KR830001530B1 - 보호 계전기 장치 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
제1도는 본 발명의 교지에 따라 만들어진 보호 계전기 장치의 블럭 다이아그람.
제2도는 보호 계전기 장치에 소요되는 전류 관련신호와 기준신호를 제공하기 위하여 사용되는 장치를 도해하는 도표.
제3도는 본 발명의 또 하나의 실시예에 따라, 제1도에 도시된 보호계 전기 장치의 수정된 것을 도해하는 블럭 다이아그람.
제4도는 본 발명의 보호 계전기 장치의 검출시간을 1퍼유니트(PU: perunit)과도 전류로의 한계 설정에 대하여 도해하는 그라프.
제5도는 한계설정을 0.05퍼 유니트로 했을때 차동기 전류의 크기에 대한 본 발명의 보호계전기 장치의 검출시간을 도해하는 그라프.
제6도는 한계를 0.05 퍼유니트로 설정하고 과도전류 1퍼 유니트에 대하여 특정된 차동기 주파수에 대하여 협폭대역 여파기의 대역폭에 대한 본 발명의 보호계 전기 장치의 검출시간을 도해하는 그라프.
제7도는 협폭대역 여파기의 입력에 가해지는 초기치가 큰 소멸하는 과도의 차동 기진동은 그 출력에서 확대되는 신호로 나타나는 것을 도해하는 그라프.
제8도는 제1도에서 블럭형태로 도시된 과도전류 검출 작용을 위해 사용되는 회로의 도표.
본 발명은 일반적으로 보호 계전기에 관한 것으로, 특히 전력계통에 연결된 전기기계를 해로운 차동기 진동의 영향으로부터 보호하기 위한 보호계전기에 관한 것이다. 터어빈 발전기는 기계적 계통의 공진시의 진기적으로 계시된 기계적인 진동으로 일어나는 축의 토르크에 의해 심하게 손상되었다. 손상진동은 전력계통과 터어빈 발전기의 기계적 계통간의 상호작용으로 인해 서서히 형성될 수도 있도, 혹은 직렬보상 전달계통의회로 단락으로 인한것 같은 대형으로 되는 과도현상이 기계적 계통을 공진시에 차동기 진동을 일으키게하는 충격 토르크를 줄수도 있다.
차동기 진동으로 인한 문제를 해결하기 위해 많은 시도가 되어졌다. 예를들어 차동기 전류를 봉쇄하거나 혹은 흡수하기 위해 전기선에 전력필터(electrical power filters)를 삽입하는 등의 방법이 있었다. 회로단락 전류의 크기를 줄이기 위해 직렬 커패시터의 방법도 썼고, 제동을 증대시키기 위하여 터어빈 발전기의 여자계통에도 손을 써보았다. 그러나 이러한 시도들은 제기능을 발휘하지 못하거나 혹은 실패되었다. 예를들어, 이와같은 실패는 필터의 잘못조정, 동기 진동수로부터의 전력계통의 표류, 혹은 신호를 직렬커패시터 콘트롤에 도달하게 하는 것의 실패의 결과일 수도 있다. 또한, 문제가 대단히 복잡하기 때문에, 해결책으로도차동기 공진으로부터 계통을 모든 원인으로부터 보호할 수는 없다. 따라서, 차동기 공진문제에 대한 해결책을 받아들일 수 없는 차동기 진동조건을 검출하거나 회로 차단기가 터어빈 발전기 같은 보호될 장치를 선로로부터 제거시키도록 트립 신호를 제공하거나 혹은 다른 형태의 조정작용을 하는 보호 계전기를 사용하여서, 지원하는 것이 바람직하다.
이와같은 기능의 보호 계전기는 잠재적으로 해로운 차동기 진동과 해롭지 않은 차동기 진동을 구분해야하며, 그 이유는 터어빈 발전기는 선로의 손상을 일으키는 진동이 닥쳤을 때만 선로로부터 트립되어야 하기때문이다. 그러나, 이와같은 진동은 대단히 짧은 시간내에 발생되기 때문에, 계전기의 작용 속도는 실제손상이 발생하기전에 검출 및 수정작용을 할 수 있기에 충분히 빨라야 한다. 보호 계전기는 작동범위가 넓어야 하고 수퍼 유니트의 동기(즉 60헬츠) 전류에서 0.01퍼유니트의 차동기 전류를 검출해내는 민감도가 있어야 한다. 차동기 전류는 수 PU의 크기를 가질수도 있다.
본 출원과 같은 양수인에게 양도된 미합중국 특허 제4,125,884호에 전력계통의 차동기전류에 대응하는 신호를 주는 새롭고 계선된 감시장치가 발표된다. 전력 계통의 한 상의 전류에 대응하는 신호에 동기 진동수와 일정 진폭을 가지는 기준신호를 곱한다. 그 적(積)에는, (1) 동기진동수의 2배, (2) 동기진동수와 각 차동기 진동수의 합, 그리고 (3) 동기 진동수와 각 차동기 진동수와의 차이와 같은 진동수를 가진 성분이 포함된다. 광폭대역 혹은 대역여파기는 성분(1)과 (2)는 거의 차단하거나 감쇠시키는 반면에 차동기 진동주파수에 직접 관련되는 성분(3)은 통과시킨다.
본 출원과 같은 양수인에게 양도된 미합중국 특허 제4,10 6,071호에 전력계통의 차동기 전류에 대응하는 신호를, 예를들어 상술된 신호(3)를 처리하는 검출장치가 발표된다. 진동이 지정된 시간끝에 지정된 한계크기 및 지정된 크기보다 넘을때 이 검출장치는 중요한 주파수 범위내의 예를들면 15에서 45헬츠의 확대되는 진동에 대응하여 트립신호를 제공한다.
본 발명의 주목적은 차동기의 위험한 진동수인 기계적 진동의 크기가 커지거나 혹은 특별한 주파수의 전기적 과도 현상이 지정된 크기를 넘을때 삼상의 전력계통에 수정작용을 하는 더욱 정확하고 신뢰성있는 보호 계전기 장치를 공급하는 데 있다.
이 목적을 위하여, 본 발명은 동기발전 주파수로 발전되는 삼상전압을 가지는 삼상 전력계통에 흐르는 차동기 전류에 대응하는 출력신호를 제공하기 위하여, 각각 삼상전력계통의 다른 상에 흐르는 전류에 대응하여 제1, 제2 및 제3신호를 제공하는 첫번째 장치와, 일정한 주파수를 가지는 동기 주파수에서 제4신호를 제공하는 두번째장치와, 상기 제1, 제2 및 제3신호 각각을 상기 제4신호와 처리하여 (1) 동기주차수의 2배, (2) 각 차동기 주파수와 동기주파수의 합, (3) 각 차동기 주파수와 동기진동수의 차이에 대응하는 주파수를 가지는 제1, 제2 및 제3성분을 각각 가지는, 제5, 제6 및 제7신호를 각기 제공하는 세번째 장치와, 상기 제5, 제6 및 제7신호의 상기 제3성분을 통과시키며 제1 및 제2성분은 거의 차단시키는 광폭대역 여파기 장치와, 첫번째 지정된 차동기 주파수로 조정된 첫번째 쌍의 여파기로 구성되는 장치에 있으며, 상기 첫번째 쌍의 여파기는 연속여파기와 협폭대역 여파기를 혼합하고, 상기 첫번째 쌍의 여파기와 상기 광폭대역 여파기는 상기 첫번째로 지정된 차동기 주파수에서 삼상 전력계통에 흐르는 어떤 차동기 전류의 양의 연속성분에 대응하는 출력신호를 상기 제5, 제6 및 제7신호에 대응하여 제공한다.
본 발명은 첨부된 도면과 연관하여 다음의 예시설명에 의하여 더욱 명백하여질 것이다.
요약해서, 본 명세서는 동기전력 주파수로 발전된 삼상 전압을 가지는 전력 계통에 흐르는 전류에 대응하는 감시및 검출장치를 포함하는 개선된 보호 계전기 장치를 설명한다. 감시장치는 삼상계통의 각상에 흐르는 전류에 동기주파수 및 일정한 크기를 가지는 기죽신호를 곱하는 동기 변조기 혹은 승산기를 포함한다. 감시장치는 또한 승산장치로부터의 출력인 신호를 처리하는 여파기를 포함한다. 여파기는 동기성분으로부타 차동기 성분의 전류를 분리하며, 하나 혹은 그 이상의 별개의 감시된 차동기 주파수 각각에서 차동 기전류의 양의 연속성분에 대응하는 신호를 제공한다.
보호되어야 할 터어빈 발전기의 기계적 공진 진동수가 알려져서, 감시장치는 이 진동수로 조정된다. 차동기 전류의 양의 연속성분이 토르크를 발생하는 성분이고, 따라서 감시 장치는 잠재적으로 해로운 차동기 진동을 더욱 신뢰성있게 그리고 정확하게 표시한다.
검출장치는 비교적 초기진폭이 작고 지정된 시간동안 그 증가속도를 안전하게 평가할 수 있는 자여자 차동기 전류를 비교적 초기진폭이 크고 시같에 따라 소멸되는 과도현상으로 시작되는 차동기 진동으로부터 구분하는 장치를 제공한다. 감시되는 주파수의 진폭이 큰 차동기 진동은 검출 장치가, 관련된 신호가 지정된 크기를 넘자마자, 트립신호를 시작하게하여, 자여자된 확대되는 차동기 진동에 대한 보호를 하는 장치보다 빠른 보호를 하게한다.
도면중 특히 제1도를 참조하면, 본 발명의 원리에 따라 만들어진 개선된 보호 계전기 10이 도시된다. 제1도에서 블럭으로 도시된 기능중의 어떤것은 그들 각각의 명세를 더욱 완전히 이해하기 위해서 참고가 되는 전술한 미합중국 특허에 상세히 도시및 설명된 회로로써 실시될 수 있다. 본 발명은 보호받을 특수한 기계의 기계적 공진 진동수로 알려진 선택된 특수 차동기 주파수 혹은 선택된 주파수만을 감시하여서 해로운 차동기 전류를 더욱 정확히 그리고 신뢰성 있게 지시한다. 본 발명은 주로 터어빈 발전기를 보호한다는 관점에서 기술되겠지만, 보호계전기는 또한 유도 발전기나 진동기 같은 다른 대형기계를 보호하기 위해서도 쓰일 수 있음이 이해될 것이다.
정밀도 및 신뢰도는 단지 양의 연속성분이 해로운 축의 토르크를 줄수있기 때문에, 감시된 주파수에서 차동기 전류의 양의연속성분에 대응하는 차동기 전류신호를 제공하여서 향상될 수 있다. 더구나, 본 발명의 삼상에 의한 다루는 방법이, 양의 연속성분의 결정에 필요하여서, 단상에 의한 방법보다 차동기 전류의 표시가 좀더 완전히 될 것이다. 보호 계전기 10은 어떤전류에 관한 신호 IA, IB및 IC를 감시될 전력계통과 기준신호 VA로부터 필요로 한다. 기준신호 VA는 또한 전력계통의 선로전압으로부터 용이하게 얻을 수 있다. 제2도는 보호될 터어빈 발전기에 연결된 도체 A,B 및 C를 가지는 삼상 전력계통을 도해한다.
발전기는 60헬츠등의 동기 주파수의 삼상전압을 유기한다. 변류기 14,16 및 18은 도선 A,B 및 C에 각각 흐르는 전류에 대응하는 전류신호를 제공하며, 저항 20,22 및 24는 전류 신호를 전압형태로 바꾼다.
도선 A,B 및 C에 흐르는 전류에 대응하는 신호 전압은 신호조정 및 서어지(surge) 방지회로 26,28 및 30에 각각 가해진다.
이 회로는 고주파 노이즈를 억제하며 전류파동을 제한하는 연산증폭기 작동 여파기와 제너 다이오드를 포함하며, 미합중국 특허 제4,125,884에 상세히 보여진다. 회로 26,28 및 30의 출력은 전류관계신호 IA, IB및 IC를 제1도에 도시된 보호 계전기 10에 제공하고, 그들은 전력계통 12에 흐르는 차동기 성분및 차동 기전류를 포함한다.
기준신호 VA는 일정진폭을 가지는 동기주파수의 정현파 전압이다. 제2도에 도시된 바와같이, 도선 A같은 도선의 하나에 연결되는 일차권선과 신호조정 및 과전압 보호회로 34에 연결되는 이 차권선을 가지는 전압변성기 32에 의하여 공급된다. 조정된 전압신호는 동기주파수에서 구형파를 만드는 라미터(limiter) 36과 구형파를 정현파로 바꾸는 저역 여파기에 가해진다.
저역 여파기 38은 또한 커패시터 같은 여파기의 출력을 신호속의 직류성분을 제거하기 위해 출력단자 VA에 결합시키는 결합장치를 포함한다. 회로 34, 리미터 36 그리고 저역 여파기 38은 전술된 미합중국 특허제4,125,884에서 상세히 보여진다.
다시 제1도를 참조하면, 전류관련신호 IA, IB및 IC는 각각 동기 변조기 혹은 승산기 40,42 및 44에서 제각기 기준신호 VA로 곱해진다. 승산작용은 인트로닉스 코오포레이숀 M310시리이즈의 하나와 같은 정밀아날로그 승산기에 의하여 실시될 수도 있다. 승산작용은 동기주파수 성분 WO를 제거하며 신호에 세가지 성분, 즉 (1) 동기 주파수항의 두배 2wo(2) 나타난 각 차동기 전류 주파수 ws에 대한 비이트 주파수항(wo+ws)그리고 (3) 나타난 각 차동기 전류 주파수에 대한 비이트 주파수항(wo-ws)을 제공한다.
대역 여파기는 비교적 고주파성분(1)과 (2)는 감쇠시키고 전력계통의 도선의 하나에 흐르는 모든 차동 기성분(wo-ws)에 관련된 신호(3)을 공급한다. 모든 차동기 성분에 관련된 신호(3)은 미합중국 특허 제4,106,071호에 설명되는 검출기 장치로 쓰인다.
상술된 미합중국 특허의 단상에 의한 방법은 삼상전력 계통의 각 선로에 적용될 수 있어서, 그 계통의 3개의 도선에 흐르는 차동기 전류에 관련된 3가지 다른신호를 제공한다. 본 방법은 하기에 제시된 방법과 다르다.
(a) 각개의 문제되는 차동기 전류주파수의 양의 연속성분에 관렌된 신호를 제공하기 위하여 차동기 전류신호를 연속 여파기와 그리고 협역 여파기로 여파하는 것과
(b) 비교적 완만한 크기가 확대되는 자여자 차동기 전류진동과 터어빈 발전기에 충격을 주어 기계적 공진으로 되게 하는 초기치가 큰 과도 차동기 진동을 구분하여서 추가로 보호작용을 하는 것을 인식하는 점이있다.
승산기 40,42 및 44의 출력은 어떤 지점에서는 2wo및 (wo+ws)항을 감쇠시키고, 반면에 (wo-ws)항은 통과시키기 위하여 대역통과 혹은 광대역 여파기로 여파되어야 하며, 연속 여파기와 협역 여파기로 구성되는 한쌍의 여파기가 감시될 각 차동기 주파수를 위하여 제공된다. 여파시스템은 선형 시스템으로 여파작용은 어떤순서로 적용되어도 된다. 선택된 순서는 하드웨어의 문제에 토대를 두는 것으로, 차후에 설명된다. 제1도및 제3도는 2가지 다른 여퍼순서를 도해한다. 특히 제1 는 지정된 차동기 주파수 F1에 맞추어진 연속여파기 46을 도해한다. 보통, 주파수 F1, 또는 어떤 감시 주파수도 14에서 45헬츠의 범위내에 있다. 연속여파기 46은 그 입력이 모든 승산기 40,42와 44의 출력에 응답하도록 연결된다.
연속여파기는 단지 조성된 주파수에서만 효과가 있지만, 그러나 승산기의 모든 주파수 성분에 대해 작동한다. 연속 여파기 46과 같은 주파수 F1에 맞추어진 광역여파기 48과 협역 여파기 50에 의한 차후의 여파작용은 협역 여파기 50의 출력 51에 특정 차동기 주파수 F1의 양의 연속성분에 대응하여 신호를 제공한다.
특정된 차동기 전류주파수 F1의 양의 연속성분에 대응하는 출력신호를 제공하기 위하여, 연속여파기 46은 연속위상의 관계가 승산작용에 의해 역으로 되었기 때문에 음의 연속 여파기이어야 한다. 이것은 다음에 의하여 보여진다. 주어진 시스템에서 어떤 차동기 주파수 Ws의 연속성분은
(1) IO=
cos wst제로 시이퀀스
I1=
cos(wst+ψ2) 포지티브 시이퀀.
I2=
cos(wst+ψ2) 네거티브 시이퀀스
이같이, 정의에 의하여, ws의 위상전류는, 페이저(phasor)로 표시된다.
(2) IAS=I0+I1+I2
IBS=I0+a2I1+aI2
ICS=I0+aI1+a2I2
여기서 a=ej120(1)을 (2)에 대입하면
(3)
wo=2π60이고, VA=coswot=상전압의 표준형이라고 가정한다. DC 및 120헬츠 그리고 (wo+ws)항을 제거하기 위해 승산 및 대역 여파를 하고나면, 차동기 전류신호는
(4) IAS'=
cos(wo-ws)t+
cos[(wo-ws)t-
]+
cos[(wo-ws)t-
]
IBS'=
cos(wo-ws)t+
cos[(wo-ws)t-
-240°]+
cos[(wo-ws)t-
-120°]
ICS'=
cos(wo-ws)t+
cos[(wo-ws)t-
-120°]+
cos[(wo-ws)t-
-240°]
혹은
(5) IAS'=I'O+I'2+I'2I'O=
cos(wo-ws)t
I'BS=I'O+aI'1+a2I'2I'1 
cos[(ws-ws)t-
]
I'CS=I'O+a2I'1+aI'2I'2+Ircos[(wo-ws)t-
]
이상으로 부터 I'AS, IBC' 및 ICS는 IAS, IBS및 ICS가 양의 연속 세트임에 반해 한세트의 음의 연속신호를 구성함을 알수 있다. 승산에 의해서 순서가 뒤바뀌며, 따라서 음의 연속 예를들어 음의 사이퀸스 필터 46은 본 출원과 동일 양수인에게 양도된 미합중국 특허 제4,146,913호에 발표된 시이퀸스 필터이거나 혹은 그 외의 다른 적당한 음의 시이퀸스 필터가 사용된다.
광폭대역 필터 48은 약 30헬츠(15에서 45헬츠)의 대역폭을 가지는 미합중국 특허 제4,125,884호에서 자세히 보여지는 수정된 버터워드 설계(Butterworth design)의 17차이다(저 통과 13차이고 고 통과 4차이다)
협폭대역 필터 50은 3헬츠 같은 단지 및 헬츠의 대역폭을 가지면 좋다. 예를들어, 협폭대역 필터 50은 2개의 2처대역 필터로 구성된 필요 대역폭에서 최대로 평활한 반응은 일으키는 스태거 동조의(stagger-tuned) 4차이다. 협폭대역 필터의 전송함수(transfer function)은
여기서
=1/Q이며 Q는 결합된 2개의 2차단의 필요선택도이다.
문제가 되는 또하나의 차동기 주파수의 전류는 주파수 F1을 위한 필터장치를 이중으로 하여서 감시될 수 있다. 예를들어, 차동기 주파수 F2를 위해서는, 시이퀸스 필터 52, 광폭대역 필터 54, 및 협폭대역 필터 56이 마련되어, 단자 57에 출력신호를 제공한다. 차동기 주파수 F3을 위하여서는, 시이퀸스 필터 58, 광폭대역 필터 60 및 협폭대역 필터 62가 마련되어, 단자 63에 출력신호를 제공한다. 차동기 주파수 F2에 대해서는, 협폭대역 필터 68이 마렌되어, 단자 69에 출력신호를 제공한다.
보통의 터어빈 발전기 계통에서, 단지 2개나 3개의 기계적 공진 주파수만이 문제가 되므로, 제1도의 방법이 가장 경제적이다. 만약 4개 혹은 그 이상의 차동기 주파수가 검출되려면, 제3도의 방법이 가장 경제적이다.
제3도에서는 몇개의 차동기 주파수가 검출됨에 관계없이 3개의 광폭대역 필터 70,72와 74가 필요하다.
한쌍의 시이퀸스 및 협폭대역 필터가 감시될 각 차동기 주파수에 대한 3개의 광폭대역 필터 70,72및 74의 출력을 받기 위하여 연결되어서, 시이퀸스 필터 76과 협폭대역 필터 78은 주파수 F1을 감시하고, 시이퀸스 필터 80과 협폭대역 필터 82는 주파수 F2를 감시하며, 시이퀸스 필터 84와 협폭대역 필터 86은 주파수 F3를 감시하고, 시이퀸스 필터 90과 협폭대역 필터 90은 주파수 FN을 감시한다.
제4도와 제5도는 대역폭이 3헬츠인 협폭대역 필터를 사용하여 차동기 주파수 15헬츠와 45헬츠에 대한 제1도 혹은 제3도장치의 계통의 시같응답을 도해하는 그라프이다. 제4도는 한계설정을 1퍼유니트 차동기 전류의 과도전류에 대한 검출시같을 도시하며, 제5도는 0.05퍼유니트에 대한 차동기 전류의 크기에 대해 검출시같을 도시한다. 크기에 대한 검출시같은 종래의 과전류 계전기의 역시같 특성과 비슷한 역 특성임을 알수 있다.
제6도는 0.05퍼 유니트와 1퍼 유니트의 차동기 전류의 과도 전류일 때 15헬츠와 45헬츠의 차동기 전류 주파수에 대한, 협폭대역 필터의 대역폭에 대하여 검출시같을 도해하는 그라프이다. 검출시간은 대역폭을 늘리므로써 모든 문제되는 차동기 전류의 주파수에서 감소함을 알수 있다.
이와같이, 검출시같에 대한 선택된 주파수에서의 예민도 사이의 절충이다.
제4도, 제5도 및 제6도 그라프의 데이타는 보호 계전기 10이 필요한 시간응답 요건내에서 정확하고 신뢰성 있는 보호를 제공하는 것을 증명하기 위한 콤퓨터 모의 실험에서 얻어진 것이다. 지정된 주파수에서 차동기 전류의 양의 연속성분에 대응하는 신호를 사용하는 검출장치는 각 감시된 주파수에 대해 과도 검출기, 자여자 검출기를 포함한다. 예를들어 과도 검출기 92와 자여자 검출기 94는 F1의 주파수를 가지는 차동기 전류 신호를 받기 위하여 단자 51에 연결되며, 과도 검출기 96과 자여자 검출기 98은 F2의 주파수를 가지는 차동기 전류 신호를 받기 위하여 단자 57에 연결되고, 과도 검출기 100과 자여자 검출기 102는 F3의 주파수를 가지는 차동기 전류신호를 받기 위하여 단자 63에 연결되며, 과도 검출기 104와 자여자 검출기 106은 FN의 주파수를 가지는 차동기 전류신호를 받기위하여 단자 69에 연결된다.
과도 검출기와 자여자 검출기는 신호를 검출하며, 만일 이들이 지정된 파라미터와 일치하면 취해져야만하는 어떤 종류의 수정작용을 지시하는 신호가 발생될 것이다. 과도 검출기 92,96,100 및 104의 신호는 OR회로 108에서 OR로 되어서, 회로의 출력은 트립지시계 110과 트립회로 112로 가해진다. 예를들어, 트립회로 112는 회로 차단기의 트립코일 114에 연결되어, 발전기를 선로로부터 트립하도록 연결된다. 같은 방식으로, 자여자 검출기 94,98,102와 106의 출력은 OR회로 116에서 OR로 되어, OR회로 116의 출력은 트립지시계 118과 트립회로 112로 연결된다.
자여자 검출기 94,98,102와 106은 비교적 작은 크기로 시작되며 강도가 증대되는 차동기 전류의 진동을 검출하며, 이 검출기는 미합중국 특허 제4,106,071에 상세히 설명되는 검출기와 같은 것이다. 이 장치에 있어서, 트립신호는 차동기 전류신호의 증가속도를 평가하기 위하여 지정된 기간을 지난후에 제공된다. 만약에 신호가 지정된 한계크기를 넘고, 그리고 그 증가속도가 지정된 크기를 넘으면, 트립신호가 발생된다.
본 발명은 지정된 비교적 큰 크기를 넘으며, 그 과도전류가 선로나 전기계통에서 시작되는 지정된 차동기 주파수의 과도전류는 터어빈 발전기의 기계적 계통에 충격을 주어 공진하게 한다는 것을 인정한다. 자여자 검출기는 단지 차동기 진동의 증가속도가 지정된 크기를 넘을때만 트립신호를 제공한다 전기적인 원인의 과도 현상은 높게 시작되어서 소멸된다. 그 결과의 기계적 공진은, 전기적인 과도현상으로 시작되어서, 낮게 시작되어 확대된다. 자여자 검출기 장치는 후자를 검출한다.
본 발명의 협폭대역 필터는, 제7도에 도해된 바와같이, 그 입력에 가해지는 큰 소멸하는 과도현상에 대응하는 확대되는 신호를 표시하는 출력을 제공하는 효과를 가진다. 협폭대역 필터는 과도 현상의 초기 대형진폭을 탐지하지 못하며, 그 출력은 소멸하는 신호를 탐지하기 시작하기전에 몇 싸이클 동안 증가한다. 이와같이, 자여자 검출기는 증가되는 기계계통의 자여자 진동이 시작할 기회를 갖기전에 트립신호를 발생한다.
전기적으로 개시된 소멸하는 과도현상의 조기 검출외에도 본 발명은 크기에 대하여만 작동하는 별도의 과도 검출기 92,96,100 및 104를 제공하며, 그들은 이와같이 증가속도를 결정하는 필요에 의하여 트립신호를 발생하는데 지연시키지 않는다. 전기적으로 개시된 지정된 주파수의 과도현상은 과도 현상이 지정된 크기를 넘을때 기계적 계통에 충격을 가하여 공진을 일으킨다는 것을 알수 있다.
이와같이, 과도 검출기는 만일 지정된 크기를 넘으면 트립신호를 시작하도록 조정된다.
과도 검출기는 제8도에서 검출기 92대신에 사용되는 과도수준 검출기로서 도해되는 단순한 수준 검출기일수도 있으며, 그외의 과도 검출기일 수도 있다. 과도검출기 92는 주파수 F1에서 차동기 전류를 표시하는 신호를 받기위해, 저향 122를 저쳐서 단자 51에 연결되는 반전되지 않는 입력을 가지는 연산 증폭기(OP AMP) 120을 포함한다. 연산증폭기 120의 반전입력은 조정할 수 있는, 전원 V+와 저항 124 및 126에 의하여 공급되는 기준전압에 연결되어, 그 선택아암은 연산증폭기 120의 반전입력에 연결된다. 연산증폭기 120의 출력은 피이드백 저항 128을 거쳐서 그것의 비 반전 입력으로 연결되며, 저항 132를 거쳐서 출력단자 130으로 연결된다. 다이오드 134는 출력이 음의 6볼트 이상이 되는것을 막는다. 출력단자 130은 회로 108로 연결된다. 이같이해서, 본 발명의 검출장치는 초기의 크기가 큰 전기적으로 개시된 과도 현상이 감시되는 차동기 주파수에서 발생될때 트립신호를 발생하며, 트립신호가 기계적 공진으로 인한 잠재적으로 손상시키는 진동이 형성되기 시작하는 기회를 터어빈 발전기가 가지기 전에 트립신호가 시작된다.
Claims (1)
- 동기 전력발생 주파수로 발생된 3상 전압을 가진 3상 전력 시스템에 흐르는 차동기 전류에 응한 출력신호를 제공하기 위한 장치로서, 각각이 3상 전력 시스템의 다른 위상에 흐르는 전류에응하고 제1, 제2 및 제3신호들(IA,IB,IC)를 제공하는 변류기(제2도 ; 14,16,18)와 ; 일정 진폭을 가진 동기 주파수로 제4신호(VA)를 제공하는 전압변성기(32)와 ; (i) 2배의 동기 주파수, (ii) 각 차동기 주파수와 동기 주파수의 합 (iii) 각 차동기 주파수와 동기 주파수와의 차에 응하는 주파수를 가진 제1, 제2 및 제3성분을 가진 제5, 제6 및 제7신호[2wo+(wo+ws),(wo-ws)]를 제공하도록 제4신호와 함께 상기 제1, 제2 및 제3신호의 각각을 처리하는 승산기(제1도 : 40,42,44)와 제5, 제6 및 제7신호들의 상기제3성분을 통과시키고 상기 제1 및 제2성분을 대체로 차단시키도록 동조되는 광 대역 필터(제1도 : 48등, 제3도 : 70,72,74)로 구성하고 있는 보호계전 장치에 있어서, 첫번째 설정된 차동기 주파수(F1)에 동조되는 제1의 필터쌍인 시퀸스 필터 및 협대역 필터(제6도 : 40 및 50등, 제3도 : 76 및 78등)로 구성하고 있으며, 상기 제1의 필터쌍인 시퀸스필터(46,76등)및 협대역 필터(50,78등)가 상기 제5, 제6 및 제7신호들에 응하여, 상기 첫번째 일정한 차동기 주파수로 3상전력시스템에 흐르는 어떤 차동기 전류들의 양의 시퀸스 성분에 응하는 출력신호를 상호 작용하게 제공하는 특징을 지닌 보호계전 장치.
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