SU1274059A1

SU1274059A1 - Устройство дл определени места замыкани на корпус обмотки возбуждени синхронной машины

Info

Publication number: SU1274059A1
Application number: SU843777390A
Authority: SU
Inventors: Валерий Анатольевич Ильичев; Александр Сергеевич Чапурко
Original assignee: Предприятие П/Я В-2015
Priority date: 1984-08-01
Filing date: 1984-08-01
Publication date: 1986-11-30

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике , в частности к релейной защите . Цель изобретени - повышение быстродействи и надежности устройства . При возникновении замыкани обмотки возбуждени в одной точке на выходе датчика 2 по вл етс напр жение . Напр жение с выходов датчиков 1 и 2 поступает на входы блока делени 6, кроме того, сигнал с выхода датчика 2 поступает также на вход формировател импульсов 5, который при отклонении величины входного сигнала от нул разрешает работу блока делени бис некоторой задержкой формирует сигнал, разрешающий запись информации с выхода блока делени 6 в блок пам ти 7 и работу компаратора 8. При возникновении второго замыкани на корпус на выходе блока делени 6 по вл етс сигнал и на выходе компаратора 8 по вл етс сигнал Лог. 1, который поступает на вход элемента сигнализации Ю,.замыкание которого свидетельствует о возникно Л С вении второго замыкани обмотки возбуждени 11 синхронной машины на ее .корпус. 2 ил.

Description

Изобретение относится к релейной защите, а именно к защите обмотки возбуждения синхронных машин от замыканий на корпус.

Цель изобретения - повышение быст- 5 родействия и надежности устройства.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 ;схема замещения цепи возбуждения по постоянному току.

Устройство содержит датчики 1 и 2 напряжения, два резистора 3 и 4, формирователь 5 импульсов, блок 6 деления, блок 7 памяти, компаратор 8, блок 9 индикации и элемент 10 сигна- ·5 лизации, причем резисторы 3 и 4 соединены последовательно и включены между положительной и отрицательной клеммами обмотки 11 возбуждения, пер-; вый датчик 1 напряжения включен меж- 20 ру положительной_и;отрицательной клем- . мами обмотки 11 возбуждения, второй датчик 2 напряжения включен между точкой соединения резисторов 3 и 4 и корпусом синхронной машины, выход первого датчика 1 напряжения соединен с первым входом блока 6 деления, а , выход второго - с вторым входом блока 6 деления и входом формирователя 5 импульсов, первый выход которого под- ³® iKJifeneiJ к управляющему входу блока 6 деления, а второй - к управляющим входам компаратора и блока памяти, информационный вход блока 7 памяти соединен с выходом блока 6 деления, 35 а выход - с входом блока 9 индикации и первым входом компаратора 8, второй вход которого соединен с выходом блока 6 деления, а выход - с входом элемента 10 сигнализации. Кроме того, 40 на фиг. 1 изображены обмотка возбуждения синхронной машины 11, корпус синхронной машины 12, К1 - точка первого замыкания, К2 (КЗ) - точка второго замыкания. 45

Формирователь импульсов предназначен для управления работой блока 6 деления, блока 7 памяти и компаратора 8, причем импульс, разрешающий работу компаратора 8 и запись информации в блок 7 памяти, появляется с задержкой по отношению к сигналу, разрешающему работу блока 6 деления.' Эта задержка необходима: для отстройки от времени работы блока 6 деления. ** Блок 9 индикации предназначен для индикации места возникновения первого замыкания обмотки 11 возбуждения син<

хронной машины на ее корпус. Элемент 10 сигнализации служит для сигнализации о возникновении второго замыкания обмотки 11 возбуждения на корпус.

Сигналы на выходах датчиков напряжения могут быть представлены как в аналоговой, так и в цифровой форме.

Устройство работает следующим образом.

Из схемы замещения по постоянному току (см. фиг. 2) следует, что при отсутствии замыкания обмотки 11 возбуждения на корпус (R^Rj =0^), на выходах датчиков 1 и 2 устанавливаются напряжения υ,=Κ₀·ϋ; (1)

U₂=0, (2) где U,, U2 ~ напряжения на выходах первого 1 и второго 2 датчиков напряжения;

U - величина напряжения, прикладываемого к обмотке 11 возбуждения;

К_о - постоянный коэффициент преобразования.

При возникновении замыкания обмотки 11 возбуждения, например в точке К1, напряжение навыходе датчика 1 остается без изменения, а на выходе второго датчика 2 появляется напряжен ние, выражение для определения которого имеет следующий вид

TI zxV п (R|—Ri)r , _.

^U1 ^Ko ^U nr+R5TR₍+R₂)+2R/R/ где R - величина сопротивления резисторов 3 и 4;

R,,R₂ - активные сопротивления обмотки 11 возбуждения до места замыкания;

г - сопротивление измерительной части.датчика 2 напряжения.

Напряжения U₍ и U₂ с выходов первого 1 и второго 2 датчиков напряжения поступают на соответствующие входы блока 6 деления. Кроме того, сигнал с выхода второго датчика 2 напряжения поступает также на вход формирователя 5 импульсов, который при отклонении величины входного сигнала от величины 0 (ноль) разрешает работу блока 6 деления и с некоторой задержкой формирует сигнал, разрешающий запись информации с выхода блока 6 деления в блок 7 памяти и работу компаратора 8.

При этом на выходе блока 6 деления появляется сигнал, пропорциональный частному от деления

У1₌ _ _£________ (Δ) ^m»⁼U, I2r+R)(R,+R·)·^!^·!!/ ⁷ 5

Принимая R^^-R,,; R₂=(1-n)-R_o;

R,+R₂=R_o, где R_e n=R,/R₀ величина активного сопротивления обмотки 11 возбуждения;

расстояние до места первого замыкания на корпус от одной из клемм обмотки 11 ^Jвозбуждения в относительных единицах (0 < η έ 1), получают _χ____2η₌1______

2₊?+2^·η(1-η) г Γ (5)

Так как R_Q«r, то выражение (5) принимает вид m_t = (2n-1)/(2+Ъ .

Учитывая, что (2+-)=const, из выражения (6) нетрудно определить место первого замыкания обмотки 11 возбуждения синхронной машины на корпус в относительных единицах.

Сигнал с выхода блока 6 ^деления поступает на информационный' вход блока 7 памяти. После прихода на управляющий вход этого блока сигнала с выхода формирователя 5 импульсов зна35 чение заносится в память, после чего запись нового значения частотного с выхода блока 6 деления уже невозможна. С выхода блока 7 памяти значение подается на вход блока 9 индикации, сигнализирующего о месте возникновения первого замыкания обмотки 11 возбуждения на корпус 12, и на второй вход компаратора 8. Причем, одновременно с этим на первый вход компаратора 8 поступает сигнал с выхода блока 6 деления. Так как значения этих сигналов равны, то на его выходе сохраняется уровень где т? - сигнал на выходе блока 6 деления при возникновении второго замыкания обмотки 11 возбуждения в точке К2;

ш^ - сигнал на выходе блока 6 деления при возникновении второго замыкания обмотки 11 возбуждения в точке КЗ.

Выражение (7) получено путем подстановки в выражение (4) значений R₍=n-R₀, R₂=(1-n-K)·R_o, произведении необходимых сокращений и при учете, что R₀«r. Выражение (8) получено .путем подстановки в выражение (4) значений R,=(n-K)-R₀, R₂=(1-n)R_o, произведений необходимых сокращений и при учете, что R₀<xr.

Сравнивая выражения (6), (7) и (8), легко заметить, что значение ш'>ш, а <1 · ‘

Следовательно, при возникновении второго замыкания на выходе компаратора 8 появляется сигнал с уровнем логической единицы, который поступает на вход элемента 10 сигнализации, загорание которого свидетельствует о возникновении второго замыкания обмотки 11 возбуждения синхронной машины на ее корпус.·

Таким образом, введение двух одинаковых по величине резисторов, соединенных последовательно и включенных между положительной и отрицательной клеммами обмотки возбуждения синхронной машины,„а также включение первого датчика напряжения между положительной и отрицательной клеммами обмотки возбуждения синхронной машины, а второго - между точкой соединения резисторов и корпусом синхронной машины позволяют повысить быстродействие устройства путем исключения операций алгебраического суммирования, а также повысить надежность устройства' за счет исключейия из схемы устройства двух сумматоров.

Claims

Изобретение относитс к релейной защите, а именно к защите обмотки возбуждени синхронных машин от замыканий на корпус. Цель изобретени - повьшение быстродействи и надежности устройства. На фиг. 1 представлена функциональна схема устройства; на фиг. 2 iсхема замещени цепи возбуждени по .посто нному току. Устройство содержит датчики 1 и 2 напр жени , два резистора 3 и 4, фор мирователь 5 импульсов, блок 6 делени , блок 7 пам ти, компаратор 8, блок 9 индикации и элемент 10 сигнализации , причем резисторы 3 и 4 соединены последовательно и включены между положительной и отрицательной клеммами обмотки 11 возбуждени , пер вый датчик 1 напр жени включен положительной и отрицательной клем мами обмотки 11 возбуждени , второй датчик 2 напр жени включен между точкой соединени резисторов 3 и 4 и корпусом синхронной машины, выход первого датчика 1 напр жени соедине с первым входом блока 6 делени , а выход второго - с вторым входом блока 6 делени и входом формировател 5 импульсов, первый выход которого под ;KJl b4eiJ 1с управл ющему входу блока 6 делени , а второй - к управл к цим входам компаратора и блока пам ти, информационный вход блока 7 пам ти соединен с выходом блока 6 делени , а выход - с входом блока 9 индикации и первым входом компаратора 8, второ вход которого соединен с выходом бло ка 6 делени J а выход - с входом эле мента 10 сигнализации. Кроме того, на фиг. 1 изображены обмотка возбуждени синхронной машины 11, корпус синхронной машины 12, К1 - точка пер вого замыкани , К2 (КЗ) - точка второго замыкани . Формирователь импульсов предназна чен дл управлени работой блока 6 делени , блока 7 пам ти и компаратора 8, причем импульс, разрешающий ра боту компаратора 8 и запись информации в блок 7 пам ти, по вл етс с за держкой по отношению к сигналу, разрешающему работу блока 6 делени . Эта задержка необходима дл отстройк от времени работы блока 6 делени . Блок 9 индикации предназначен дл ин дикации места возникновени первого замыкани обмотки 11 возбуждени син 12 2 ронной машины на ее корпус. Элеент 10 сигнализации служит дл сигализации о возникновении второго замыкани обмотки 11 возбуждени на корпус. Сигналы на выходах датчиков напр ени могут быть представлены как в аналоговой, так и в цифровой форме. Устройство работает следующим образом . Из схемы замещени по посто нному току (см. фиг. 2) следует, что при отсутствии замыкани обмотки 11 возбуждени на корпус (R,), на выодах датчиков 1 и 2 устанавливаютс напр жени и,Kp.U; (1) U,, (2) U - напр жени на выходах где U, первого 1 и второго 2 датчиков напр жени ; и - величина напр жени , при кладьшаемого к обмотке 11 возбуждени ; KO - посто нный коэффициент преобразовани . При возникновении замыкани обмотки 11 возбуждени , например в точке К1, напр жение на выходе датчика 1 остаетс без изменени , а на выходе второго датчика 2 по вл етс напр же ние, выражение дл определени которого имеет следующий вид Т1 -,v ti vR|-RzJr .,- штшй7;Ё;);2к7к . где R - величина сопротивлени резисторов 3 и 4; R,,R2 - активные сопротивлени обмотки 11 возбуждени до места замыкани ; г - сопротивление измерительной части,датчика 2 напр жени . Напр жени U, и Uj с выходов первого 1 и второго 2 датчиков напр жени поступают на соответствующие входы блока 6 делени . Кроме того, сигнал с выхода второго датчика 2 напр жени поступает также на вход формировател 5 импульсов, который при отклонении величины входного сигнала от величины О (ноль) разрешает работу блока 6 делени и с некоторой задержкой формирует сигнал, разрешающий запись информации с выхода блока 6 делени в блок 7 пам ти и рабо .ту компаратора 8. При этом на выходе блока 6 делени по вл етс сигнал, пропорционал ный частному от делени „ - -Eiell ll СД) .« и, l2r+R)(R,+R,)+2R,-R/ Принима R, R2(1-n)-Rj,; R,+R.,R, где RO величина активного сопроти лени обмотки 11 возбуж- дени ; ,/RQ - рассто ние до места первог замыкани на корпус от одной из клемм обмотки 11 возбуждени в относительных единицах (О п i 1) , получают 2+|+2| -п(1-п) Так как , то выражение принимает вид m,(2n-1)/(2+). Учитыва , что (2+-)const, из выражени (6) нетрудно определить место первого замыкани обмотки 11 возбуждени синхронной машины на корпус в относительных единицах. Сигнал с выхода блока 6 елени поступает на информационныйвход бло ка 7 пам ти. После прихода на управл ющий вход этого блока сигнала с вы хода формировател 5 импульсов значениё заноситс в пам ть, после чего запись нового значени частотного с выхода блока 6 делени уже не возможна. С выхода блока 7 пам ти значение т/ подаетс на вход блока 9 индикации, сигнализирующего .о месте возникновени первого замыкани обмотки 11 возбуждени на корпус 12, и на второй вход компаратора 8. Причем, одновременно с этим на первый вход компаратора 8 поступает сигнал с выхода блока 6 делени Так как значени этих сигналов равны то на его выходе сохран етс уровень логического нул . При возникновении второго замыка ни на корпус на выходе блока 6 делени по вл етс сигнгш, значение которого определ етс из вьфажений m;-(2n-H-K)/(24)-(1-K);(7 m; (2п-1-К)/(24).(1-К), (8 59 сигнал на выходе блока 6 делени при возникновении второго замыкани обмотки 11 возбуждени в точке К2: II m - сигнал на выходе блока 6 делени при возникновении второго замыкани обмотки 11 возбуждени в точке КЗ. Вьфажение (7) получено путем подстановки в вьфажение (4) значений R,n-Rj,, R2 ( 1-п-К)-Rg, произведении необходимых сокращений и при учете, что R(,ir. Выражение (8) получено путем подстановки в вьфажение (4J значений R,(n-K).-R, R,(1-n)Rg, произведений необходимых сокращений и при учете, что . Сравнива выражени (6), (7) и (8), легко заметить, что значение m т, а ,. Следовательно, при возникновении второго замыкани на выходе компаратора 8 по вл етс сигнал с уровнем логической единицы, который поступает на вход элемента 10 сигнализации, загорание которого свидетельствует о возникновении второго замыкани обмотки 11 возбуждени синхронной машины на ее корпус. Таким образом, введение двух одинаковых по величине резисторов, соединенных последовательно и включенных между положительной и отрицательной клеммами обмотки возбуждени синхронной машины,а также включение первого датчика напр жени между положительной и отрицательной клеммами обмотки возбуждени синхронной машины , а второго - между точкой соединени резисторов и корпусом синхронной машины позвол ют повысить быстродейСтвие устройства путем исключени операций алгебраического суммировани , а также повысить надежность устройства за счет исключейи из схемы устройства двух .сумматоров. Формула изобретени Устройство дл определени места замыкани на корпус обмотки возбуждени синхронной мапшны, содержащее два датчика напр жени , блок делени , выход которого соединен с одним из входов компаратора, формирователь импульсов , вход которого соединен с вторым входом блока делени , а его выходы - с управл ющими входами блока делени и блока пам ти, информаци-i рнный вход которого соединен с выходом блока делени , блок индикации, вход которого подключен к выходу блока пам ти и второму входу компаратора , выход которого соединен с входом элемента сигнализации, отличающеес тем, что, с целью повышени быстродействи и надежности устройства , в него дополнительно введены два одинаковых по величине резистора, соединенные последовательно и вклюW , ные между положительной и отрицательной клеммами обмотки возбуждени синхронной машины, первый датчик напр жени включен между положительной и отрицательной клеммами обмотки возбуждени синхронной машины, а второй между общей точкой соединени резисторов и корпусом синхронной машины, причем выход первого датчика подключен к одному из входов блока делени а выход второго - к другому входу блока делени и входу формировател импульсов , второй выход которого соединен с управл ющим входом компаратора.

Фиг. 2