SU1146755A1 - Устройство дл защиты синхронной машины от асинхронного режима - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ СИНХ1ЮНИОЙ МАШИНЫ ОТ АСИНХРОННОГО РЕЖИМА, солержашее преобразователь тока и преобразователь напр жени , входами подключенные к обмотке статора синхронной машины, а выходами - --га,| К блоку измерени  фазы между током и напр жением , соединенному с блоком сравнени  измеренной фазы с уставкой срабатывани , другой вход которого соединен с блоком задатчика уставки ср батыва 1и  по фазе , и исполнительный орган, отличающеес  тем, что. с целью повьипени  селективности и надежности, оно дополнительно снабже1ю элементом И, блоком измерени  активной мощности Н блоком задатчика уставки, по активной мощности, соединенным с введенным блоком сравнени  измеренной активной мощности с уставкой, вход которого соединен с блоком измерени  актинией мощности , входы которого подключены к преобразовател м тока и напр жени , ;i выходы б,токов сравнени  измеренной фазы с уставкой и измеренной активной мощности с уставкой через элемент И соединены с исполни (Л тельным органом. 4 а ел ел

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и предназначено дл  автоматического вы влени  асинхронного режима (АР) и защиты от него синхронных машин (СМ). Целью изобретени   вл етс  повышение селективности и надежности устройства. На фиг. 1 приведена ртруктурна  схема зашиты СМ от АР; на фиг. 2 - векторна  диаграмма токов и напр жений СМ при отсутствии возбуждени  и неучете несимметрии . Схема заш,иты (фиг. 1) содержит преобразователи тока 1 и напр жени  2, измерительные блоки фазы между током и напр жением статора 3 и активной мошности 4, задатчики установок по активной мошности 5 и фазе 6, блоки сравнени  измеренной фазы с установкой срабатывани  по фазе 7 и измеренной активной мощности с установкой срабатывани  по активной мощности 8, элемент И 9, исполнительный орган 10. Измерительный блок 3 фазы м-ежду током и напр жением статора СМ содержит усилители, формирователи тока и напр жени  статора генератора, измерительный триггер и преобразователь длительность - напр жение . Блок 4 измерени  активной мощности может быть выполнен, например, в виде преобразовател  Холла типа ПО 30. Задатчики установок по активной мошности 5 и фазе б выполнены в виде потенциометров. Блоки сравнени  по фазе 7 и по активной мощности 8 - компараторы. Исполнительный орган 10 может быть выполнен в виде транзисторного ключа с включением реле в коллекторную цепь. Все используемые в предлагаемом устройстве элементы серийно выпускаютс  нашей промышленностью. Устройство работает следующим образом . На входы преобразователей тока I и напр жени  2 подаютс  ток и напр жение статора СМ. С выхода преобразователей 1 и 2 сигналы поступают на входы блоков 3 и 4, где формируютс  сигналы, пропорциональные величинам фазы между током и напр жением статора СМ (в блоке 3) и активной мощности (в блоке 4). Сигнал с выхода блока 3 подаетс  на вход блока 7, куда также поступает сигнал с блока 6, пропорциональный величине уставки по фазе. В блоке 7 эти сигналы сравниваютс , и при сигнале с блока 3, превыщающем сигнал с блока 6, выдаетс  сигнал на вход элемента И 9. Сигнал с выхода блока 4 выдаетс  на вход блока 8, на второй вход которого выдаётс  сигнал с блока 5, пропорци ональный величине установки срабатывани  по активной мощности. В блоке 8 происходит сравнение сигналов, и при сигнале с блока 4, превышающем сигнал с блока 5, выдаетс  сигнал На второй вход элемента И 9. При одновременном присутствии сигналов на двух входах элемента И, т. е. при Ч фуст и ,rm с выхода элемента И 9 выдаетс  сигнал на исполнительный орган 10. Приведенна  на фиг. 2 векторна  диаграмма токов и напр жений СМ соответствует аналитическому выражению, полученному дл  тока статора СМ, работающей на шине бесконечной мощности, при заданном законе движени  ротора с S const, из упрощенных уравнений Горева-Парка при отсутствии возбуждени  и неучете несимметрии СМ, которое записываетс  в виде bU/Y(js)),0) где U - напр жение статора СМ; частотна  проводимость СМ; S - скольжение СМ, e drcitf f:g(2) Из фиг. 2 видно, что в асинхронных режимах ток имеет емкостной характер и векор / опережает U на угол If -f0, определ емый электромагнитными параметрами машины. В нормальных же режимах работы при активно-индуктивном характере нагрузки вектор J отстает от вектора i на угол ifpafi. Минимально возможный угол, на который опережает вектор jf вектор U определ етс  при Вцзус-ЛГС1о 3nyfUKc(ts)(3) омлкс. агч§ (te укажсМс) где YMsxcQs)-значение частотной характеристики СМ, соответствующей скольжению S, при котором отношение мнимой части частотной характеристики и действительной  вл етс  минимальным. Необходимо отметить, что приведенна  на фиг. 2 векторна  диаграмма получена при неучете несимметрии генератора и при отсутствии возбуждени . Учет несимметрии или остаточного возбуждени  приводит к тому , что минимальный угол if меньше, а максимальный больше, чем при неучете этих факторов, поэтому дл  оценки работоспособности устройства достаточно оценить его работоспособность дл  случа  симметричной машины и отсутстви  возбуждени . Дл  современных крупных СМ фаза между током и напр жением статора, определ ема  по соотношению tf-f-9Kaxc(4) и принимаема  в предлагаемом устройстве. в виде уставки срабатывани  по фазе, лежит в пределах 55-65°. В это врем  при недовозбуждении в режимах с малыми значени ми активной мощности угол может достигать значений, близких к 90° емкостных, поэтому необходима отстройка от таких режимов по минимуму активной мощности, котора  при максимально возможном в режиме недовозбуждени  уровне потреблени  реактивной мощности, равном Qnorp u,,(5)

где X - синхронное индуктивное сопротивление СМ, должна быть такой, чтобы выполн лось условие

X, ar- Hg-fe(6)

где If - уставка срабатывани  по фазе; ТРогр- ограничение по минимуму активной мощности. Следовательно

. ., u

t9 V)er - xl

vvcr

Дл  современных мощных синхронных генераторов, например,V,CT 55°, ах 1,9о.е с учетом того, что напр жение на зажимах СМ при асинхронном режиме, как правило, понижено до 0,85-О.эйнои, имеет Ротр 0,3о.е

Если же учесть, что на генераторах имеютс  устройства ограничени  минимального возбуждени , которые ограничивают допустимый уровень недовозбуждени  по величине потреблени  реактивной мощности Qanp 0,3-0,4рн„„ , или при учете, что QHOM 0.7 о. е., Qta,f 0,2-0,3 о. е. Тогда в соответствии с (7) имеет Рвгр (0,15-0,2) о.е., которое и принимаетс  в виде уставки срабатывани  по активной мощности в устройстве защиты СМ и АР.

Таким образом ограничени  по минимуму активной мощности незначительны и при таких величинах активной мощности АР СМ не представл ет опасности ни дл  самой СМ, ни дл  системы в целом, что позвол ет говорить о достаточной надежности данного устройства защиты СМ от АР.

Использование предлагаемого устройства позвол ет повысить селективность и надежность работы защиты СМ от АР, что повышает надежность работы всей энергосистемы в целом, так как АР представл ет опасность как с точки зрени  повреждени .самого генератора и зависимого от его режима работы электрооборудовани , так и с точки зрени  опасности нарущени  устойчивости по предельно загруженным св з м ввиду

больших колебаний мощности.

J/77

5-0/5 1

I

У

&

Yfj5)

V

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ СИНХРОННОЙ МАШИНЫ ОТ АСИНХРОННОГО РЕЖИМА, содержащее преобразователь тока и преобразователь напряжения, входами подключенные к обмотке статора синхронной машины, а выходами — к блоку измерения фазы между током и напряжением, соединенному с блоком сравнения измеренной фазы с уставкой срабатывания, другой вход которого соединен с блоком задатчика уставки срабатывания но фазе, и исполнительный орган, отличающееся тем, что. с целью повышения селективности и надежности, оно дополнительно снабжено элементом И, блоком измерения активной мощности и блоком задатчика уставки, по активной мощности, соединенным с введенным блоком сравнения измеренной активной мощности с уставкой, вход которого соединен с блоком измерения активной мощности, входы которого подключены к преобразователям тока и напряжения, а выходы блоков сравнения измеренной фазы с уставкой q и измеренной активной мощности с устав- 19 кой через элемент И соединены с исполнительным органом.

   Фиг 1

   SU ,1146755