Przedmiotem wynalazku jest sposób zabezpieczenia ge¬ neratora przed skutkami pojedynczych zwarc z ziemia w obwodach wzbudzenia. Obiektami, dla których szcze¬ gólnie uzasadnione jest stosowanie przedstawionego spo¬ sobu zabezpieczenia, sa generatory duzej i najwiekszej mocy, których uzwojenie wzbudzenia zasilane jest ze zró¬ dla pradu przemiennego poprzez prostowniki lub tyrys¬ tory.W dotychczas stosowanych sposobach zabezpieczenia, reagujacego przy pojedynczych zwarciach z ziemia w ob¬ wodach wzbudzenia, dokonuje sie pomiaru okreslonej wartosci pradu w obwodzie zasilanym z pomocniczego zródla napiecia przemiennego, a uzyskiwanym przez pola¬ czenie jednio .bieguna uzwojenia wirnika generatora, poprzez k<; - z ziemia. O vód ten, normalnie otwarty, zostaje zamkniety przy pojawi liu sie pojedynczego zwarcia z ziemia w ob¬ wodach wzbudzenia. Wartosc pradu rozruchowego prze¬ kaznika oraz wartosc pojemnosci kondensatora wlaczone¬ go do o"bwódu zabezpieczenia dobierane sa do okreslonej dla danego generatora wartosci pojemnosci obwodów wzbudzenia wzgledem ziemi.Czulosc dzialania zabezpieczenia, okreslona wartoscia rezystancji przejscia w miejscu zwarcia, zalezna jest wiec od wartosci doziemnych pojemnosci obwodów wzbudze¬ nia. Wartosc ta nie jest dla danego generatora wielkoscia stala, ulega ona zmianie wraz ze zmiana warunków rucho¬ wych maszyny. Szczególnie duze zmiany wartosci pojem¬ nosci doziemnych obwodów wzbudzenia wystepuja w przypadku generatorów przystosowanych do wspólpra¬ cy z ukladem wzbudzenia rezerwowego.Dotychczas stosowane zabezpieczenia sygnalizowaly wystepowanie pojedynczych zwarc z ziemia w obwodach wzbudzenia. Sposób tenjestaktualniestosowanydla gene¬ ratorów niewielkiej mocy. W przypadku generatorów du¬ zej mocy (od 200 MW) dazy sie do tego, aby pojedyncze zwarcia w obwodach wzbudzenia byly wylaczane przez zabezpieczenie. Wynika to z ryzyka przerodzenia sie takie¬ go uszkodzenia w podwójnezwarcie doziemne, które wiaze sie z bardzo powaznym uszkodzeniem, niedopuszczalnym dla duzych, kosztownych i odpowiedzialnych jednostek.W zwiazku z koniecznoscia powierzenia zabezpieczeniu funkcji odstawiania z ruchu generatora, rosna wymagania w zakresie jego pewnosci dzialania. Konieczne jest wiec wyeliminowanie wplywu pojemnosci doziemnych obwo¬ dów wzbudzenia na pomiar umozliwiajacy stwierdzenie pojedynczych zwarc z ziemia w tych obwodach.Znany z literatury technicznej E.F. Kniitter, G. Ziegler- „Elektronischer Laufererdschuss-schutz mit neuartiegen Messprinzip", Siemens-Zeitschrift 46, 1972 uklad zabez¬ pieczenia reagujacego przy pojedynczych zwarciach w ob¬ wodach wzbudzenia generatora w oparciu o pomiar admi- tancji tych obwodów polega na tym, ze miedzyobabieguny uzwojenia wirnika generatora i ziemie wlaczono filtrpas¬ mowy, przekaznik porównujacy prad w galezi impedancji doziemnej obwodów wzbudzenia z pradem zadanym oraz zródlo pomocniczego napiecia przemiennego.Sposób zabezpieczenia generatora wedlug wynalazku polega na tym, ze mierzona jest impedancja obwodów 85 81985819 3 wzbudzenia wzgledem ziemi i porównywana z nastawiona impedancja, okreslona charakterystyka rozruchowa prze¬ kaznika impedancyjnego. Charakterystyka ta jest tak do¬ brana, ze stwierdzenie okreslonej wartosci rezystancji izo¬ lacji, swiadczacej o doziemieniu w obwodach wzbudzenia, jest niezalezne od wartosci pojemnosci tych obwodów wzgledem ziemi. Impedancja izolacji obwodów wzbudze¬ nia wzgledem ziemi stanowi równolegle polaczenie reak¬ tancji pojemnosciowej oraz rezystancji: z=r w* =R+*X (1) gdzie: Z - impedancja izolacji obwodów wzbudzenia wzgledem ziemi Rw - rezystancja izolacji obwodów wzbudzenia wzgledem ziemi Xcw - reaktancja pojemnosciowa izolacji obwodów wzbudzenia wzgledem ziemi. _ XCW^ ' Rw _ Agyy ' RW2 Dla stalych wartosci rezystancji (Rw = const) i zmieniajacej sie wartosci reaktancji pojemnosciowej (XcW = var) impe¬ dancja Z okreslona jest równaniem: (R-^)? +X'=(^f (2) 2 Równanie (2) na plaszczyznie impedancji zespolonej przedstawia pek pólokregów ortogonalnych, wychodzacy ze srodka ukladu wspólrzednych. Kazdy pólokragstanowi miejsce geometryczne konców wektorów impedancji Z zmieniajacej sie wraz ze zmiana wartosci reaktancji Xcw od 0 do -xx, przystalej wartosci rezystancji Rw. Przekaznik impedancyjny o charakterystyce rozruchowej okreslonej równaniem (2) pozwala na pomiar rezystancji(Rw) izolacji obwodów wzbudzenia w sposób.niezalezny od zmian po¬ jemnosci doziemnej tych obwodów. Dziala on przy obnize¬ niu rezystancji izolacji obwodów wzbudzenia, umozliwia¬ jac stwierdzenie pojedynczego zwarcia z ziemia w tych obwodach oraz uruchomienie odpowiedniej automatyki interwencyjnej. Zaleta przedstawionego sposobu zabez- 4 pieczenia polega na tym, zepomiar, umozliwiajacy stwier¬ dzenie pojedynczych zwarc z ziemia w obwodach wzbu¬ dzenia, odbywa sie ze stala czuloscia, niezaleznie od zmie¬ niajacych sie wartosci pojemnosci doziemnych tych obwodów.Przyklad wykorzystania sposobu zabezpieczenia we¬ dlug wynalazku objasniono blizej na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat polaczen ukladu zabezpiecze¬ nia, a fig. 2 charakterystyke rozruchowa przekaznika im- pedancyjnego. Uklad zawiera nastepujace elementy wla¬ czone miedzy jeden biegun uzwojenia wzbudzenia i ziemie (wal turbozespolu): rezonansowy filtr pasmowy 1, trans¬ formator 2 napiecia pomocniczego oraz przekaznik impe¬ dancyjny 3. Pasmowy filtr 1 wykonanyjest jako rezonanso- wy, dostrojony do czestotliwosci roboczej ukladu to jestdo czestotliwosci napiecia pomocniczego. Filtr ten stanowi element zaporowy dla pradu stalego oraz dla wyzszych harmonicznych. Pomiarowy przekaznik impedancyjny 3 mierzy impedancje obwodów wzbudzenia wedlug zadanej charakterystyki konduktancyjnej 4.Charakterystykerozruchowa tegoprzekaznika na plasz¬ czyznie impedancji zespolonej stanowi okrag, którego sro¬ dek lezy na osi rzeczywistej, a promienodpowiada polowie wartosci rezystancji i izolacji (fiat), przy osiagnieciu której 2 przekaznik dziala. Okrag ten obejmuje wszystkie pólokre- gi 5 odpowiadajace mniejszym od nastawionej wartosciom rezystancji izolacji obwodów wzbudzenia wzgledem ziemi.Pólokregi 6, odpowiadajace wiekszym od nastawionej wartosciom rezystancji izolacji obwodów wzbudzenia, le¬ za poza wyznaczonym charakterystyka obszarem 7 dziala¬ nia przekaznika. Przedstawiony uklad zabezpieczenia po¬ zwala na wykrywanie pojedynczych zwarc z ziemia w ob¬ wodach wzbudzenia, poniewaz w wyniku tego uszkodze¬ nia ulegaobnizeniuwartosc rezystancji izolacji tychobwo¬ dów. Efektem pracy tego ukladu jest uruchomienie odpo¬ wiedniej automatyki interwencyjnej. PL