střed rotorového vinutí je připojen ve třetím připojovacím bodě na měřicí kroužek, na který dosedá měřicí kartáč připojený k · měřicímu článku. Měřicí článek je při pojen na posuvný střední vývod prvního odporu.These drawbacks are overcome by the subject-matter of the invention, characterized in that a circuit consisting of a series connection of the second shunt, the choke and the second resistor is connected in parallel to the excitation voltage terminals in the third and fourth nodes. In the first and second nodes, a first resistor is connected in parallel to the terminals, one end of which is connected via the first node to the first shunt connected to the second shunt via a differential member. The other end of the first resistor is connected via a second node to a second active brush abutting the second slip ring connected at a second connection point to one end of the rotor winding. The second end of the first shunt is connected to the first active brush abutting the first slip ring, which at the first connection point is connected to the second end of the rotor winding. The center of the rotor winding is connected at the third connection point to the measuring ring against which the measuring brush is attached to the measuring cell. The measuring element is connected to the displaceable middle outlet of the first resistor.

Praktické provedení předmětu vynálezu je na obrázku přiloženého výkresu, na kterém je nakresleno schéma zapojení.A practical embodiment of the subject matter of the invention is shown in the accompanying drawing, in which the circuit diagram is drawn.

Ke svorkám x, y budicího napětí U je paralelně ve třetím a čtvrtém uzlu 1”, 2” připojen obvod, tvořený sériovým spojením druhého bočníku S2, tlumivky TL a druhého· odporu R_c. V prvém a druhém uzlu 1', 2' je paralelně ke svorkám x, y připojen první odpor R_B, jehož jeden konec je připojen přes první uzel 1' k prvnímu bočníku Si. Ten je spojen s druhým bočníkem S2 přes diferenční člen DC. Druhý konec prvého odporu R_Bje připojen přes druhý uzel 2' ke druhému aktivnímu kartáči B2 dosedajícímu na druhý sběrací kroužek K2. Druhý sběrací kroužek K2 je připojen ve druhém spojovacím bodě 2 k jednomu konci rotorového vinutí V. Druhý konec prvního bočníku Si je připojen k prvnímu aktivnímu kartáči Bi dosedajícímu na první sběrací kroužek Ki, který je v prvním spojovacím bodě 1 připojen k druhému konci rotorového vinutí V.A circuit consisting of a series connection of the second shunt S2, the choke TL and the second resistor R _c is connected in parallel to the terminals x, y of the driving voltage U at the third and fourth nodes 1, 2 '. In the first and second nodes 1 ', 2', a first resistor R _B is connected in parallel to the terminals x, y, one end of which is connected via the first node 1 'to the first shunt S1. It is connected to the second shunt S2 via a differential member DC. The other end of the first resistor R _B is connected through a second node 2 'to the second active dosedajícímu brush B2 on the second slip ring K2. The second slip ring K2 is connected at a second connection point 2 to one end of the rotor winding V. The second end of the first shunt S1 is connected to the first active brush Bi abutting the first slip ring Ki which is connected to the other end of the rotor winding IN.

Střed rotorového vinutí V je připojen ve třetím připojovacím bodě 3 na měřicí kroužek Кз, na který dosedá měřicí kartáč b připojený k měřicímu článku G. Měřicí článek G je připojen na pbsuvný střední vývod prvního odporu Rb. Při normálním, bezporuchovém provozu rotorového obvodu neprotéká měřicím článkem G, který tvoří diagonálu můstku, proud a na diferenčním článku DC, na který je přiváděno napětí z bočníku Si a S2, úměrné proudům v příslušných větvích, se neobjeví žádná diference. V případě, že dojde k některé z uvedených poruch · dojde k rozvážení můstku nebo ke změně poměru · proudů protékajících bočníky Si a S2. Měřicím článkem G pak proteče proud nebo se objeví diference napětí na diferenčním článku DC. Od těchto indikací lze podle potřeby odvodit signalizaci nebo vypínání rotorového· proudu.The center of the rotor winding V is connected at the third connection point 3 to the measuring ring Кз, on which the measuring brush b is connected to the measuring cell G. The measuring cell G is connected to the insertable middle terminal of the first resistor Rb. In normal, trouble-free operation of the rotor circuit, no current flows through the measuring cell G, which forms the bridge diagonal, and no difference appears on the differential cell DC, which is supplied with shunt voltage S1 and S2, proportional to the currents in the respective branches. In the event of any of these faults, the bridge is unbalanced or the ratio of the currents flowing through the shunts S1 and S2 changes. The current G then flows through the measuring cell G or a voltage difference occurs on the DC differential cell. Signaling or tripping of the rotor current can be derived from these indications as needed.

Zapojení podle vynálezu indikuje poruchu v okamžiku jejího vzniku, tedy v době, kdy poškození stroje je ještě minimální. Tím se předejde velkým haváriím, nákladným opravám a omezí se dlouhodobé výpadky energetických zařízení.The circuitry according to the invention indicates a failure at the time of its occurrence, that is, at a time when machine damage is still minimal. This will prevent major accidents, costly repairs and reduce long-term power outages.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Circuit protection of the rotor winding synchronous machine driven by slip rings, consisting of active brushes, measuring brush, measuring ring, resistors, choke, shunts, measuring and differential cell, characterized in that the field clamps (x, y) the voltage (U) is connected in parallel at the third and fourth nodes (1 ”, 2”) by a circuit consisting of the serial connection of the second shunt (S21), the reactor (TL) and the second resistor (R _c ), and at the first and second nodes (Г) , 2 ') a first resistor (R _B ) is connected in parallel to the terminals (x, y), one end of which is connected via a node (1') to the first shunt (S1) connected to the second shunt (S2) via a differential member ] and the other end of which is connected via a second node (2'J) to a second active brush (B2) abutting a second slip ring (K2) connected at a second connection point (2) to one end of the rotor winding (V), the first end of the first shunt (Si) is connected to the first active brush (Bi) abutting the first slip ring (Ki), which at the first connection point (1) is connected to the second end of the rotor winding (V), the center of which is connected in the third the connection point (3) to the measuring ring (Кз) on which the measuring brush (b) rests, connected to the measuring cell (G) connected to the displaceable central outlet of the first resistor (R _B J.