RU1795532C - Устройство дл защиты синхронного генератора от замыкани на землю в одной точке цепи возбуждени - Google Patents

Abstract

Использование: дл  расширени  функциональных возможностей. Сущность изобретени : при нарушении контакта щетка-вал, емкость 35 цепи возбуждени  53 уменьшаетс , ток на выходе третьего трансформатора тока 7 становитс  Меньше, чем ток на выходе второго трансформатора тока 5. и на выходе блока сравнени  13 по вл етс  напр жение, вызывающие срабатыва- ;ниё порогового элемента 14, и Следовательно, срабатывание элемента вы . держки времени 17. На выходе сигнального элемента 28 по вл етс  сигнал Нарушение контакта щетка-вал иодновременно происходит блокировка первого 15 и второго 16 элементов выдержки времени. При нарушении изол ции цепи возбуждени  на выходе полосового фильтра 18 по вл етс  напр жение , пропорциональное разности токов 1 .и поступает на вход знаменател  делител  19, на вход числител  Л9 которого подаетс  напр жение, пропорциональное напр жению вспомогательного источника 10. Напр жение на выходе блока делени  19 будет пропорционально сопротивлению изол ции. В блоке измерени  23 происходит преобразование этого напр жени  в цифровой код, и в блоке индикации 24 по вл етс  значение переходного сопротивлени  изол ции 36. Если переходное сопротивление изол ции ниже порога срабатывани  первого реагирующего органа 21, последний срабатывает и срабатывает первый элемент выдержки времени 15. Если это сопротивление меньше порога срабатывани  второго реагирующего органа 22, то он срабатывает и срабатывает второй элемент выдержки времени 16.1 ил. СО С vj о ел СП о ю

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к устройствам релейной защиты . Известно устройство дл  защиты цепей возбуждени  синхронного генератора от замыкани  на землю, содержащее об- мотку возбуждени , сопротивление изол ции, и емкость возбуждени , последовательно с-обмоткой возбуждени  включены разделительный конденсатор и дроссель, составл ющий с конденсатором фильтр, на- строенный в резонанс на.частоте вспомогательного источника/и два трансформатора тока, резистор и конденсатор компенсирующий вли ние емкости цепи возбуждени . Одинаковые первичные обмотки первого трансформатора тока включены встречно дл  получени  разности токов. К вторичной обмотке трансформатора тока подключены последовательно, соединенные полосовой фильтр, пропускающий наложенную часто- Ту, двухполупериодный выпр митель, сглаживающий активный фильтр, блок выделени  напр жени  приращени  и два пороговых элемента с разной пол рностью срабатывани , на выходе которых включен триггер и сигнальный элемент на выходе трансформатора тока включены последовательно соединенные полосовой фильтр, выпр митель , сглаживающий фильтр, реагирующие органы, с регулируемым поро- том срабатывани , элементы выдержки времени , на срабатывание, имеющие вход блокировки на срабатывание указательное промежуточное реле, блок изменени  величины сопротивлени  изол ции со встроен- ным прибором, Защита реагирует на понижение сопротивлени  изол ции, а также автоматически блокируетс  при нарушении контакта щетка-вал турбогенератора и сигнализирует об этом . Недостаток этого устройства заключаетс  в том; что напр жение на входе реагирующих органов, ре ко падает с увеличением переходного сопротивлени  изол ции. Это ограничивает верхний предел измер емого сопротивлени  изол ции (ограниченна  чувствительность), а показани  прибора приходитс  пересчитывать по таблице или по графику. Это устройство не может защищать сразу несколько генераторов. Необходимо уста- навливать на каждом генераторе по одному устройству. Наиболее близким по технической сущности  вл етс  устройство дл  защиты синхронного генератора от замыкани  на землю в одной точке цепей возбуждени , содержащее блок присоединени , состо щий из разделительного конденсатора , соединенного с дросселем, другой вывод которого  вл ющийс  первым выводом блока присоединени , через блок

компенсации, первичные обмотки второго, первого и третьего трансформаторов тока соединен с зажимом дл  подключени  к щетке вала ротора,  вл ющимс  вторым выводом блока присоединени  третьим выводом которого  вл етс  средн   точка первичной обмотки первого трансформатора тока, четвертым - свободный вывод разделительного конденсатора, соединенного с зажимом дл  подключени  цепи возбуждени  п тым, шестым и седьмым - соответственно вторичные обмотки первого, второго и третьего трансформаторов тока, вспомогательный источник напр жени  первым выводом подключен-к первому выходу блока присоединени , третий вывод которого подсоединен к второму выходу вспомогательного источника напр жени , вторична  обмотка первого трансформатора тока через полосовой фильтр соединена с входом знаменател  делительного блока, а на вход числител  подаетс  напр жение вспомогательного источника, выход делительного блока через .блок вычитани , первый и вто- рой реагирующие органы подаетс  на входы первого и второго элементов выдержки времени , соответственно, блок вычитани  подключен к входу блока измерени , состо щего из последовательно, соединенных блока индикации и аналого-цифрового преобразовател , вход прследнего служит входом блока измерени , вторичные обмотки второго и третьего трансформаторов тока соединен через первый и второй выпр мители соответственно с первым и вторым входами блока сравнени  выход которого через пороговый элемент, третий элемент выдержки времени подключен к входу сигнального элемента и вторым входом первого и второго элементов выдержки времени. Это устройство не может защищать сразу несколько генераторов, т.е. необходимо устанавливать на каждом генераторе по одному устройству.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей устройства.

Сущность изобретени  заключаетс  в том, что дл  защиты n-генераторов устройство содержит л-блоков присоединени , выходы которых через аналоговый переключатель управл емый тактовым генератором подключаетс  к блокам обработки сигналов. Это в целом позвол ет уменьшить количество однотипных блоков защиты. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  защиты группы синхронных генераторов от замыкани  на землю в одной точке цепи возбуждени  содержащее блок присоединени , состо щий из разделительного конденсатора соединемного с дросселем, другой вывод которого  вл ющийс  первым выводом блока присоединени /через блок компенсации, первичные обмотки которого, первого и третьего трансформаторов тока соединен с 5 зажимом дл  подключени  к щетке вала ротора ,  вл ющийс  вторым выводом блока присоединени , третьим выводом которого  вл етс  средн   точка первичной обмотки первого трансформатора тока, четвертым - 10 свободный вывод разделительного конденсатора , соединенный с зажимом дл  подключени  цепи возбуждени , п тым шестым и седьмым предназначенные дл  подключени  к аналоговому переключате- 15 лю соответственно вторичные обмотки пер- вого. второго и третьего трансформаторов тока, вспомогательный источник напр жени  первым выводом подключен к первому выходу блока присоединени , третий вывод 20 которого подсоединен к второму .выходу вспомогательного источника напр жени , выходы первого и второго выпр мителей соединены с первым и вторым входами блока сравнени , выход которого через пороге- 25 вый элемент соединен со входом первого, второго и третьего элементов выдержки времени, выход полосового фильтра подключен к входу знаменател  делительного блока, на вход числител  которого подаетс  30 напр жение вспомогательного источника, выход блока делени  через блок вычитани  соединен со входами первого и второго реагирующих блоков, выход которых подключены к соответственно ко вторым входам 35 первого и второго элементов выдержки времени , выход блока вычитани , подсоединен к входу блока измерени , состо щего из последовательно соединенных блока индикации и аналогоцифрового преобразовате- 40 л , вход последнего служит входом блока измерени , а блок компенсации содержит последовательно соединенные резистор и конденсатор, а выход третьего элемента выержки времени подключен к сигнальному 45 лементу. Дополнительно введены, генера- ор тактовых импульсов и аналоговый пере- ключатель. при этом число блоков присоединени  равно числу защищаемых генераторов, первые входы которых под- 50 ключены к каждый к своему выходу вспомогательного источника напр жени , и каждый снабжен зажимами дл  подсоединени  к цепи возбуждени  и щетке вала ротора, а п тый, шестой и седьмой выводы 55 блока присоединени  подключены,через аналоговый переключатель соответственно к полосовому фильтру, первому и второму выпр мител м, а выводы, предназначенные л  подключени  аналогового переключател  каждого блока присоединени  подключен к своему входу аналогового переключател , выход генератора тактовых импульсов соединен с тактовыми входами аналогового переключател  и сигнального элемента, дополнительные входы которого подсоеди- нены соответственно к выходам первого и второго элемента выдержки времени.

На чертеже представлена функциональна  схема предполагаемого изобретени .

Блок присоединени  1 состоит из разделительного конденсатора 2, соединенного с дросселем 3 другой вывод которого  вл етс  первым выводом блока присоединени  через блок компенсации первичные обмотки второго 5, первого 6 и третьего 7 трансформаторов тока соединен с зажимом 8дл  подключени  к щетке вала ротора,  вл ющимс  вторым выводом блока присоединени . 1 Третьим выводом которого  вл етс  средн   точка-первичной обмотки первого трансформатора тока б, четвертым - свободный вывод разделительного конденсатора 2, соединенный с зажимом дл  подключени  к цепи возбуждени , п тым, шестым и седьмым - выводами - соответственно вторичные обмотки первого 6 второго 5 и третьего 7 трансформаторов тока. Вспомогательный источник напр жени  10 первым выводом подключен к первому выводу блока присоединени  1, третий вывод которого подсоединен к второму выводу вспомогательного источника напр жени  10, выводы первого 11 и второго 12 выпр мителей соединены с первым и вторым входами блока сравнени  13 выход которого через пороговый элемент 14 соединен со входами первого 15, второго 16 и третьего элементами выдержки времени. Выход полосового фильтра 18 подключен к выходу знаменател  делительного блока 19. на вход числител  которого подаетс  напр жение вспомогательного источника 10. выход блока делени  19 через блок вычитани  20 соединен со входом первого 21 и второго 22 реагирующих блоков, выходы которых подключены к соответственно ко вторым входим первого 15 и второго 16 элементов выдержки времени . Выход блока вычитани  20 подсоединен к входу блока измерени  23, состо щего из последовательно соединенных блоков индикации 24 и аналогоцифрового преобразовател  25, вход последнего служит входом блока измерени  23. Блок компенсации 4 содержит последовательно соединенные резистор 26 и конденсатор 27. Выход треть- . его элемента выдержки времени 17 подключен к сигнальному элементу 28. Генератор тактовых импульсов 29 соединен с тактовыми входами аналогового переключател  30

и сигнального элемента 28. Число блоков присоединени  31 и 32 равно числу защищаемому генераторов первые выводы которых подключены каждый к своему выводу вспомогательного источника 10 напр жени  и каждый снабжен зажимами дл  присоединени  к цепи возбуждени  и щетке вала ротора, а п тый, шестой и седьмой выводы предназначены дл  подключени  аналогового переключател  блоков присоединени  1, подключены через аналоговый переключатель 30 соответственно к полосовому фильтру 18, первому 11 и второму 12 выпр мителей , а выход каждого блока присоединени  предназначенные дл  подключени  к своему входу, аналогового переключател  30. Дополнительные входы сигнального эле- .мента 28 подсоединены соответственно к выходам первого 15 и второго 16 реле времени . Цел ь возбуж де н и  3 3 н а р и су н ке представлена обТмоткой возбуждени  34, емкостью 35 и сопротивлением изол ции 36 относительно земли. :

Устройство работает следующим образом .

Дроссель 3 и емкость 2 настраиваютс  в резонанс на частоте вспомогательного источника 10 по.макеимальному току. При сопротивлении изол ции 3.6 цепи возбуждени  33, равного бесконечности подбирают параметры блока компенсации 4, так, чтобы на выходе первого трансформатора тока 6 ток имел наименьшее значение -т.е. ток небаланса. Следовательно при нормальной изол ции системы зозбужде- ни  и отсутствии нарушени  контакта щетка-вал - сигналы на выходе устройства защиты отсутствуют. При нарушении контакта щетка-вал емкость 35 цепи возбуждени  33 уменьшаетс , ток на выходе третьего трансформатора тока 7 становитс  меньше, чем ток на выходе второго трансформатора тока 5 и на выходе блока сравнени  13 по вл етс  напр жение, вызывающее срабатывание порогового элемента 14, следовательно, срабатывание элемента выдержки времени 17. На выходе сигнального элемента 28 по вл етс  сигнал Нарушение контакта щетка-вал и одновременно происходит блокировка первого 15 и второго 16 элементов выдержки времени. Если происходит нарушение изол ции цепи возбуждени , ток на выходе трансформатора тока 7 будет больше тока трансформатора 5 и на

.

выходе блока сравнени  13 по витс  напр жение , но пороговый элемент 14 не срабатывает , т.е. реагирует только на одну пол рность напр жени . На выходе полосового фильтра 18 по витс  напр жение, отфильтрованное от помех и пропорциональное разности токов 1. Этот ток обратно- пропорциональный сопротивлению изол ции 36 цепи возбуждени  33, поступает на ход знаменател  делител  19, на вход числител  которого подают напр жение , пропорциональное напр жению вспомогательного источника 10. Напр жение на выходе блока делени  19 будет пропорционально сопротивлению изол ции, но в него входит активное сопротивление дроссел  3. Поэтому в блоке вычитани  20 происходит вычитание напр жени , пропорциональное активному сопротивлению дроссел  3 из напр жени  с выхода блока делени  19. В блоке измерени  23 происходит преобразование этого напр жени  в цифровой код и в блоке индикации 24 по вл етс  значение переходного сопротивлени  изол ции 3(3. При переходном сопротивлении изол ции 36 ниже порога срабатывани  первого реагирующего органа 21, последний срабатывает и срабатывает первый элемент выдержки времени 15. Если это сопротивление меньше порога срабатывани  второго реагирующего органа 22 то он срабатывает и срабатывает второй элемент выдержки времени 16. Интервал времени между импульсами тактового генератора выбираетс  больше выдержек времени элементов 15-16. При по влении импульса аналоговый переключатель переключаетс  на следующий блок присоединени , а после подключени  последнего блока присоединени  переключател  на первый и т.д. В зависимости от вида повреждени  на выводе сигналов элемента по вл ютс  соответствующие сигналы, а также индицируетс  номер повреждени  генератора.

Применение этого устройства позвол ет производить автоматический замер значени  сопротивлени  изол ции и осуществл ть защиту цепей возбуждени  одним комплектом, на тех генераторах на которых не требуетс  срочного отключени  их от сети при металлическом замыкании на землю, что облегчит эксплуатацию цепей возбуждени .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  защиты синхронного генератора от замыкани  на землю в одной точке цепи возбуждени , содержащее блок присоединени , состо щий из разделительного конденсатора, соединенного с дросселем , другой вывод которого,  вл ющийс  первым выводом блока присоединени , через блок компенсации, первичные обмотки первого, второго и третьего трансформаторов тока соединен с зажимом дл  подключени  к щетке-валу ротора,  вл ющимс  вторым выводом блока присоединени , третьим выводом которого  вл етс  средн   точка первичной обмотки второго трансформатора тока, четвертым - свободный вывод разделительного; конденсатора, соединенный зажимом дл  подключени  к цепи возбуждени , п тым, шестым и седьмым - соответственно выводы вторичных обмоток первого, второго и третьего трансформаторов тока, вспомогательный источник напр жени  первым выводом подключен к первому выводу блока присоединени , третий вывод которого подсоединен к второму выводу вспомогательного источника напр жени , выходы первого и второго выпр мителей соединены с первым и вторым входами блока сравнени , выход которого .через пороговый элемент соединен с входом первого, второго и третьего элементов выдержки времени, выход полосового фильтра подключён к входу знаменател  делительного блока, вход числител  которого соединен с выходом вспомогательного источника, выход блока делени  через блок вычитани  соединен с входами первого и второго

   реагирующих блоков, выходы которых подключены соответственно к вторым входам первого и второго элементов выдержки времени , выход блока вычитани  соединен с входом блока измерени , выполненного в виде последовательно соединенных блоков индикации и аналого-цифрового преобразовател , вход последнего служит входом блока измерени , блок компенсации выполнен в виде последовательно соединенных резистора и конденсатора, а выход третьего элемента выдержки времени подключен к сигнальному элементу, о т л и чаю щее с   тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей путем обеспечени  защиты группы генераторов, дополнительно введены генератор тактовых импульсов и аналоговый переключатель, при этом число блоков присоединени  равно числу защищаемых генераторов, первые выводы которых подключены каждый к своему выводу вспомогательного источника напр жени  и каждый снабжен зажимами дл  подсоединени  к цепи возбуждени  и щетке вала ротора, а п тый, шестой и седьмой выводы блока присоединени  подключены через аналоговый переключатель соответственно к полосовому фильтру, первому и второму выпр мител м , вывод каждого последующего блока присоединени  предназначен дл  подключени  к своему входу аналогового переключател , выход генератора тактовых импульсов соединен с тактовыми входами аналогового переключател  и сигнального элемента, дополнительные входы которого подсоединены соответственно к выходам первого и второго элементов выдержки времени .