SU936176A1 - Устройство дл защиты генератора от асинхронного режима - Google Patents

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах релейной защиты и автоматики электрических станций, в частности для защиты синхронных генераторов от асинхронного режима, вызванного как потерей возбуждения, так и из-за переходных процессов в энерт госистеме.

Известны устройства для выявления и прекращения асинхронного хода синхронных генераторов, основанные на выявлении величины скольжения по значению производных угла Г11.

Недостатками известных устройств являются их низкая надежность и сложность исполнения.

Наиболее близким по технической : сущности к изобретению является устройство содержащее блок формирования прямоугольных импульсов из напряжения генератора и блок формирования . синхроимпульса из напряжения системы, на выход которых подключен блок выявления и фиксации на четверть периода скольжения угла сдвига между напряжениями генератора й системы свыше 180°, имеющий два выхода для различных знаков угла сдвига, и блок контроля максимального скольжения, подключенный на выходы блока выявления через логический элемент ИЛИ[2].

Недостатком такого устройства является чувствительность к глубоким посадкам напряжения и его низкая надежность. В известном устройстве на вход блока выявления и фиксации ¹⁵ на четверть периода скольжения угла' сдвига между напряжениями генератора и системы свыше 180° поступают прямоугольные импульсы, сформированные блоком формирования прямоугольных им²⁰ пульсов из напряжения генератора, и импульсы сформированные блоком формирования синхроимпульсов из напряжения системы. Так как величина режима.

прямоугольных импульсов зависит от величины напряжения, из которого они сформированы, то при глубоких посадках напряжения генератора устройство может не сработать, что приведет к повреждению генератора. Кроме того, поскольку нет строго определенной величины опасного скольжения для синхронных генераторов, особенно гидрогенераторов, возможно зависание генератора в асинхронном режиме соλ. скольжением ниже заданной установки, но опасном для генератора. Поэтому ι известное устройство не обеспечивает •требуемой надежности защиты генератора от асинхронного

Цель изобретения - повышение надежности работы, устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок формирования импульсов из напряжения генератора, блок формирования импульсов из напряжения системы, на выходы которых подключен блок выявления и фиксации угла Сдвига фаз между напряжениями генератора и системы на угол 180°, дополнительно введён блок выявления и фиксации угла сдвига фазы между напряжением генератора и системы на угол 360°, вход которого соединен с каждым из блоков формирования импульсов, а выход - с блоком контроля.

Кроме того блоки формирования импульсов выполнены в виде пик-трансформаторов, вторичные обмотки которых соединены с входами обоих блоков выявления и фиксации, а блок контроля представляет собой счетчик проаоротов, выполненный на тиристорах, цепи управления которых подключены к шинкам управления, одна из которых подключена к первому блоку выявления, другая к выходу второго блока выявления, а в анодные цепи первого и последнего тиристоров включены катушки исполнительных реле. Надежная защита генератора с помощью устройства достигается за счет выявления и фиксации периода вращения векторов ЭДС генератора и напряжения системы относительно друг друга при углах 180° и 360° в моменты прохождения амплитуды векторов напряжений через ноль, что обеспечивает работоспособность устройства в широком диапазоне изменения напряжения, от 0,05Ин до 2 Ин, последнее может иметь место при асинхронном режиме генератора.

Кроме того, наличие счетчика поворотов позволяет выполнить воздействие для ресинхронизации генератора после первого же проворота на 180° и отключить генератор от сети) при неуспешной ресинхронизации, после • заданного числа несинхронных поворотов, независимо от величины скольжения.

. На чертеже представлена функциональная схема устройства с раскрытием принципиальной схемы функциональ-’ ных блоков.

Устройство содержит блок 1 форми; рования импульс<зв из напряжения системы, блок 2 формирования импульсов из ЭДС генаратора (в качестве ЭДС генератора используется напряжение регуляторного генератора), к которым , подключены блоки 3. и 4 выявления и фиксации угла сдвига фазы между ЭДС генератора и напряжением системы на угол 180° и 360° соединенные с блоком контроля 5. Блоки 1 и 2 представля’ют из себя пик-трансформаторы.

Первичная обмотка пик-тоансФооматора блока 1 подключена к напряжению системы, пик-трансформатора блока 2 - к ЭДС генератора. Каждый из бло₍ ков 3 и 4 представляет из себя транзисторный ключ с фазовым управлением, цепи базы и коллектора транзисторов служат входами блоков 3 и 4. Цепи базы подключены к вторичной обмотке пик-трансформатора блока 1, цепи коллекторов - к двум вторичным обмоткам пик- трансформатору блока 2.

Блок 5 контроля представляет из : себя тиристорный счетчик импульсов, нечетные и четные тиристоры которого подключены к разным шинкам управле- i ния, в таком исполнении счетчик фиксирует последовательное чередование * импульсов на двух шинках управления. Шинки управления служат входами блока 5 и соединены с выходом блоков 4 и 3. Количество тиристоров в счетчике поворотов определяется числом контролируемых проворотов, каждый проворот фиксируется срабатыванием двух тиристоров счетчика.

В анодные цепи первого и последнего тиристора включены катушки исполнительных реле.

Устройство работает следующим образом.

Первичные обмотки пик-трансформаторов 1 и 2 подключены соответственно к напряжению системы и ЭДС грне ратора,.в качестве ЭДС используется напряжение регуляторного генератора, жестко связанного с ЭДС по фазе. Напряжение в форме импульсов с вторичной обмотки пик-трансформатора бло- 5 ка 1 подается в цепи базы транзисторов блоков 3 и 4, с вторичных обмоток пик-трансформатора блока 2 - в коллекторные цепи.

Полярность подключения обмоток 10 пик-тран’сформаторов выполнена таким образом, что при расхождении векторов контролируемого напряжения на . угол 180° открывается транзистор блока 3, на угол ЗбО° - транзистор is блока 4. При этом Импульсы тока поочередно подаются на две шинки управления счетчика проворотов и вызывают последовательное открытие двух тиристоров. 20

В анодные цепи тиристоров, фиксирующего первый проворот на угол 180° и заданное защитой число допустимых проворотов, включены исполнительные реле 6 и 7. Реле 6, сра- 25 батывающее при первом провороте на 180°, воздействует на разгрузку генератора по активной мощности с целью обеспечения условий его ресинхронизации. При неуспешной ресин- _м хронизации срабатывает реле, фиксирующее допустимое число проворотов, и действует на отключение генератора от сети.

Применение устройства для защи- _3J ты генератора от асинхронного режима позволяет повысить надежность защиты генератора от асинхронного режима за счет выполнения воздействий, с целью обеспечения условий ресинхрони-₄₀ зации генератора, после первого же проворота на 180° и ограничения асинхронного режима количеством несинхронных проворотов, независимо от тяжести асинхронного режима и величины скольжения, за счет того, что асинхронные провороты· фиксируются в моменты прохождения амплитуды векторов контролируемых напряжений через ноль, что обеспечивает работо- ’ способность устройства при глубоком снижении напряжения, последнее, как » правило, имеет место при асинхрон'ном режиме генератора, удешевить уст· рсйство за счет простоты конструкции и меньшего числа элементов. Наряду с ⁵⁵ защитой генератора от асинхронного режима устройство может быть исполь-ί зовано для выявления несинхронного режима отдельных секций распределительных шин станций, с выполнением при этом необходимых воздействий на устройства автоматики для обеспечения устойчивости работы отделившегося от энергосистемы участка.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в устройствах релейной защиты и автоматики электрических станций, в частности дл  защиты синхронных гене раторов от асинхронного режима, вызванного как потерей возбуждени , так и из-за переходных процессов в энep госистеме. Известны устройства дл  вы влени  и прекращени  асинхронного хода синхронных генераторов, основанные на вы влении величины скольжени  по значению производных угла ГИ. Недостатками известных устройств  вл ютс  их низка  надежность и сложность исполнени . Наиболее близким по технической : сущности к изобретению  вл етс  уст ройство содержащее блок формировани  пр моугольных импульсов из напр жени  генератора и блок формировани  . синхроимпульс, п  напр жени  системы на выход которых подключен блок вы влени  и фиксации на четверть периода скольжени  угла сДвига между напр жени ми генератора и системы свыше 180°, имеющий два выхода дл  различных знаков угла сдвига, и блок контрол  максимального скольжени , подключенный на выходы блока вы влени  через логический элемент ИЛИГ2. Недостатком такого устройства  вл етс  чувствительность к глубоким посадкам напр жени  и его низка  надежность. В известном устройстве на вход блока вы влени  и фиксации на четверть периода скольжени  угла сдвига между напр жени ми генератора и системы свыше 180 поступают пр моугольные импульсы, сформированные блоком формировани  пр моугольных импульсов из напр жени  генератора, и импульсы сформированные блоком формировани  синхроимпульсов из напр жени  системы. Так как величина пр моугольных импульсов зависит от величины напр жени , из которого они сформированы, то при глубоких по садках напр жени  генератора устройство может не сработать, что приведе к повреждению генератора. Кроме того поскольку нет строго опреде/1енной величины опасного скольжени  дл  синхронных генераторов, особенно гидрогенераторов, возможно зависание генератора в асинхронном режиме со. скольжением ниже заданной установки, но опасном дл  генератора. Поэтому i известное устройство не обеспечивает требуемой надежности защиты генератора от асинхронного режима. Цель изобретени  - повышение надежности работы, устройства. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство, содержащее блок формировани  импульсов из напр жени  генератора, блок формировани  импульсов из напр жени  сис темы , на выходы которых подключен блок вы влени  и фиксации угла сдвига фаз между напр жени ми генератора и системы на угол 180°, дополнительн введён блок вы влени  и фиксации угл сдвига фазы между напр жением генератора и системы на угол , вход которого соединен с каждым из блоков формировани  импульсов, а выход - с блоком контрол . Кроме того блоки формировани  импульсов выполнены в виде пик-трансформаторов , вторичные обмотки которых соединены с входами обоих блоков вы влени  и фиксации, а блок конг (ол  представл ет собой счетчик про ворртов, выполненный на тиристорах , цепи управлени  которых подключены к шинкам управлени , одна из которых подключена к первому блоку вы влени  друга  к выходу второго блока вы влени , а в анодные цепи первого и последнего тиристоров включены катуш ки исполнительных реле. Надежна  защита генератора с помощью устройства достигаетс  за счет вы влени  и фиксации периода вращени  векторов ЭДС генератора и напр жени  системы относительно друг друга при углах 180 и 360 в моменты прохождени  амплитуды векторов напр жений через ноль, что обеспечивает работоспособность устройства в широком диапазоне изменени  напр жени , от 0,05Ин до 2 Ин, последнее может иметь место при асинхронном режиме генератора. Кроме того, наличие счетчика поворотов позвол ет выполнить воздействие дл  ресинхронизации генератора после первого же проворота на 180° и отключить генератор от -сети при неуспешной ресинхронизации, после заданного числа несинхронных поворо- тов, независимо от величины скольжени . На чертеже представлена функциональна  схема устройства с раскрытием принципиальной схемы функциональных блоков. Устройство содержит блок 1 формировани  импульсдэ из напр жени  системы , блок 2 формировани  импульсов из ЭДС генаратора (в качестве ЭДС генератора используетс  напр жение регул торного генератора), к которым подключены блоки 3. и 4 вы влени  и фиксации угла сдвига фазы между ЭДС генератора и напр жением системы на угол 180° и ЗбО° соединенные с блоком контрол  5. Блоки 1 и 2 представл ют из себ  пик-трансформаторы. Первична  обмотка пик-тоансйюоматора блока 1 подключена к напр жению системы, пик-трансформатора блока 2 - к ЭДС генератора. Каждый из блоков 3 и представл ет из себ  транзисторный ключ с фазовым управлением, цепи базы и коллектора транзисторе служат входами блоков 3 и . Цепи базы подключены к вторичной обмотке : пик-трансформатора блока 1, цепи коллекторов - к двум вторичным обмоткам пик-трансформатор а блока 2. Блок 5 контрол  представл ет из : себ  тиристорный счетчик импульсов, нечетные и четные тиристоры которого подключены к разным шинкам управле- ни , в таком исполнении счетмик фиксирует последовательное чередование импульсов на двух шинках управлени . Шинки управлени  служат входами блока 5 и соединены с выходом блоков и 3. Количество тиристоров в счетчике поворотов определ етс  числом контролируемых проворотов, каждый проворот фиксируетс  срабатыванием двух тиристоров счетчика. В анодные цепи первого и последнего Тиристора включены катушки исполнительных реле. Устройство работает следующим образом. Первичные обмотки пик-трансформаторов 1 и 2 подключены соответственно к напр жению системы и ЭДС грнератора ,.в качестве ЭДС используетс  напр жение регул торного генератора, жестко св занного с ЭДС по фазе. Нап р жение в форме импульсов с вторичной обмотки пик-трансформатора блока 1 подаетс  в цепи базы транзисторов блоков 3 и 4, с вторичных обмоток пик-трансформатора блока 2 - в коллекторные цепи. Пол рность подключени  обмоток пик-трансформаторов выполнена таким образом, что при расхождении векторов контролируемого напр жени  на угол 180° открываетс  транзистор блока 3, на угол ЗбО -. транзистор блокад. При этом импульсы тока поочередно подаютс  на две шинки управлени  счетчика проворотов и вы зывают последовательное открытие дву тиристоров, В анодные цепи тиристоров, фиксирующего первый проворот на угол 180° и заданное защитой число допус тимых проворотов, включены исполнительные реле 6 и 7. Реле 6, ерабатывающее при первом провороте на 180°, воздействует на разгрузку генератора по активной мощности с целью обеспечени  условий его ресинхронизации . При неуспешной ресин хронизации срабатывает реле, фиксиру ющее допустимое число проворотов, и .действует на отключение генератора от сети. .Применение устройства дл  защиты генератора от асинхронного режима позвол ет повысить надежность защиты генератора от асинхронного режима за счет выполнени  воздействий, целью обеспечени  условий ресинхрон зации генератора, после первого же проворота на 180° и ограничени  аси хронного режима количеством несинхронных проворотов, независимо от -т жести асинхронного режима и велич ны скольжени , за счет того, что асинхронные провороты- фиксируютс  в моменты прохождени  амплитуды век;торов контролируемых напр )кений через ноль, что обеспечивает работоспособность устройства при глубоко снижении напр жени , последнее, как правило, имеет место при асинхронном режиме генератора, удешевить ус рсйство за счет простоты конструкци и меньшего числа элементов. Нар ду защитой генератора от асинхронного режима устройство может быть исполь-i зовано дл  вы влени  несинхронного режима отдельных секций распределительных шин станций, с выполнением при этом необходимых воздействий на устройства автоматики дл  обеспечени  устойчивости работы отделившегос  от энергосистемы участка. Формула изобретени  1.Устройство дл  защиты генератора от асинхронного режима, содержащее блок формировани  импульсов из напр жени  генератора,,блок формировани  импульсов из напр жени  системы, на выход которых подключен блок вы влени  и фиксации угла сдвига фазы между напр жени ми генератора и системы, выход которого подклю-; чен к блоку контрол , о т л и ч а ю щ е е с   тем, что, с целью повышени  надежности работы устройства путем вы влени  и фиксации циклов несинхронных проворотов векторов контролируемых напр жений относительно один другого в моменты прохождени амплитуды векторов через ноль, блок вы влени  и фиксации угла сдвига фазы выполнен с фиксацией расхождени  векторов контролируемых напр к ений на угол 180O, дополнительно включен второй блок вы влени  и фиксации угла сдвига фазы между векторами контролируемых напр жений йа угол ЗбО°, входы которого соединены с каждым из блоков формировани  импульсов , а выход - с блоками контрол . 2.Устройство по п,1 о т л и м аю щ е е с   тем, что блок контрол  выполнен в виде счетчика проворотов на тиристорах, число которых со-ответствует числу проворотов, цепи управлени  которых подключены к шинкам управлени , одна из которых подключена к выходу первого блока вы влени  , другие - к выходу второго блока вы влени , а в анодные цепи первого и последнего тиристоров включены катушки исполнительных реле. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № i 67«32, кл. Н 02 Н 3/2, 197.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 637906, кл. Н 02 Н 3/24, 1976.