RU1778854C - Устройство дл защиты синхронного генератора от асинхронного хода - Google Patents

Abstract

Назначение: защита синхронного генератора при переходе его в асинхронный режим . Сущность: заключаетс  в вы влении величины и знака скольжени  путем измерени  скорости прохождени  годографа сопротивлени  через заданные области сопротивлени , соответствующие состо нию до и после потери устойчивости генератора , что позвол ет повысить надежность и быстродействие защиты при переходе генератора в асинхронный режим. 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к релейной защите синхронного генератора от асинхронного хода.

Цель изобретени  - повышение надежности и быстродействи  защиты генератора от асинхронного хода.

На фиг.1 приведена блок-схема устройства; на фиг.2 -характеристики измерительного органа сопротивлени .

Устройство содержит следующие элементы: 1 - измерительный орган сопротивлени  (ОС) с двум  выходами (т.е. с двум  элементами сравнени ) и комбинированной характеристикой срабатывани ; 2, 3, 17 - первый, второй и третий блоки запрета; 4 - элемент ИЛИ; 5, 6 - первый и второй триггеры; 7, 10, 11 - первый, второй и третий элементы И; 8 - счетчик импульсов; 9,13,14, 19 - первый, второй, третий и четвертый блоки вы влени  первоочередности срабатывани  (БВП); 12, 18 - первый и второй элементы выдержки времени; 15, 16-.ne.p- вый и второй переключатели сигнала; U, I сигналы , пропорциональные напр жению и току генератора; I, II, III-выходы элементов, рабочие сигналы на которых по вл ютс  при попадании годографа сопротивлени  в области, соответственно, I, II, III на фиг.2; Ст - выходной сигнал счетчика импульсов, действующий на отключение генератора по количеству циклов скольжени ; +Sg. -Sg - выходные сигналы, действующие на автоматическую нормализацию режима генератора (убавить, прибавить) при скольжении выше допустимого; ± 5кр - выходной сигнал , действующий на отключение генератора пр- асинхронном ходе и скольжении выше крип ского.

Вх .ы первого 2 и второго 3 блоков запета и элемента ИЛИ 4 подключены к выходам ОС 1, входы установки триггеров 5 и 6 подключены к выходам первого второго блоков запрета 2 и 3, входы сброса триггеров 5 и 6 подключены к выходу элемента ИЛИ 4, входы первого элемента И 7 и первого блока БВП 9 подключены к выходам первого и

ч|

41 00 00

СП

второго триггеров 5 и 6, вход счетчика импульсов 8 подключен к выходу первого элемента И 7, входы второго элемента И 10 подключены к первому выходу первого ВВП 9 и к второму выходу ОС1, входы третьего элемента И 11 подключены к второму выходу первого ВВП 9 и к первому выходу ОС 1, первые входы второго 13 и третьего 14 ВВП подключены соответственно к выходам второго 10 и третьего 11 элементов И, вторые входы второго 13 и третьего 14 ВВП объединены и через первый элемент выдержки времени 12 подключены к выходу элемента ИЛИ 4, а выходы второго 13 и третьего 14 БВП предназначены дл  контрол  величины и знака допустимого скольжени  генератора , входы первого переключател  сигнала 15 подключены к первому входу третьего блока запрета 17 и входу второго элемента выдержки времени 18, входы второго переключател  сигнала 16 подключены к первому и второму выходам ОС 1, а выход его подключен к второму входу третьего блока запрета 17, входы четвертого БВП 19 подключены к выходам третьего блока запрета 17 и второго элемента выдержки времени 18, а выход его предназначен дл  контрол  величины и знака критического скольжени  генератора.

Характеристика срабатывани  ОС 1 выбираетс  таким образом, что сопротивление нижней особой точки окружности на фиг,2 равно сопротивлению генератора Zr, а сопротивление верхней особой точки окружности сопротивлению системы Zc (включа  сопротивление силового трансформатора). ОС 1 содержит два элемента сравнени . Сигнал на первом выходе ОС (т.е. на выходе первого элемента сравнени ) по вл етс  при попадании годографа сопротивлени  в область, ограниченную характеристикой 1 на фиг.2, а сигнал на втором выходе ОС (т.е. на выходе второго элемента сравнени ) - при попадании в область, ограниченную характеристикой 2.

Сигнал на выходе блока запрета 2 по вл етс  при наличии сигнала на первом выходе ОС и отсутствии сигнала на втором выходе ОС, а сигнал на выходе блока запрета 3 - при наличии сигнала на втором выходе ОС и отсутствии сигнала на первом выходе ОС.

Таким образом, блоки 2 и 3 формируют раздельные области срабатывани  I и II на фиг.2, а блок 4 формирует объединенную область срабатывани  III. В нормальном режиме генератора угол между напр жением генератора и системы (в дальнейшем угол генератора) не превышает 90°, соответствующий ему вектор сопротивлени  на зажимах генератора лежит в области IV на фиг.2, а сигналы Ст,+ Sg, - Sg , ± Sup на выходах, соответственно,блоков8,13,14, отсутствуют .

В случае возникновени  синхронных качаний угол генератора может превышать 90°, не превыша  при этом угла 180°, соответствующего потере устойчивости генератора . При этом годограф сопротивлени 

0 сравнительно медленно движетс  по кривой 3 на фиг.2, проход  через точки А1, В1, С1, D1, а сигналы на выходе устройства от- сутствуют.

. В случае возникновени  возможности

5 асинхронного хода годограф сопротивлени  сравнительно быстро движетс  по кривой 4 на фиг.2. В момент времени А, соответствующий углу генератора 90°, по вл ютс  сигналы I и III на выходах блоков 2 и

0 4. Причем сигнал HI подготавливает триггеры 5 и 6 к установке в рабочее состо ние и запускает элемент выдержки времени 12, а сигнал I устанавливает триггер 5 в рабочее состо ние. Пи этом БВП 9 фиксирует поло5 жительный знак скольжени  генератора, когда рабочий сигнал по вл етс  на его первом выходе и поступает на первый вход эле- мента И 10. В момент времени В, соответствующий углу генератора 135°, ОС

0 1 срабатывает по выходу 2. с выхода которого сигнал поступает на второй вход элемента И 10. При этом сигнал с выхода блока 10 приходит раньше, чем сигнал с выхода элемента времени 12 и устанавливает БВП 13 в

5 такое состо ние, что на его выходе по вл етс  рабочий сигнал, фиксирующий превышение генератором допустимого скольжени  с положительным знаком +Sg. Этот сигнал действует на уменьшение ско0 рости генератора. Если уменьшение скорости генератора происходит успешно, то движение годографа сопротивлени  от момента В до момента D происходит сравнительно медленно (или вовсе прекращаетс ),

5 сигнал на выходе блока 19 не по вл етс , а генератор успешно вт гиваетс  в синхронизм .

В случае, если уменьшение скорости генератора не приносит успеха, то угол про0 ворота быстро возрастает и, если скольжение больше критического, обеспечиваетс  сравнительно быстрое движение годографа сопротивлени  на отрезке BCD кривой 4. В момент времени В (если пере5 ключатели 15 и 1бустановлены в положени  а-Ь, когда контролируетс  величина положительного критического скольжени  генератора , расположенного за спиной относительно места установки защиты) сигнал , поступающий с выхода блока 13 через

блок 15 на входы блоков 17 и 18, запускает элемент выдержки времени 18 и подготавливает работу блока 17. При этом работа блока 17 не обеспечиваетс , так как не его другой вход через блок 16с первого выхода блока 1 поступает запрещающий сигнал. В момент времени D, соответствующий углу генератора 225° (т.е. после потери устойчивости генератора в момент времени С, соответствующий углу генератора 180°) по вл етс  сигнал II на выходе блока 3. Этот сигнал устанавливает триггер 6 в рабочее состо ние. При этом через блок 7 на вход блока 8 поступает первый счетный импульс, свидетельствующий о первом провороте ротора генератора, а состо ние ВВП 9 не измен етс . Так как в момент времени D сигнал на первом выходе ОС 1 исчезает, то разрешаетс  работа блока запрета 17. Если величина скольжени  генератора больше критического, то сигнал с выхода блока 17 приходит раньше, чем сигнал с выхода элемента времени 18, м устанавливает БВП 19 в такое состо ние, что на его выходе по вл етс  рабочий сигнал, свидетельствующий о превышении генератором критического скольжени , когда синхронизаци  генератора маловеро тна и обеспечиваетс  его от- ключение. Если скольжение меньше критического, то возможна последующа  успешна  ресинхронизаци  генератора в течение заданного количества циклов скольжени . Если же в течение заданного количества циклов скольжени  ресинхронизации не происходит, то отключение генератора обеспечиваетс  с помощью счетчика циклов скольжени  8 выходным сигналом Ст.

Таким образом, уставка по допустимому скольжению +Sg или -Sg дл  уменьшени  или увеличени  скорости генератора задаетс  выдержкой времени элемента 12, а уставка по критическому скольжению дл  отключени  генератора - выдержкой времени элемента 18.

Особенность работы устройства заключаетс  в том, что оно вы вл ет асинхронный ход генератора в течение первого цикла скольжени , что повышает его быстродействие .

Прин тие дополнительных мер дл  автоматического регулировани  скорости генератора (уменьшением или увеличением ее) еще до момента потери устойчивости может предупреждать возникновение асинхронного хода, а отключение генератора в течение первого цикла скольжени  после потери его устойчивости при скольжении, большем критического, существенно повышает надежность защиты.

Устройство обеспечивает надежную и быстродействующую защиту генератора от асинхронного хода, что предотвращает возникновение и развитие в нем повреждений 5 и тем самым позвол ет сократить затраты на длительный простой генераторов в аварийном ремонте и на дополнительный аварийный резерв в энергосистемах. Кроме того, предотвращаетс  развитие крупных

0 аварий в энергосистемах.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  защиты синхронного генератора от асинхронного хода, содержащее измерительный орган сопротивлени  с

   5 двум  выходами и комбинированной характеристикой срабатывани , первый и второй блоки запрета и элемент ИЛИ, входы которых подключены к выходам измерительного органа сопротивлени , два триггера, входы

   0 установки которых подключены к выходам первого и второго блоков запрета, а входы сброса - к выходу элемента ИЛИ, первый элемент И и первый блок вы влени  первоочередности срабатывани  с двум  входа5 ми, первые входы которых подключены к выходу первого триггера, а вторые - к выходу второго триггера, счетчик импульсов, вход которого подключен к выходу первого элемента И. а выход предназначен дл  от0 ключени  генератора, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности v, быстродействи , дополнительно введены второй и третий элементы И, второй, третий и четвертый блоки вы влени  первоочеред5 ности срабатывани  с двум  входами, первый и второй элементы выдержки времени, первый и второй переключатели сигналов, причем первый вход второго элемента И подключен к первому выходу первого блока

   0 вы влени  первоочередности срабатывани , а второй вход к второму выходу измерительного органа сопротивлени , первый вход третьего элемента И подключен к второму выходу первого блока вы влени  пер5 воочередности срабатывани , а второй вход к первому выходу измерительного органа сопротивлени , первые входы второго и третьего блоков вы влени  первоочередности срабатывани  подключены соответст0 венно к выходам второго и третьего элементов И, вторые входы второго и третьего блоков вы влени  первоочередности срабатывани  объединены и через первый элемент выдержки времени подключены к

   5 выходу элемента ИЛИ, причем входы первого переключател  сигналов подключены соответственно к выходам второго и третьего блоков вы влени  первоочередности срабатывани , а выход первого переключател  сигналов подключен к пероому входу

   третьего блока запрета и входу второго элемента выдержки времени, входы второго переключател  сигнала подключены соответственно к первому и второму выходам измерительного органа сопротивлени , а выход второго переключател  сигналов подключен к второму входу третьего блока

   запрета, первый вход четвертого блока вы влени  первоочередности срабатывани  подключен к выходу третьего блока запрета, а второй вход к выходу второго элемента выдержки времени, а сигнал на его выходе соответствует знаку критического скольжени  генератора.

   Ае/

   Ж

   Фиг, 2