CS247396B1

CS247396B1 - Sensor for ground protection of generator's rotor with brushless diode excitation

Info

Publication number: CS247396B1
Application number: CS853835A
Authority: CS
Inventors: Karel Kolar; Karel Skokan
Original assignee: Karel Kolar; Karel Skokan
Priority date: 1985-05-29
Filing date: 1985-05-29
Publication date: 1986-12-18
Also published as: CS383585A1

Abstract

Řešení se týká čidla pro zemní ochranu generátoru β bezkartáčovým buzením vytvoře ného z jednoho nebo dvou rotačních transfor mátorů, kondenzátoru, bloku vyhodnocení a budícího vinutí budícího generátoru. Podsta ta vynálezu spočívá v tom, že mezi uzlem ro torového vinutí budícího generátoru a kost rou rotoru generátoru je připojena sériová kombinace primárního vinutí prvního rotační ho transformátoru, jehož sekundární vinutí je připojeno na první vstupní svorky bloku vyhodnocení a kondenzátoru připojeného dru hým koncem ke kostře rotoru generátoru, přičemž výstupní svorky bloku vyhodnocení jsou výstupní čidla. Čidla je nejlépe charakterizováno obr. 1.Solution se concerns sensors for zemní protection generator β brushless excitement creates # tive from one or two rotary transfor # mages capacitor block evaluation and exciting winding exciting generator. Podsta # the of the invention rests in that, that between node ro # torpedo winding exciting generator and bone # rou the rotor generator Yippee connected serial combination primary winding first rotational # him transformer whose secondary winding Yippee connected on first input clamps block evaluation and capacitor connected dru # hým end ke skeleton the rotor generator taking output clamps block evaluation they are output sensors. Sensors Yippee best characterized FIG. 1.

Description

Vynález se týká čidla pro zemní ochranu generátoru s bezkartáčovým buzením vytvořeného z jednoho nebo dvou rotačních transformátorů, kondenzátorů, bloku vyhodnocení a budícího vinutí budícího generátoru.The present invention relates to a ground fault sensor of a brushless excitation generator made of one or two rotary transformers, capacitors, an evaluation block, and an excitation winding of the excitation generator.

Dosud užívané čidla pro zemní ochranu rotoru generátoru převážně vyžadují přenos informací nebo pomocného napětí přes kroužky na rotoru a příslušné sběrací ústrojí. Pokud je u některých aplikací uskutečněn přenos signálu induktivní nebo kapacitní vazbou, nelze indikovat zemní spojeni na všech částech budícího obvodu rotoru hlavního generátoru u bezkartéčového diodového buzení, tj. ve vinutí budícího generátoru, v diodovém usměrňovači nebo v budícím vinutí hlavního generátoru. Základní nevýhoda těchto řeěení spočívá bui v potřebě instalace kroužků a sběracího ústrojí nebo v nedostatečné indikaci zemního spoje ní.The current sensors used to ground the rotor of the generator mostly require the transmission of information or auxiliary voltage through the rings on the rotor and the associated pick-up. If, in some applications, the signal transmission is inductive or capacitive coupling, no ground fault can be indicated on all parts of the main generator rotor drive circuit in the brushless diode drive, i.e., in the driver winding, in the diode rectifier or in the main generator driving winding. The basic disadvantage of these solutions lies either in the need for the installation of rings and pick-up devices or in the insufficient indication of ground faults.

Tuto nevýhodu odstraňuje čidlo pro zemní ochranu rotoru generátoru s bezkartáčovým diodovým buzením podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že mezi uzlem rotorového vinutí budícího generátoru a kostrou rotoru generátoru je připojena sériové kombinace primárního vinutí prvního rotačního transformátoru, jehož sekundární vinutí je připojeno na první vstupní svorky bloku vyhodnoceni a kondenzátorů připojenému druhým koncem ke kostře rotoru generátoru, přičemž výstupní svorky bloku vyhodnocení jsou výstupem čidla.This disadvantage is overcome by the brushless diode excitation of the rotor of the generator according to the invention, characterized in that a serial combination of the primary winding of the first rotary transformer is connected between the rotor winding node of the excitation generator and the generator rotor frame, the secondary winding of which is connected to the first the input terminals of the evaluation block and the capacitors connected at the other end to the generator rotor frame, the output terminals of the evaluation block being the sensor output.

Na druhé výstupní svorky bloku vyhodnocení může být připojeno budící vinutí budícího generátoru.The excitation winding of the excitation generator can be connected to the second output terminals of the evaluation block.

Na druhé vstupní svorky bloku vyhodnocení je připojeno sekundární vinutí druhého rotačního transformátoru, jehož primární vinutí je připojeno vždy ke dvěma rotorovým svorkám budícího generátoru.A secondary winding of the second rotary transformer is connected to the second input terminals of the evaluation block, the primary winding of which is always connected to two rotor terminals of the excitation generator.

Výhoda čidla podle vynálezu spočívá v odstranění kontaktního přenosu informací z rotační na stojící část a v rozšíření možnosti indikace zemního spojení na větší část budicího obvodu rotoru generátoru.The advantage of the sensor according to the invention lies in the elimination of the contact transfer of information from the rotating to the stationary part and in the extension of the possibility of an earth fault indication to a larger part of the excitation circuit of the generator rotor.

Příklad praktického provedení předmětu vynálezu je na přiložených výkresů. Na obr. 1 je provedení u kterého na druhé vstupní svorky bloku vyhodnoceni je připojeno budící vinutí budícího generátoru, a na obr. 2 je na tyto svorky připojen druhý rotační transformátor.An example of a practical embodiment of the invention is shown in the accompanying drawings. Fig. 1 shows an embodiment in which the excitation winding of the excitation generator is connected to the second input terminals of the evaluation block, and in Fig. 2 a second rotary transformer is connected to these terminals.

Na obr. 1 je znázorněno bezkartáčové diodové buzení generátoru vytvořené z usměrňovače tvořeného šesti diodami 2, 2> 2, á> 2> rotorového vinutí J. budícího generátoru a budícího vinutí 11 generátoru. Záporný pól usměrňovače tvořený spojenými anodami první, druhé a třetí diody 2, J, 1 připojen na jeden konec budícího vinutí 11 generátoru, jehož střed je přes iracionální kapacitu budícího obvodu připojen na kostru Jj rotoru generátoru. Kladný pól usměrňovače tvořený spojenými katodami čtvrté, páté,a šesté 2i 6, 2 diody je připojen na druhý konec budícího vinutí 11 generátoru. Katoda první diody 2 a anoda čtvrté diody 2 jsou spojeny a připojeny na první rotorovou svorku C 1 budícího generátoru. Katoda druhé diody J a anoda páté diody 6 jsou spojené a připojené na druhou rotorovou svorku C 2 budícího generátoru. Katoda třetí diody £ a anoda šesté diody J jsou spojené a připojené na třetí rotorovou svorku C 3 budícího generátoru. Mezi uzlem £ rotorového vinutí 2 budícího generátoru a kostrou b rotoru generátoru je připojena sériové kombinace primárního vinutí prvního rotačního transformátoru 8 a kondenzátorů 2> připojeného druhým koncem ke kostře 2 rotoru generátoru. Sekundární vinutí tohoto transformátoru je připojeno na první vstupní svorky 101. 102 bloku 10 vyhodnocení. Výstupní svorky 14 a 15 bloku 10 vyhodnocení jsou výstupem čidla. Ke druhým vstupním svorkám 103. 104 bloku 10 vyhodnocení je připojeno budící vinutí 12 budícího generátoru.FIG. 1 shows a brushless diode generator excitation made of a rectifier formed by six diodes 2, 2 > 2 > 2 > The negative pole of the rectifier formed by the connected anodes of the first, second and third diodes 2, 1, 1 is connected to one end of the generator winding 11, the center of which is connected to the generator rotor frame through an irrational excitation circuit. The rectifier positive pole formed by the connected cathodes of the fourth, fifth, and sixths 16, 6, 2 diodes is connected to the other end of the generator winding 11. The cathode of the first diode 2 and the anode of the fourth diode 2 are connected and connected to the first rotor terminal C1 of the excitation generator. The cathode of the second diode J and the anode of the fifth diode 6 are connected and connected to the second rotor terminal C2 of the excitation generator. The cathode of the third diode 6 and the anode of the sixth diode J are connected and connected to the third rotor terminal C 3 of the excitation generator. A series combination of the primary winding of the first rotary transformer 8 and the capacitors 2 connected by the other end to the rotor frame 2 of the generator is connected between the node 6 of the excitation generator rotor winding 2 and the generator rotor b. The secondary winding of this transformer is connected to the first input terminals 101, 102 of the evaluation block 10. The output terminals 14 and 15 of the evaluation block 10 are the sensor output. The excitation winding 12 of the excitation generator is connected to the second input terminals 103, 104 of the evaluation block 10.

Na obr. 2 je znázorněno bezkartáčové diodové buzení generátoru shodné s buzením podle obr. 1. Pouze na druhé svorky 103. 104 bloku 10 vyhodnoceni je připojeno místo budícího vinutí 12 budícího generátoru z obr. 1 sekundární vinutí druhého rotačního transformátoru _L3.FIG. 2 shows the brushless diode drive of the generator identical to that of FIG. 1. Only the second terminals 103, 104 of the evaluation block 10 are connected to the secondary winding of the second rotary transformer 13 instead of the drive winding 12 of the drive generator of FIG.

Jeho primární vinutí je připojeno vždy ke dvěma rotorovým svorkám budicího generátoru. Budící obvod generátoru má proti kostře rotoru generátoru b určitou kapacitu, která 3¾ v obr, 1 a 2 znázorněna kapacitou 16 budícího obvodu generátoru vůči kostře rotoru generátoru, připojenou mezi střed £ budícího vinutí generátoru a kostru b rotoru generátoru.Its primary winding is always connected to two exciter generator rotor terminals. The generator excitation circuit has a capacitance relative to the generator rotor frame b, which is shown in Figs. 1 and 2 by the generator excitation circuit capacity 16 relative to the generator rotor frame connected between the generator excitation coil center 8 and the generator rotor frame b.

Při správné činnosti budícího obvadu generátoru se uzavírá přes kondenzátor 2 primární vinutí prvního rotačního transformátoru 8 rotorového vinutí £ budícího generátoru, první až Šestou diodu 2, £, £, 2« É> 1> budící vinutí generátoru 11 a kapacitu 16 budícího obvodu hlavního generátoru vůči kostře rotoru hlavního generátoru, proudový obvod. Velikost proudu v tomto obvodu se mění v závisloati na rozdílu potenciálů mezi uzlem g rotorového vinutí budícího generátoru a kostrou b rotoru generátoru. V závislosti na tomto proudu se mění napětí na sekundárním vinuti prvního rotačního transformátoru 8 a tím i na prvních vstupních svorkách 101. 102 bloku 10 vyhodnocení. Parametry prvního rotačního transformátoru 8, kondenzátoru 2 a bloku 10 vyhodnocení jsou voleny tak, že při správné činnosti budicího obvodu generátoru se na výstupních svorkách 14. 15 bloku vyhodnocení objeví signál udávající, že nedošlo k zemnímu spojení.In the proper operation of the generator excitation circuit, the primary winding of the first rotor transformer 8 of the excitation generator rotor winding 8, the first to the sixth diode 2, 6, 7, 2 ' with respect to the main generator rotor frame, current circuit. The magnitude of the current in this circuit varies depending on the potential difference between the rotor winding node g and the generator rotor frame b. Depending on this current, the voltage at the secondary winding of the first rotary transformer 8 and hence at the first input terminals 101, 102 of the evaluation block 10 varies. The parameters of the first rotary transformer 8, the capacitor 2 and the evaluation block 10 are selected such that when the generator excitation circuit is operating correctly, a signal indicating that there is no ground fault appears at the output terminals 14, 15 of the evaluation block.

Velikost napětí v okolí uzlu jj rotorového vinuti budícího generátoru, kdy čidlo nepůsobí je závislé na parametrech prvního rotačního transformátoru 8, kondenzátoru 2 a bloku 10 vyhodnocení a zahrnuje přibližně 10 % závitů mezi uzlem a rotorového vinutí budicího generátoru a kteroukoliv svorkou rotoru budícího generátoru c1 . c2. c3. tzn., že není indikováno zemní spojení pouze při spojení s kostrou b rotoru generátoru v těch místech rotorového vinutí i budícího generátoru, kde napětí je nižší než 10 % jmenovité hodnoty.The magnitude of the voltage around the rotor drive winding node j, where the sensor does not act, is dependent on the parameters of the first rotary transformer 8, the capacitor 2 and the evaluation block 10 and includes approximately 10% of the windings between the node and the rotor winding of the excitation generator. c2. c3. that is, the ground fault is not indicated only when connected to the generator rotor frame b at the locations of both the rotor winding and the excitation generator where the voltage is less than 10% of the rated value.

Pro zmenšeni závislosti čidla na velikosti najatí rotorového vinutí £ budícího generátoru lze přivést na druhé vstupní svorky 103. 104 bloku 10 vyhodnocení signál z budicího vinutí 12 budícího generátoru. V bloku 10 vyhodnocení se pak provádí korekce na případnou změnu napětí rotorového vinutí £ budícího generátoru. Budící obvod podle obr. 2 se liší od budícího obvodu podle obr. 1 pouze tím, že na druhé vstupní svorky 103. 104 bloku vyhodnoceni je místa signálu z budícího vinutí 12 budícího generátoru přiveden signál ze sekundárního vinutí druhého rotačního transformátoru 13. Primární vinutí druhého rotačního transformátoru £} je připojeno vždy na dvě svorky rotorového vinutí £ budícího generátoru. Korekce na změnu napětí rotorového vinutí £ budicího generátoru je v tomto případě přesnější než u budícíha obvodu podle obr. 1.In order to reduce the dependence of the sensor on the heater magnitude of the excitation generator rotor winding 4, a signal from the excitation generator drive winding 12 can be applied to the second input terminals 103, 104 of the evaluation block. In the evaluation block 10, correction is then made for a possible change in the voltage of the rotor winding 6 of the excitation generator. The excitation circuit of FIG. 2 differs from the excitation circuit of FIG. 1 only in that a signal from the secondary winding of the second rotary transformer 13 is applied to the second input terminals 103, 104 of the evaluation block. The rotary transformer 8 is connected to two terminals of the rotor winding 8 of the excitation generator. In this case, the correction for the voltage variation of the excitation generator rotor winding 6 is more accurate than the excitation circuit of FIG. 1.

Čidlo podle vynálezu lze použít i pro bezkartáčová buzení s jinými polovodičovými součástkami.The sensor according to the invention can also be used for brushless excitation with other semiconductor components.

Claims

A generator earth-fault transducer diode excitation sensor made of one or two rotary transformers, a capacitor, an evaluation block, and a field generator excitation winding, wherein a brushless diode generator excitation formed from a six diode rectifier, a field generator rotor winding and a field generator winding is done so that while the negative rectifier pole formed by the connected anodes of the first, second and third diodes is connected to one end of the generator excitation winding, the center of which is connected to the generator rotor frame and the positive rectifier pole formed by the connected cathodes fourth, fifth and the sixth diode is connected to the other end of the generator excitation winding, the cathode of the first diode and the anode of the fourth diode are connected to the first rotor clamp of the buzzing generator, the cathode of the second diode, and yes a fifth diodes to the second excitation generator rotor terminal and a third diode cathode and anode Sixth diodes to the excitation generator third rotor terminal, characterized in that a serial connection between the excitation generator rotor winding node (1) and the generator rotor bore (b) is connected a combination of a primary winding of a first rotary transformer (8), the secondary winding of which is connected to the first input terminals (101, 102) of the evaluation block (10) and the capacitor (9) connected at the other end to the generator rotor frame (b); , 15) of the evaluation block (10) are the sensor outputs.

2. The generator rotor and brushless diode excitation sensor according to claim 1, characterized in that the excitation winding (12) of the excitation generator is connected to the second input terminals (103, 104) of the evaluation block (10).

3. The earth-fault generator of the brushless diode excitation of claim 1, wherein the second input terminals (103, 104) of the evaluation block (10) are connected to the secondary winding of the second rotary transformer (13) whose primary winding is connected. always to the two rotor terminals of the excitation generator.