Способ защиты синхронной машины от асинхронного режима

 

CnOGQB ЗАЩИТЫ СИНХРОННОЙ МАШИНЫОТ ACHHXPOHHOrQ РЕЖИМА, ос- , нойанный на измерении напряжения статора и ее внутренней ЭДС, избрании угла между векторами напряжения и внутренней ЭДС, измерении среднего скольжения ,ротора при изменении угла между напряжением и внутренней ЭДС от ЗГ до ЗЛ/2, сравнении величины этого скольжения «Ъ 1-, t I pi f f {-Ijii :;-. с уставкой и при превышении величиной скольжения уставшей, а углом между напряжением и внутренней ЭДС - значения формируют сигнал .на. отключение синхронной машины от энергосистемы, отличающ и и с я тем что, с целью предотвращения необоснованного отключения синхронной машины в неопасных режимах при потере .ею возбуждения, дополнительно измеряют момент первичного двигателя синхронной машины, уставку скольжения изменяют по соотношению м Т,1 ..т Ч i где Tj - инерционная постоянная ро (Л тора; М-.-.- момент первичного двигате . ля в относительных едийицах; s - 314 ед/с. и при среднем скольжении ротора, меньшем уставки, дают сигнал на разгрузку первичного двигателя синхронной машины. СА5 00 СО СО

.,SU„„1073839 А

СОЮЗ СОВЕТСКИ)

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3f59: Н 02. Н .7. 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3409868/24-07 (22) 23.03.82 (46) 15.02,84. Бюл. 9 6 (72).B.Ñ. Костелянец, Г.Я. Беньковс-,. кая, В.Е. Каштелян и Г.В, Бархатов (71) Ленинградское отделение Всесоюзного ордена Ленина проектно-изыска-. тельского и научно-исследовательского института Гидропроект им. С.Я. Жука и Всесоюзный Научноисследовательский институт электромашиностроения (53) 621.316.925(088.8). (56) 1."Электрические станции", 1981, 9 12, с. 56-57.

2. Там же, 1975, М 5, с. 82-.83. (54 ) (57 ) СПОСОБ ЗАЩИТЫ СИНХРОННОЙ

МАНИНЫ ОТ АСИНХРОННОГО РЕЖИМА, ос нованный на измерении напряжения статора и ее внутренней ЭДС, измерении угла между векторами напряжения и внутренней ЭДС, измерении среднего скольжения, ротора при изменении угла между напряжением и внутренней ЭДС от У до ЗЛ/2., сравнении величины этого скольжения

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТМЙ с уставкой и при превышении величиной скольжения уставки, а углом между напряжением и внутренней

ЭДС - значения ЗУ/2 формируют сигнал .на,отключение синхронной машины от энергосистемы, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью предотврацения необоснованного отключения синхронной машины в неопасных режимах при потере ев возбуждения, дополнительно измеряют момент первичного двигателя синхронной машины, уставку скольжения изменяют по соотношению где Т.1 - инерционная постоянная ротора;

M --..- -момент первичного двигателя в относительных единицах ( s - 314 ед/с. и при среднем скольжении ротора, " Я меньшем уставки, дают сигнал на разгрузку первичного двигателя синхронной машины., 1073839

Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам защиты синхронной машины от асинхронного режима.

Известен способ защиты синхронной машины от асинхронного режима, 5 основанный на измерении ее полного сопротивления 13.

Поскольку в этом способе не фиксируется нарушение устойчивости и возникновение асинхронного режима щ синхронной машины непосредственно по факту превышения ее внутренним углом предельного значения, для отстройки защиты от режима синхронных качаний и повышения надежности ее действия приходится дополнительно разрабатывать многочисленные принципиальные усовершенствования защиты. При этом, однако не удается всегда обеспечить выявление асинхронного режима на первом провороте ротора синхронной машины.

Согласно способу защиты синхронной машины от асинхронного режима (прототипу ) измеряют напряжение статора и ее внутреннюю ЭДС, измеряют угол между векторами напряжения и внутренней ЭДС, измеряют среднее скольжение ротора при изменении угла до 37/2 между этими значениями, сравнивают величину скольжения с 30 заданной уставкой и при превышении величиной скольжения уставки и углом между напряжением и внутренней ЭДС значения 3 л/2 формируют сигнал на отключение синхронной машины от энер-35 госистемы (2g.

В этом способе уставку, с которой сравнивают среднее скольжение ротора синхронной машины, задают постоянной, и близкой к критическому скольжению, 4О чтобы зафиксировать факт возникнове.ния асинхронных режимов, сопровождающихся значительным увеличением скольжения ротора по сравнению с величинами этого скольжения, хаРактеризую- 45 щими синхронные качания и другие переходные процессы синхронной. машины.в энергосистеме. Защиты, выполненные по этому способу, отключают на первом повороте ротора и опасные асинхронные режимы возбужденной машины и режимы, возникающие в результате потери возбуждения, в которых допустимы разгрузка агрегата и пере-, ключение обмотки возбуждения на резервный возбудитель. Кроме того, 55 эти защиты не обеспечивают информацию о причине возникновения асинхронного режима. . Цель изобретения — предотвращейие необоснованного отключения синх- бп ронной машины в неопасных режимах при потере ею возбуждения.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу защиты синхронной машины от асинхронного

65 режима, по которому измеряют напряжение статора и ее внутреннюю ЭДС, измеряют угол между векторами напряжения и внутренней ЭДС, измеряют ( среднее скольжение ротора при изменении угла от Х(до 37/2, сравнивают величину этого скольжения с уставкой и при превышении величиной скольжения уставки, а углом значения ЗЯ/2 формируют сигнал на отключение синхронной машины от энергосистемы,дополнительно измеряют момент первичного двигателя синхронной машины, уставку скольжения изменяют по соотношению где Т - инерционная постоянная ротбра;

М - момент первичного двигателя в относительных единицах; о,„— 314 ед/с и при среднем скольжении ротора, меньшем уставки, дают сигнал на разгрузку первичного двигателя синхронной машины.

На чертеже показана блок-схема устройства мащиты, реализующего данный способ.

Устройство защиты синхронной машины 1 с первичным двигателем 2 и его блоком управления 3 содержит датчики напряжения статора 4 и внутренней ЭДС 5 синхронной машины, блок

6 измерения угла между векторами напряжения и внутренней ЭДС и фиксации значений этого угла, равный J7 и ЗЛ/2, блок 7 измерения среднего скольжения ротора, логический блок 8, дающий команды на отключение выключателя 9 и на разгрузку первичного двигателя синхронной машины и датчик 10 момента первичного двигателя.

Способ реализуется следующим образом.

Напряжение статора и внутренняя

ЭДС синхронной машины 1 измеряются соответственно датчйками 4 и 5 и подаются в блок б измерения угла d" между векторами напряжения и внутренней ЭДС и фиксации значений этого угла, равных Л и Зл/2. При достижении углом d значения У в блоке 7 измерения среднего скольжения ротора начинается отсчет времени, заканчивающийся в момент времени достижения углом d" значения ЗУ/2. Полученное таким образом время изменения угла d" в диапазоне Ti - ЗУ/2, обратно пропорциональное величине среднего скольжения ротора синхронной машины в укаэанном диапазоне изменения этого угла, сравнивается в блоке 7 с уатавкой. Если эту уставку задать равной времени изменения угла d" от

Ti до ЗЛ/2, определенному в опыте отключения синхронной машины с номи1073839

Составитель Т. Щеголькова

Редактор О. Колесникова Техред О.Неце КоРректоРl0. Макаренко а

Заказ 357/51 Тираж 614 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 нальной активной мощностью,.то во всех асинхронных режимах синхронной машины с номичальной активной исходной мощностью, возникших: в результате потери ею возбуждения, время изменения угла d в этом диапа- 5 зоне окажется больше уставки вследствие торможения ротора асинхрон- ньм моментом. Во всех асинхронных режимах возбужденной машины с.номинальной активной исходной мощ- 10 ностью время на этом участке изменения угла окажется меньшим уставки вследствие ускоряющего действия синхронного момента после нарушения устойчивости ротора генератора. Устав-15 ку С можно определить не только опытным путем, но и вычислить .из . уравнения движения ротора при равенстве нулю электромагнитного момента по указанному выражению.

При выбранной таким образом уставке блока 7 измерения среднего скольжения ротора защита разграничит асинхронные режимы синхронной машины с номинальной исходной активной мощностью, подав сигнал на отключение выключателя 9 при наличии возбуждения и на разгрузку первичного двигателя командой от его блока управления 3 при потере возбуждения. Логический блок 8 обеспечивает сигналы на отключение выключателя при наличии сигналов от блоков

6 .и 7 и на разгрузку турбины при появлении сигнала только от блока 6.

IIpH"изменении момента М первич- 35 ного двигателя в исходном режиме, I т.е. при изменении исходной активной мощности агрегата, уставку блока 7 следует изменять в соответствии с приведенным выражением. Зави- симость уставки блока 7,от момента

М первичного двигателя формируется с помощью сигнала пропорционального этому моменту от датчика 10.

При конкретном выполнении устройств вместо измерения, например, тензомегрическим методом момента первичного двигателя синхронной машины может оказаться бол е удобным измерять пропорциональную этому моменту величину открытия направляющего аппарата или регулирующих клапанов турбины. Вместо сигнала прОпорционального моменту можно также использовать сигнал от измерительного преобразователя активной мощности, например, типа E 748, включенного иа выводы синхронной машины.

Таким образом, устройство, выполненное по предложенному способу, предотвращает необоснованное отключение синхронной машины в неопасных режимах при потере ею возбуждения. Использование изобретения повышает надежность работы синхронных машин: в энергосистеме, особенно в ее аварийных режимах,,уменьшая вероятность возникновения особо тяжелых аварий. Предотвращение необоснованного отключения мощных синхронных генераторов вследствие. несовершенства защит от асинхронного режима обеспечивает значительный экономический эффект.