Устройство для определения места замыкания на корпус обмотки возбуждения синхронной машины

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА ЗАМЫКАНИЯ НА КОРПУС рБМОТКИ ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННОЙ МАШИНЫ, Содержащее первый датчик напряжения, блок памяти, блок деления, компаратор , формирователь импульсов, два сумматора, выходы сумматоров подключены к соответствующим входам блока деления, выход которого соединен с одним из входов компаратора, и выходной орган, отличающееся тем,, что, с целью расширения функциональных возможностей, у стройство дополнено вторым датчиком напряжения, а выходной орган выполнен в виде блока индикации и элемента сигнапизации, причем первый датчик напряжения подключен между одной из клемм обмотки возбуждения синхронной машины и ее корпусом, второй датчик напряжения Подключен между второй клеммой обмотки возбуждения синхронной машины и ее корпусом , выход первого датчика.напряжения соединен с первым входом сумматоров , выход второго датчика напряжения соединен с вторыми входами упомянутых сумматоров, вход формирователя импульсов подключен к выходу первого сумматора, а его выходы соединены с управляющими входами блока деления и блока памяти, информацион-ньй вход блока памяти соединен с вьпсодом блока деления, выход блока памяти подключен к входу блока индикации и второму входу компаратора,-выход которого соединен с входом элемента сигнализации.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (111

5 2 з(ю Н 02 Н 7/06

ГОСУДАРСТНЕННЫИ НОМИТЕТ СССР (21) 3365643/24-07 (22) 15. 12. 81 (46) 15.08.84,Бюл. Р 30 (72) В.А.Ильичев, А.П.Синегубов и А.С.Дордий (53) 621.316.925(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N - 650151, кл. НО2 Н 7/06, 1979.

2. Патент ClllA Н 4187525, кл. Н 02 Н 7/06, 1980. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

МЕСТА ЗАМЫКАНИЯ HA КОРПУС ОБМОТКИ

ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННОЙ МАШИНЫ, содержащее первый датчик напряжения, блок памяти, блок деления, компаратор, формирователь импульсов, два сумматора, выходы сумматоров подключены к соответствующим входам блока деления, выход которого соединен с одним из входов компаратора, и выходной орган, о т л и ч а ющ е е с я тем,, что, с целью расширения функциональных возможностей, устройство дополнено вторым датчиком напряжения, а выходной орган выполнен в виде блока индикации и элемента сигнализации, причем первый датчик напряжения подключен между одной из клемм обмотки возбуждения синхронной машины и ее корпусом, второй датчик напряжения подключен между второй клеммой обмоткИ возбуждения синхронной машины и ее корпусом, выход первого датчика.напряжения соединен с первым входом сумматоров, выход второго датчика напряжения соединен с вторыми входами упомянутых сумматоров, вход формирователя импульсов подключен к выходу первого сумматора, а его выходы сое- g динены с управляющими входами блока деления и блока памяти, информацион.ный вход блока памяти соединен с выхо- у> е дом блока деления, выход блока памяти подключен к входу блока индикации и второму входу компаратора, -выход которого соединен с входом элемента сигнализации. возникновение второго замыкания на корпус.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устрой-.. ства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для определения места замыкания на корпус обмотки возбуждения синхронной машины, содержащее первый датчик напряжения, формирователь импульсов, два сумматора, блок деления, блок памяти, компаратор, выходы сумматоров подключены к соответствующим входам блока деления, выход которого соединен с одним из входов компаратора, и выходной орган, дополнено вторым датчиком напряжения, а выходной орган выпол" нен в виде блока индикации и элемента сигнализации, причем первый датчик напряжения подключен между одной из клемм обмотки возбуждения синхронной машины и ее корпусом, вто" рой датчик напряжения подключен между второй клеммой обмотки возбуждения синхронной машины и ее корпусом, выход первого датчика напряжения соединен с первым входом сумматоров, выход второго датчика напряжения соединен с вторыми входами упомянутых сумматоров, вход формирователя импуль. сов подключен к выходу первого сумма" тора, à его выходы соединены с управляющими входами блока деления и блока памяти, информационный вход блока памяти соединен с выходом блока девходу компаратора, выход которого соединен с входом элемента сигнализации.

На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства, деления, формирователь 6 импульсов, блок 7 памяти, компаратор 8, элемент 9 сигнализации, блок 10 индикации, причем датчики 1 и 2 напряжения подключены между положительной и отрицательной клеммами обмотки 11 возбуждения синхронной машины и ее корпусом 12. Выход первого датчика 1 напряжения соединен с первыми входами сумматоров 3 и 4, выход второго датчика 2 напряжения соединен с вторыми входами сумматоров 3

1 1108552 1

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

Известно устройство защиты от замыканий на землю в одной точке цепи возбуждения синхронной машины, содержащее источник оперативного то ка, датчик тока, токоограничивающие сопротивления и компаратор, причем 1п источник оперативного тока подключен через токоограничивающие сопротивле- ния между обоими выводами обмотки возбуждения и землей. В случае превышения измеренной величиной оперативного тока эталонной величины устройство формирует сигнал на отключение синхронной машины(13.

Недостатком известного устройства защиты является невозможность определения места замыкания, что особенно важно знать при замыкании, исчезающем на остановленной синхронной машине.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для защиты обмоток возбуждения от замыкания на землю, содержащее первое сопротивление, источник постоянного тока и преобразователь тока, включенные последовательно между одной из клемм обмотки возбуждения и землей, датчик напряжения, подключенный параллельно первому сопротивлению, второе сопротивление, подсоединенное между второй клеммой обмотки возбуждения и преобразователем тока через выключатель, фор- З мирователь импульсов, подключенный к ления, выход блока памяти подключен выходу преобразователя тока или дат- к входу блока индикации, и второму чика напряжения, выход формирователя импульсов соединен с управляющими входами выключателями и блоков па- 40 мяти, информаЦионный вход первого блока памяти соединен с выходом преобразователя тока, а его выход " на фиг.2 — схема замещения.

I с входом первого сумматора, инфор- . Устройство содержит датчики 1и 2. мационный вход второго блока памяти 4 напряжения, сумматоры 3 и 4, блок 5 соединен с выходом .датчика напряжения а его выход — с входом второго сумматора, выходы обоих сумматоров подключены к соответствующим входам блока деления, выход которого соеди- о нен с входом компаратора(2).

Недостатком устройства являются его ограниченные функциональные возможности, которые обусловлены тем, что устройство не позволяет опреде- 55 лить место возникновения первого замыкания обмотки возбуждения на кор пус машины, а гакже зафиксировать и 4, выходы сумматоров 3 и 4 подкщ1108552 чены к соответствующим входам блока 5 деления, выход первого сумматора 3 соединен также с входом формиро. вателя 6 импульсов, выходы которого подключены к управляющим входам блока 5 деления и блока 7 памяти, информационный вход блока 7 памяти соединен с выходом блока 5 деления, выход блока 7 памяти подключен к входу блока tO индикации и второму входу компаратора 8, второй вход ком. паратора 8 соединен с выходом блока

5 деления, а его выход — с входом эл еме н та 9 си гнали з ации.

Первый сумматор 3 предназначен для формирования сигнала, равного по величине разности сигналов с выходом датчиков 1 и 2. Второй сумматор 4 предназначен для формирования сигнала, равного по величине сумме сигналов с выходов датчиков 1 и 2, Формирователь 6 импульсов предназначен для управления работой блока 5 деления и блока 7 памяти, причем импульс, разрешающий запись информации в блок 7 памяти появляется с задержкой по отношению.к сигналу, разрешающему работу блока 5 деления. Эта задержка необходима для отстройки от времени работы блока 5 деления. Блок

10 индикации предназначен для индикации места возникновения первого замыкания обмотки 11 возбужения синхронной машины на ее корпус 12.

Элемент 9 сигнализации служит для сигнализации о .возникновении второго замыкания обмотки 11 возбуждения на корпус.

Кроме того, на фиг.1 показаны К„ = точка первого замыкания обмотки 11 возбуждения на корпус 12К2- то ка второго закания

Устройство работает следующим об разом.

Иэ схемы замещения цепи возбуждения по постоянному току (фиг.2) следует, что при возникновении замыка.ния обмотки 11 возбуждения, например, в точке К на выходах датчиков 1 и

2 появляются напряжения, выражения для определения которых имеют вид

1 2

2RqR2+ r(R„+ 2) X 2 /

R и

2 О 2Р <+ (Я + j k К /

4 где Uq, U2 — напряжения на выходах йер. вого 1 и второго 2 датчиков напряжения;

U — величина напряжения, при- кладываемого к обмотке 3 возбуждения, p — активные сопротивления обмотки 11 возбуждения до

10 места замыкания; — сопротивление измеритель-. ной части датчика 1 .(2) напряжения; — постоянный коэффициент

15 преобразования.

Напряжения 0 и U поступают на со. ответствующие входы сумматоров 3 и 4.:

При этом на выходе первого сумматора 3 появляется сигнал, выражение для которого имеет вид

20, и -Я

u =U-u =к И

1 1 2 О К+Я (R„+R 1+2

25 а на выходе сумматора 4 появляется сигнал, пропорциональный по величине напряжению возбуждения синхронной машины

Ug=U„+(=К 0 . (4-)

ЗО

С выходов сумматоров 3 и 4 полученные сигналы далее поступают на со", ответствующие. входы блока 5 депения.

Кроме того, сигнал с выхода первого сумматора 3 поступает также на вход

35 формирователя 6 импульсов, который

-.при отклонении величины входного сигнала от нуля разрешает работу блока 5 деления и, с некоторой задержкой, формирует сигнал, разрешаю"

4О.щий запись информации с выхода блока 5 деления в блок 7 памяти.

При этом на выходе блока 5 деления появляется сигнал,пропорциональный частному от деления

45 ; 0„

"и, ка, (R+R ) 2—

Принимая К =hg R =(1- )Й R tR =8, ) 2 1 1 где Й вЂ” величина активного сопротивления обмотки 11 возбуждения, h= R„JP, — расстояние до места первого замыкания на корпус от одной иэ клемм обмотки 11 возбуждения в

Я относительных единицах, (0 (и 4 1) получаем

2п-1

1+ —,. 2п(-n) 1108552 так как Й «г, то выражение (6) примет вид

>„2 -" (7)

Из выражения (7) видно, что зави- 5 симость rn от и однозначная и линейная. При изменении и от

0 до 1 значение rn линейно изменяется от -1 до 1. Замыканию обмотки 11 возбуждения иа корпус в одной из ее точек, расположенной между серединой обмотки 11 (по длине) и точкой ее подключения к положительному полюсу возбудителя (представленному на фиг.2 источником ЭДС), соответствуют отрицательные значения e, а замыканию обмотки 11 возбуждейия.на корпус в любой. другой точке, расположенной между серединой обмотки и точкой ее подключения к отрицательному 20 полюсу возбудителя — положительные значения.

Таким образом, зная вееличину rn i нетрудно, определить место, замыкания обмотки 11 возбуждения синхронной машины на корпус.

Сигнал с выхода блока деления поступает на информационный вход блока 7 памяти. После прихода на управляющий вход этого блока сигнала 30 с выхода формирователя 6 импульсов значение в„ заносится в память, после чего запись нового значения . частного с выхода блока 5 деления уже. невозможна. С выхода блока 7 памяти значение в„ подается на вход блока 10 индикации,. сигнализирующего о месте возникновения первого эамыка иия обмотки 11 возбуждения на корпус и на второй вход компаратора 8, при- 40 чем одновременно с этим на первый вход компаратора 8 поступает сигнал с выхода блока 5 деления, а так как значения этих сигналов равны, на его выходе сохраняется уровень логического нуля.

При возникновении второго замыкания на корпус на выходе блока 5 деления появляется сигнал, значение которого определяется выражением п -(2п-1+1 )/(-1с), (g) где а - сигнал на выходе блока 7 деления; k - расстояние от точки первого замыкания обмотки возбуя дения на корпус до точки второго замыкания в относительных единицах (фиг. 1) .

Выражение (8) получено путем подстановки в выражение (5) значений

1 = (1- h- K) R и произведения необходимых сокращений.

Сравнение выражений {7) и (8) показывает, что значение hl всегда больше а„ .

Следовательно, при возникновении второго замыкания на выходе компаратора 8 появляется сигнал с уровнем логической единицы, который поступает на вход эЛемента 9 сигнализации, загорание которого свидетельствует о возникновении второго замыкания обмотки 11 возбуждения синхронной машины на ее корпус 12, Таким образом, использование изобретения позволяет расширить его функциональные возможности, а именно определить место возникновения первого и второго замыкания на корпус.

1108552

Заказ 5878/40

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

Составвитель Т.Щегольиова

Редактор Л.Алексеенко Техред Т.фанта Корректор И. Шароши