SU936175A1 - Устройство дл защиты генератора от обратной активной мощности - Google Patents

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты синхронного генератора, работающего параллельно с другими генераторами в автономной системе электроснабжения, номинальная мощность которой соизмерима с мощностью потребителя, в частности для защиты генераторов в составе многоагрегатной автоматизированной дизель-электростанции.

Известны устройства для защиты генератора,' содержащие измерительные · преобразователи тока и напряжения генератора, фазочувствительные элементы, формирующие сигнал, пропорциональ-₅ ный фазе между током и напряжением или активной мощности генератора и исполнительные органы. Эти устройства производят отключение контактов неисправного генератора с .минимальной _Μ задержкой по сигналу от фазочувствительного элемента при изменении направления активной мощности генератора £1М2] и [3].

Недостатком таких устройств является низкая помехозащищенность, которая приводит к отключению исправного генератора при наличии больших обменных колебаний активной мощности между параллельно работающими генераторами, или при переходных процессах в системе электроснабжения, сопровождающих изменение нагрузки на шинах или изменение количества параллельно работающих генераторов.

Известно устройство, содержащее поименованные элементы и, дополнительно, элемент задержки прохождения сигнала на отключение контактора генератора при появлении на нем обратной активной мощности С4].

Недостатками данного устройства является то, что при наличии истинной обратной активной мощности на генераторе задержка его отключения приводит к снижению частоты переменного тока в системе. Причем, наиболее тяжелый режим в системе появляется,

9361 когда обратная активная мощность возникает на ведущем генераторе, обязанностью которого является поддержание номинальной частоты на шинах и нагрузка на котором служит эталоном для _; остальных генераторов. Остальные генераторы в этом случае, стремясь выровнять свою нагрузку относительно нагрузки на ведущем, сбрасывают мощность. При этом снижение частоты на v шинах происходит особенно быстро и задержка отключения такого генератора приводит к авариям в системе электроснабжения .

Наиболее близким по технической , ₅ сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению является устройс-’ т во,со держащее измерительные преобразователи тока и напряжения генератора, входы которых подключены к входам ₂ фазочувствительного элемелта, выход которого подключен к входу компаратора, фиксирующего момент измерения фазы тока, элемент задержки, формирующей выходной сигнал под действием ₂ последовательности импульсов с выхода компаратора, соответствующей неоднократно и часто повторяющейся смене фазы тока ,и исполнительный орган [5]·.

Недостатками данного устройства ₃, являются возможность существенного снижения частоты переменного тока в системе электроснабжения до того, как будет отключен неисправный генератор, а также недостаточная помехоустойчивость, так как оно реагирует ³ только на факт появления обратной мощности без учета ее значения, что в случае малой нагрузки на генераторах и больших обменных мощностей меж4 ду ними, вызванных неравномерностью вращения первичных приводов, может привести к ложному отклонению исправного генератора.

Цель изобретения - отключение генератора с обратной активной мощностью без снижения частоты переменного тока в системе электроснабжения, а также повышение помехоустойчивости устройства.

Поставленная цель достигается ⁵ тем, что в устройство для защиты генератора от обратной активной мощности, содержащее измерительные преобразователи тока и напряжения, подключенные входами к фазам защищаемого генерато- ⁵ ра, а входами - к входам фазочувгтвительного элемента, к выходу которого подключены последовательно соединен ные компаратор^элемент задержки и исполнительный орган дополнительно введены элемент контроля работы генератора и логический блок, при этом выход элемента контроля подключен к первому входу логического блока, к второму входу которого подключен выход компаратора, а к остальным входам подключены выходы логических блоков устройства защиты от обратной мощности на других генераторах, а выход логического блока подключен на один из входов, начиная с третьего, каждого из упомянутых логических блоков.

На чертеже изображена функциональная схема устройства.

Устройство содержит измерительные преобразователи тока 1 и напряжения 2, подключенные к входам фазочувствительного элемента 3, выход которого подключен к входу . компаратора 4, Выход компаратора через элемент задержки 5 подключен к исполнительному органу 6. Логический блок 7, элемент контроля работы генератора 8, логические блоки 9 защиты от обратной активной мощности на других генераторах, выход 10 логического блока 7 подключенный к одному из входов каждого из логических блоков 9, первый вход 11 логического блока 7 подклю- , ченный к выходу элемента контроля 8, второй вход 12 подключенный к выходу компаратора 4 и n-й вход подключенный к одному из выходов логических блоков 9. Логический-блок реализует функцию вида 10=11x12х. . .п, фазочувствительный элемент 3 формирует на выходе сигнал пропорциональный значению обратной активной мощности.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии.обратной активной мощности на работающем генераторе полярность сигнала с выхода фазочувствительного элемента такова, что компаратор 4, элемент 5 задержки и исполнительный орган 6 отключены. На входе 11 логического блока 7 - единица на входе .12 - ноль, и если на остальных входах нули, свидетельствующие о том, что ни один из генераторов, работающих параллельно с данным генератором не является ведущим, то на выходе 10 появляется сигнал, равный единице, определяющий данный генератор в качестве ведущего. Этот сигнал поступает в блоки 9 защиты на других генераторах и запрещает формирование на них сигнала ведущий генератор. Появление обратной активной мощности на данном генераторе вызывает изменение полярности сигнала на· 5 выходе фазочувствительного элемента

3. Если при этом обратная мощность превышает некоторое предельно допустимое значение, то включается компаратор 4. Процесс изменения направления 10 активной мощности на генераторе носит неравномерный характер, что вызывает неоднократные изменения значения и полярности сигнала на выходе фазочувствительного элемента 3, при 15 этом на выходе компаратора 4 появляется последовательность импульсов, причем по мере роста обратной активной мощности на данном генераторе, дли тельность их увеличивается, а интерваэо лы между ними сокращаются. Первый же импульс с выхода компаратора 4, поступивший на вход 12 логического блока 7, сменяет сигнал на выходе 10 с единицы на ноль. С этого момента данный25 генератор перестает быть ведущим и снимается запрет на формирование сигнала ведущий генератор в других устройствах 9 защиты генераторов. После чего один из остальных параллельно зд I работающих генераторов становится ведущим и начинает поддерживать номинальную частоту в системе.

Если обратная активная мощность ₃₅ на данном генераторе продолжает сохра на данном генераторе вызывает сначала передачу функции ведущего с него на другой генератор, затем с достаточ но большой, порядка 7-Ю с, выдержкой времени отключение генератора.

Claims (3)

1. Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  защиты синхронного генератора, работающего параллельно с другими генераторами в автономной системе электроснабжени , номинальна  мощность которой соизмерима с мощностью потребител , в частности дл  защиты генераторов в составе многоагрегатной автоматизированной дизель.-электростанции. Известны устройства дл  защиты генератора, содержащие измерительные преобразователи тока и напр жени  генератора, фазочувствительные элемен ты, формирующие сигнал, пропорциональ ный фазе между током и напр жением или активной мощности генератора и исполнительные органы. Эти устройства производ т отключение контактов неисправного генератора с.минимальной задержкой по сигналу .от фазочувствительного элемента при изменении нап равлени  активной мощности генератора СП.21 и 3. Недостатком таких устройств  вл - етс  низка  помехозащищенность, котора  приводит к отключению исправного генератора при наличии больших обменных колебаний активной мощности между параллельно работающими генераторами, или при переходных процессах в системе электроснабжени , сопровождающих изменение нагрузки на шинах или изменение количества параллельно работающих генераторов. Известно устройство, содержащее поименованные элементы и, дополнительно , элемент задержки прохождени  сигнала на отключение контактора генеpaTOfJa при по влении на нем обратной активной мощности 4. Недостатками данного устройства  вл етс  то, что при наличии истинной обратной активной мощности на генераторе задержка его отключени  приводит к снижению частоты переменного тока в системе. Причем, наиболее т желый режим в системе по вл етс , 393 когда обратна  активна  мощность возникает на ведущем генераторе, об занностью которого  вл етс  поддержание номинальной частоты на шинах и нагрузка на котором служит эталоном дл  остальных генераторов. Остальные генераторы в этом случае, стрем сь выровн ть свою нагрузку относительно нагрузки на ведущем, сбрасывают мощность . При этом снижение частоты на шинах происходит особенно быстро и за держка отключени  такого генератора приводит к авари м в системе электроснабжени  . Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению  вл етс  устройс т во,содержащее измерительные преобразо ватели тока и напр жени  генератора, входы которых подключены к входам фазочувствительного элемелта, выход которого подключен к входу компаратора , фиксирующего момент измерени  фазы тока, элемент задержки, формирующей выходной сигнал под действием последовательности импульсов с выход компаратора, соответствующей неоднократно и часто повтор ющейс  смене фазы тока ,и исполнительный орган . Недостатками данного устройства  вл ютс  возможность существенного снижени  частоты переменного тока в системе электроснабжени  до того, как будет отключен неисправный генератор , а также недостаточна  помехоустойчивость , так как оно реагирует только на факт по влени  обратной мощности без учета ее значени , что случае малой нагрузки на генераторах и больших обменных мощностей меж ду ними, вызванных неравномерностью вращени  первичных приводов, может привести к ложному отклонению исправ ного генератора. Цель изобретени  - отключение генератора с обратной активной мощностью без снижени  частоты переменного тока в системе электроснабжени  а также повышение помехоустойчивости устройства. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  защиты ген ратора от обратной активной мощности содержащее измерительные преобразова тели тока и напр жени , подключенные входами к фазам защищаемого генерато ра, а входами - к входам фазочувстви тельного элемента, к выходу которого подключены последовательно соединенные компаратор элемент задержки и исполнительный орган дополнительно введены элемент контрол  работы генератора и логический блок, при этом выход элемента контрол  подключен к первому входу логического блока, к второму входу которого подключен выход компаратора, а к остальным входам подключены выходы логических блоков устройства защиты от обратной мощности на других генераторах, а выход логического блока подключен на один из входов, начина  с третьего, каждого из упом нутых логических блоков .-, На чертеже изображена функциональна  схема устройства. Устройство содержит измерительные преобразователи тока 1 и напр жени  2, подключенные к входам фазочувствительного элемента 3, выход которого подключен к входу компаратора k. Выход компаратпрл чрррз элемент задержки 5 подключен к исполнительному органу 6. Логический блок 7, элемент контрол  работы генератора 8, логические блоки 9 защиты от обратной активной мощности на других генераторах , выход 10 логического блока 7 подключенный к одному из входов каждого из логических блоков 9, первый вход 11 логического блока 7 подклю- , ченный к выходу элемента контрол  8, второй вход 12 подключенный к выходу компаратора k и п-й вход подключенный к одному из выходов логии ских блоков 9. Логический блок реализует функцию вида 10 11x12х...п, фазочувствительный элемент 3 формирует на выходе сигнал пропорциональный значению обратной активной мощности. Устройство работает следующим образом . При отсутствии.обратной активной мощности на работающем генераторе пол рность сигнала с выхода фазочувствительного элемента такова, что компаратор h, элемент 5 задержки и исполнительный орган 6 отключены. На входе 11 логического блока 7 - единица на входе -12 - ноль, и если на остальных входах нули, свидетельствующие о том, что ни один из генераторов, работающих параллельно с даннь1м генератором не  вл етс  ведущим, то на выходе 10 по вл етс  сигнал, равный единице, определ ющий данный генератор в качестве ведущего. Этот сигнал поступает в блики 9 защиты 59 на других генераторах и запрещает фор мирование на них сигнала ведущий генератор . По вление обратной активной мощности на данном генераторе вызывает изменение пол рности сигнала навыходе фазочувствительногр элемента 3. Если при этом обратна  мощность превышает некоторое предельно допустимое значение, то включаетс  компара тор . Процесс изменени  направлени  активной мощности на генераторе носит неравномерный характер, что вызывает неоднократные из/ленени  значени  и пол рности сигнала на выходе фазочувствительного элемента 3, при этом на выходе компаратора по вл ет с  пocлeдoвaтeль,ocть импульсов, причем по мере роста обратной активной мощности на данном генераторе, длительность их увеличиваетс , а интерва лы между ними сокращаютс . Первый же импульс с выхода компаратора , посту пивший на вход 12 логического блока 7 смен ет сигнал на выходе 10 с единицы на ноль. С этого момента данный генератор перестает быть ведущим и снимаетс  запрет на формирование сигнала ведущий генератор в других устройствах 9 защиты генераторов. После чего один из остальных параллельно 1 работающих генераторов становитс  ведущим и начинает поддерживать номинальную частоту в системе. Если обратна  активна  мощность на данном генераторе продолжает сохра м тьс  достаточно длительное врем , то последовательность импульсов с выхода компаратора k накопит достаточный сигнал в элементе 5 задержки и вызовет его включение/ При этом включаетс  исполнительный орган б ,который отключает контактор данного генератора . Таким образом, кратковременное по вление обратной активной мощности на генераторе вызываеттолько передачу функции ведущего с него на другой генератор и не приводит к отключению этого генератора. Длительное же по вление обратной активной мощности. 56 на данном генераторе вызы.вает сначала передачу функции ведущего с него на другой генератор, затем с достаточно большой, пор дка 7-10 с, выдержкой времени отключение генератора. Формула изобретени  Устройство дл  защиты генератора от обратной активной мощности, содержащее измерительные преобразователи тока и напр жени , подключенные входами к фазам защищаемого генератора , а выходами - к входам фазочувствительного элемента, к выходу которого подключены последовательно соединенные компаратор, элемент за- держки и исполнительный орган, отличающеес  тем, что, с целью отключени  генератора с обратной активной мощностью без снижени  частоты переменного тока в системе электроснабжени , а также повышени  помехоустойчивости устройства, в него дополнительно введены элемент, контрол  работы генератора и логический блок, при этом выход элемента контрол  подключен к первому входу логического блока, к второму входу которого подключен выход компаратора , а к остальным входам подключены выходы логических блоков устройств . защиты от обратной мощности на дру- . гих генераторах, а выход логического блока подключен на один из входов, , начина  с третьего, каждого из упом нутых логических блоков. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 52519, кл. Н 02 И , 197.
2. 2.Патент Англии № , кл. Н 2 К, 1968..
3. 3.Патент Японии № it1-7l8l3, кл. Н 2 К, 1966. . Патент Англии № 1096412, кл.Н 2 К, 1964. 5. Патент Англии № 1524475, л.Н 2 К, 1978.