SU744836A1

SU744836A1 - Device for protecting interpole shortings in synchronous machine power-diode excitation system

Info

Publication number: SU744836A1
Application number: SU782574230A
Authority: SU
Inventors: Владимир Федорович Наумов; Сергей Александрович Кардашев; Иван Павлович Апарченок; Анатолий Леонидович Худолей
Original assignee: Производственное Энергетическое Объединение "Донбассэнерго"
Priority date: 1978-01-24
Filing date: 1978-01-24
Publication date: 1980-06-30

Description

Изобретение относитс к электро ,энергетике и может быть использован дл защиты цепей возбуждени синхронной машины. Известны устройства, содержащие реле защиты на полупроводниковых приборах 1 . Недостаток таких устройств невозможность их отстройки от переходных процессов, возникакнцих в сис теме возбуждени в режиме ассинхрон ного хода и коротких замыканий в цепи кор синхронной машины, а так же при внутренних повреждени х в преобразователе вентильного возбудител . Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату вл етс устройстве дл защиты вентильных преобразователей от внешних и внутренних повреждений, содержащее датчики тока и напр жени вентильного преобразовател , которые вместе с орга ном, реагирующим на внутренние повреждени вентильного преобразовател , подключены к органу обработки сигналов, выход которого подключен исполнительному органу защиты. Однако данное устройство усложнено , особенно усложнен орган, реагирующий на внутренние повреждени вентильного преобразовател , так как используютс датчики тока, устанавливаемые в фазах и в каждом плече преобразовател . Цель изобретени - расширение функциональных возможностей и упрощение защиты от междуполюсных замыканий в вентильной системе возбуждени синхронной машины. Указанна цель достигаетс тем, что орган обработки сигналов выполнен на полупроводниковом триоде, эмиттер которого подключен к датчику тока, а коллектор через входную цепь исполнительного органа подключен (по схеме делител напр жени ) к резистору нагрузки датчика напр жени , база триода через резистор соединена с общим полюсом выпр мителей датчиков тока и напр жени , а через диод с другим полюсом датчика напр жени , а орган, реагирующий на внутренние повреждени вентильного возбудител , выполнен из последовательно соединенных диода, резистора и излучател световых сигналов оптронаf подключенных на выход вентилного возбудител , а светоприемник оптрона соединен с базой триода и.чрез конденсатор с эмиттером триода, при этом параллельно конденсатору черва резистор подключен вновь введенный источник посто нного напр жени ,The invention relates to electrical and power engineering and can be used to protect the excitation circuits of a synchronous machine. Known devices containing protection relays on semiconductor devices 1. The lack of such devices is the impossibility of their detuning from transients, arising in the excitation system in the mode of asynchronous running and short circuits in the core of the synchronous machine, as well as in case of internal damages in the converter of the valve exciter. The closest to the invention in its technical essence and the achieved result is a device for protecting valve converters from external and internal damage, which contains current and voltage sensors of a valve converter, which together with an organ reacting to internal damage of a valve converter, are connected to the signal processing unit whose output is connected to the protection executive body. However, this device is complicated, and the organ that reacts to internal damage to the valve converter is especially complicated, as current sensors installed in the phases and in each arm of the converter are used. The purpose of the invention is to enhance the functionality and simplify the protection against inter-pole short circuits in the valve excitation system of a synchronous machine. This goal is achieved by the fact that the signal processing unit is made on a semiconductor triode, the emitter of which is connected to a current sensor, and the collector is connected (according to the voltage divider circuit) to the load cell of the voltage sensor through the input circuit of the executive body the rectifier pole of the current and voltage sensors, and through the diode with the other pole of the voltage sensor, and the organ that responds to internal damage to the valve driver is made of series-connected diodes yes, the resistor and emitter of the light signals of the optocoupler connected to the output of the valve driver, and the light receiver of the optocoupler connected to the base of the triode and through a capacitor with a triode emitter, while in parallel with the capacitor to the worm the resistor is connected to a newly introduced source of constant voltage,

На чертеже представлена схема прлагаемого устройства.The drawing shows the scheme of the device being plugged.

Устройство защиты от междупогаоскых эа1 Ш Каний в вентильной системе возбуждени синхронной машины 1 со;держит датчики тока 2 и напр жени ;вспомогательного генератора 4, вы;Пр митель 5 датчика тока и ВЫПЕ Я:-митель б датчика напр жени , оргав ;7 обработки сигналов, содержащий по;проводниковый триод 8, эмиттер кото:рого подключен к датчику 2 тока, :а коллектор через входную цепь ис- полнительного орхана 9 подключен по Iсхеме делител напр жени к резйстс;РУ 10 нагрузки датчика 3 напр жени I база триода через резистор 11 соеди;кена с общим полюсом выпр мителей 5 ;-и б датчиков тока и напр жени , а :через диод 12 - с другим полюсом выпр мител датчика напр жени . I Орган 13 реагирует на внутренние повреждени вентильного возбудител |и содержит цепочку, подключенную на ;вшгод вентильного возбудител , сос|1го щую из диода 14 резистЬра 15 и излучатели 16 световых сигналов оптрона , светоприемник 17 которого соедин ет базу триода 8 с одной из обкладок конденсатора 18, друга :Обкладка которого подключена к эмит:теру триода 8, а параллельно кондэнсатору 18 через резистор 19 под:ключен источник посто нного напр жени 20.Protection device against interlocking ea1 sh Kaniy in a valve excitation system of a synchronous machine 1 with; holds current sensors 2 and voltage; auxiliary generator 4, you; current sensor 5 current sensor and VYPA: - voltage sensor b, orgav; 7 processing signals, containing; conductor triode 8, the emitter of which is connected to current sensor 2,: and the collector through the input circuit of executive organ 9 is connected via resistor divider voltage source; 10 voltage sensor 3 load unit 10 triode base through resistor 11 connect; kena with a common pole Rectifier 5; -B and current and voltage sensors, and: through diode 12 - with a different pole of the voltage sensor rectifier. I The organ 13 responds to internal damage to the valve driver | and contains a chain connected to; the driver valve, which is the 1st of the diode 14 of resistor 15 and the emitters 16 light signals of the optocoupler, the light-receiver 17 of which connects the base of the triode 8 to one of the capacitor plates 18, friend: The lining of which is connected to the emitter: teru triode 8, and parallel to the condenser 18 through the resistor 19 under: the source of the constant voltage 20 is connected.

Параллельно конденсатору 18 вклюна ограничивающа цепь, состо ща и стабилитрона 21 и диода 22, Резистор 23 служит нагрузкой датчика 2 тока. Выход выпр мител 5 через резистор 24 диод 25 и конденсатор 26 подключен к резистору 11. Параллельно выходу выпр мител б подключена цепь из диода 27 и конденсатор 28, а также сглаживающий конденса .top 29. Один из полюсов выпр мител б через резистор 30 и диод 31 соединен со стабилитроном 21.Parallel to the capacitor 18, a limiting circuit comprising a zener diode 21 and a diode 22 is turned on. Resistor 23 serves as a load of current sensor 2. The output of the rectifier 5 through the resistor 24, the diode 25 and the capacitor 26 is connected to the resistor 11. In parallel to the output of the rectifier b, a circuit from the diode 27 and the capacitor 28 are connected, as well as the smoothing condenser .top 29. One of the rectifier poles through the resistor 30 and the diode 31 is connected to a zener diode 21.

Выпр митель 32 входит в состав вентильного возбудител .The rectifier 32 is included in the valve driver.

Устройство работает следующим образом,The device works as follows

. Нерабочем режиме напр жение выхода измерительного органа 2 тока меньше напр жени выхода измерительного органа 3 напр жени . К переходу эмиттер-база полупроводникового триода 8 через диоды 12 и 27 приложена в запирающем на .правлении разность напр жени измерительного органа б напр жени .. In the non-operating mode, the voltage of the output of the measuring body 2 of the current is less than the voltage of the output of the measuring body 3 of the voltage. The emitter-base of the semiconductor triode 8 through diodes 12 and 27 is applied to the junction in the locking direction of the voltage difference of the voltage measuring element.

Транзистор 8 закрыт, исполнительный орган 9 обесточен. Конденсатор 18 зар жен от. источника посто нного напр жени 20 через резистор 19. Напр жение на конденсаторе 26 равно полному напр жению выхода измерительного органа тока и также приложено к базе транзистора 8 через пиод 25 в запирающем направленииTransistor 8 is closed, the executive body 9 is de-energized. Capacitor 18 charged from. a constant voltage source 20 through a resistor 19. The voltage on the capacitor 26 is equal to the total voltage of the output current measuring device and is also applied to the base of the transistor 8 through the diode 25 in the blocking direction

При коротком замыкании в цепи возбу одени синхронной машины 1 ток вспомогательного генератора 4 резко возрастает, а напр жение снижаетс д нул . Напр жение на эмиттере транзистора 8 возрастает со скоростью измерени тока, как и ток вспомогательного генератора, а напр жение на базе, определ емое напр жением на конденсаторе 26, с посто нной времени цепи зар да конденсатора 26. При превышении напр жени эмиттера над напр51жением базы транзистора 8, последний открываетс и запускает исполнительный орган 9.In the event of a short circuit in the excitation circuit of the synchronous machine 1, the current of the auxiliary generator 4 sharply increases, and the voltage decreases to zero. The voltage at the emitter of the transistor 8 increases with the speed of current measurement, as well as the current of the auxiliary generator, and the voltage at the base, determined by the voltage on the capacitor 26, with a constant charge circuit time of the capacitor 26. When the emitter voltage exceeds the base voltage the transistor 8, the latter opens and starts the actuator 9.

При коротком замыкании плеча преобразовател вентильного возбудител защита должна быть загрублена на врем срабатывани предохранителей, защищающих вентили преобразовател . В этом режиме происходит провал до нул выпр мленного напр жени вентильного возбудител и через преобразователь в пр мом направлении iipoтекает ток ротора, перевод возбудитель в режим короткого замыкани . При этом на преобразователе падает напр жение, равное пр мому падению напр жени в вентил х преобразовател . По цепочке диод 14, резистор 15 включает свето злучатель 16 оптрона , который своим светоприемником 17 подключает предварительно зар женный от источника посто нного напр жени конденсатор 18 к переходу эмиттер-база транзистора 8 и этим преп тствует срабатыванию защиты на врем данного аварийного режима. Дл ускорени готовности конденсатора к новому циклу работы служит цепочкарезистор 30, диод 31, подзар жающа конденсатор 18 от измерительного оргна 3 напр жени .In the event of a short circuit of the converter actuator arm, the protection should be roughened at the time of the operation of the fuses protecting the converter valves. In this mode, a failure of the rectified voltage of the valve exciter occurs and through the converter in the forward direction iipo the rotor current flows, transferring the exciter to the short circuit mode. In this case, a voltage drops across the converter, equal to the direct voltage drop in the converter valves. Through the diode 14, the resistor 15 turns on the light emitter 16 of the optocoupler, which connects the capacitor 18 to the emitter-base transition of the transistor 8, which is pre-charged from a DC voltage source, and prevents the protection operation during this emergency mode. In order to accelerate the readiness of the capacitor to a new cycle of operation, a chain of resistor 30, diode 31, recharge capacitor 18 from the measuring org 3 voltage is used.

Аналогичным образом защита загрубл етс при повреждени х в цепи кор синхронной машины.Similarly, the protection is coarsened in the event of damage to the core of the synchronous machine.

Claims

To avoid incorrect operation of the protection in an asynchronous mode of a synchronous machine, a circuit containing a capacitor 28 is used, which is charged through a diode 27 from a measuring agent voltage of the exciter and discharged to a resistor 11 through a diode 12 with a constant time sufficient for the capacitor 26 to charge to a level that ensures the normal difference between the compared signals for the current and the voltage of the exciter. Thus, the normal difference between the compared signals with the current and voltage of the exciter in the current mode. The application of this invention will simplify the signal processing organ (since the output zero-organ circuit is eliminated) and simplify the organ that responds to internal damage to the ventilator due to the use of an optocoupler to eliminate the galvanic coupling between high-potential rotor circuits and low-voltage circuits. protection schemes, and circuits that provide coarsening of protection both in magnitude and time with adjustable settings. Moreover, the setting automatically decreases with time as the current signals and the voltage of the driver increase. The invention The device for protection against interpolar short circuits in a valve excitation system of a synchronous machine, containing current sensors and voltage of a valve exciter, whose secondary windings are connected to a rectifier, the outputs of which are connected to the signal processing body and the organ that responds to internal damage to the valve exciter, and the executive body, which is distinguished by the fact that, in order to expand the functional possibilities and to protect the protection, the signal processing body is made on a semiconductor The period, the emitter of which is connected to the current sensor, and the collector is connected through the input circuit of the executive body (according to the voltage divider circuit to the load resistor of the voltage sensor, the triode base is connected to the common pole of the voltage sensors through a resistor, and through the diode the voltage sensor pole, and the organ that responds to internal damage to the valve driver is made of a series-connected diode, resistor, and radar “1 light of the optical signals of the optocoupler, connected to the output of the valve ozbuditel, and the photocoupler light detector connected to the base of the transistor and via a capacitor to the emitter of the transistor, the parallel capacitor through the resistor is connected again inputted DC source voltage. Sources of information taken into account in the examination 1. USSR author's certificate number 188560, cl. H 02 d, 1964.

2. USSR author's certificate No. 408416, cl. H 02 H 3/28, 1970.

3.Glukh E.M. Zelenov V.E. Protection of semiconductor converters. M., Energie, 1970, p. 412.