Устройство для защиты синхронного генератора от витковых коротких замыканий

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА ОТ ВИТКОВЫХ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ, содержащее одлу группу трансформаторов тока и трансформатор напряже1гая, установленные со стороны фазных выводов обмотки статора, вторичные обмотки которых подключены к входам cooiBeTCTseFtHO фильтра тока и фильтра напряжения обратной Последовательности, выходы которых через частотные фильтры Подключень к входам реле направле1шя мощности, блок запрета, датчик высших гармоник, подключенный входом к цепи обмотки возбуждения, а выходом - к входу измерительного органа, отличающееся тем, что, с целью снижения погрешности функционирования при насыщении сердечников трансформаторов тока, в него дополнительно введены другая группатрансформаторов тока, установленная со стороны выводов обмотки статора к нейтрали , фильтр тока прямой последовательности , частотный фильтр, формирователь управляющего сигнала, блок задания зоны блокировки и логический элемент И, а упомянутое реле направления мощности вьшолнено в виде фазовращателя, подключенного выходом к одному входу формирователя импульса совпадетш, подключенного выходом к одному входу элемента времени, к другому входу которого подключен вьтход элемента управления уставкой, и реагирующего органа, включенного на выходе элемента времени, при этом вторичные обмотки дополнительна О) введе1шых трансформаторов тока подключены к входам фильтра тока прямой последовательности , на выходе которого включены последовательно соединенные частогЕШШ фильтр, формирователь управляющего сигнала, .блок задшшя зоны блокировки и блок запрета , подключенный выходом к входу элемено та управления уставкой, а выходы реле на90 ЕЛ правле1шя мощности и измерительного органа подключены к-входам логического элемента И, выход которого подключен к упсл равляющему входу блока запрета. с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11), 3(511 Н 02 Н 7/06 тт - в": Св . т ., а

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTQPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИЙ (21) 3440713/24-07 (22) 21.05.82 (46) 15.08.84. Бюл. Р 30 (72) С. С. Казаров, Г. М. Павлов и А. И. Таджибаев (71) Ленинградский ордена Ленина политех. нический институт им. М, И. Калинина (53) 621,316.925 (088.8) (56) 1е Федосеев А. M. Релейна» защита электрических систем. "Энергия*, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

У 547903, кл, Н 02 Н 7/06, 1976.

° (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ СИН—

ХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА ОТ ВИТКОВЫХ

КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ, содержащее одну группу трансформаторов тока и трансформатор напряжения, установленные со стороны фазных выводов обмотки статора, вторичные обмотки которых подключены к входам соответственно фильтра тока и фильтра напряжения обратной последовательности, выходы которых через частотные фильтры Подключены к входам реле направления мощности, блок запрета, датчик высших гармоник, подключенный входом к цепи обмотки возбуждения, а выходом — к входу измерительного органа, о т л и ч а ю щ е .е с я тем, что, с целью снижения погрешности функционирования при насыщении сердечников трансформаторов тока, в него дополнительно введены другая группа. трансформаторов тока, установленная со стороны выводов обмотки статора к нейтрали, фильтр тока прямой последовательности, частотный фильтр, формирователь управляющего сигнала, блок задания зоны блокировки и. логический элемент И, а упомянутое реле направления мощности выполнено в виде фазовращателя, подключенного выходом к одному входу формирователя импульса совпадения, подключенного выходом к одному входу элемента времени, к другому входу которого подключен выход элемента управления уставкой, и реагирующего органа, включенного на выходе элемента времени, . Я при этом вторичные обмотки дополнительно ввеленнам треноформаторов тока лонклюан Q) ны к входам фильтра тока прямой последовательности, на выходе которого включены последовательно соединенные частотный

O фильтр, формирователь управляющего сигнала, .блок задания зоны блокировки и блок запре та, подключенный выходом к входу элемента управления уставкой, а выходы реле направления мощности и измерительного органа подключены к входам логического элемента И, выход которого подключен к управляющему входу блока запрета.

1 110

Изобретение относится к электротехнике и может быль использовано для защиты син-. хронных генераторов от витковых замыканий в обмотке статора.

Известны устройства релейной защиты статора, принцип работы которых основан на измерении и сравнении суммы токов трех фаэ двух групп параллельных ветвей (1).

Данные устройства защиты могут применяться только для генераторов с выведенными параллельными ветвями фазных обмоток.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство защиты генерато.ра, содержащее токовый измерительный орган, датчик высших гармонических составляющих обмотки ротора, элемент ЗАПРЕТ, фильтры тока и напряжения обратной последователь.ности, входные преобразователи и реле направления мо1цности., При внешнем коротком замыкании реле направления мощности блокирует сигнал отключения, идущий от токового измерительного. органа, контролирующего уровень выс» ших гармонических составляющих в обмотке ротора (21.

Недостатком известного устройства явля- . ется возможность излишнего срабатывания пуи коротких замыканиях, сопровождающихся токами большой кратности, нз-эа насьпце ния сердечников трансформаторов тока.

Цель изобретения — снижение погрешности функционирования при насыщении сердечников трансформаторов тока.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для защиты синхронного геператора от витковых коротких замыканий, .содержащее одну группу трансформаторов, тока и трансформатор напряжения, установ40 ленные со стороны фаэных выводов обмотки статора, вторичные обмотки которых под ключены к входам соответственно фильтра тока и фильтра напряжения обрайк1й после-. довательности, выходы которых через частотные фильтры подключены к входам реле направления мощности, блок запрета, датчик высших гармоник, подключенный входоМ k цепи обмотки возбуждения, а выходом— к входу измерительного органа, дополнитель- 50 но введены другая группа трансформаторов тока, установленная со стороны выводов обмотки статора к нейтрали, фильтр тока прямой последовательности, частотный фильтр, формирователь управляющего сигнала, блок задания зоны блокировки и логический элемент И, а упомянутое реле направления мощности выполнено в виде

8553 2 фазовращателя, подключенного выходом к одному входу формирователя импульса совпадения, подключенного выходом к одному. входу элемента времени, к другому входу которого подключен выход элемента управления уставкой, и реагирующего органа, включенного на выходе элемента времени, при этом вторичные обмотки дополнительно введенных трансформаторов тока подключены к входам фильтра тока прямой последовательности, на выходе которого включены последовательно соединенные частотный фильтр, формирователь управляющего сигнала, блок задания зоны блокировки и блок запрета, подключенный выходом к входу ,, элемента управления уставкой, а выходы реле направления мощности и измерительного органа подключена к входам логического элемента И, выход которого подключен к унравляющему входу блока запрета.

На чертеже изображена функциональная схема устройства защиты.

Устройство содержит две группы трансформаторов тока 1 и 2, установленные соответственно со стороны фазных выводов обмот. ки статора и со стороны ее выводов к нейтрали, фильтр 3 тока обратной последовательности, подключенный входами к выходам трансформаторов 1 тока, фильтр 4 тока прямой последовательности, подключенный входами к выходам трансформаторов 2 тока, фильтр 5 напряжения обратной последойательности, датчик 6 высших гармоник, на выходе которого включен измерительный орган 7, частотные фильтры 8 — 10, включенные соответственно между выходом фильтра

;3 тока и одним из входов реле 11 направ ления мощности, межщ выходом фильтра 5 напряжения и другим входом реле 11, между выходом фильтра 4 тока и входом фор мирователяя 12 управляющего сигнала, на выходе которого последовательно включены блок 13 задания зоны блокировки и блок

14 запрета, подключенный выходом к управляющему входу реле 11, а управляющим входом — к выходу логического элемента И 15, подключенного входами к выходам реле 11 и измерительного органа 7.

Реле 11 направления мощности выполнено в виде фазовращателя 1б, формирователя 17 импульса совпадения, элемента 18 времени, элемента 19 управления уставкой и реагирующего органа 20. Устройство работает следующим образом.

При витковом замыкании в обмотке стато. ра генератора нарушается симметрия токов и напряжений на выводах генератора и возникают высокочастотные гармонические составляющие в обмотке ротора. Сигнал, пропор-, 3 110 циональный высокочастотным гармоническим составляющим, формируется на входе датчика 6 и поступает на вход токового измерительного органа 7, который, срабатывая, подает сигнал на один вход логического элемента И 15. Одновременно срабатывает реле 11, контролирующее направление мощности обратной последовательности, и подает сигнал на другой вход элемента 15. В результате на выходе логического элемента И 15 формируется сигнал, подаваемый на отключение

10 выключателя 21.

Характеристика срабатывания реле 11 в плоскости U (321 представляет собой две прямые, исходящие из начала координат.

Угол между прямыми характеристиками срабатывания определяется уставкой элемента

18 времени, которая изменяется элементом

19 управления. При коротком замыкании, сопровождающемся увеличением тока в обмотке статора, на выходе блока 12 формируется управляющий сигнал, пропорциональ.

8553 4 ный амплитуде тока прямой последовательности. Управляющий сигнал, преобразовываясь в блоке 13, через элемент 14 запрета поступает на элемент 19 управления уставкой, который, воздействуя на элемент 18 времени, расширяет зону несрабатывания (блокировки) реле, чем снижает вероятность излишних срабатываний защиты прн внешнем коротком замыкании.

При срабатывании устройства в целом сиг-. нал с выхода логического элемента И 15 поступает на элемент 14 запрета, снимая сигнал управляющего воздействия на уставку. В этом режиме реле имеет максимальную область срабатывания, обеспечивая надежное удерживание в сработанном состоянии до момента отключения.

Использование предлагаемого устройства позволяет снизить вероятность неселективной работы при внешних коротких замыканиях, что повышает надежность работы энергосистемы.

1108553

Составитель Т. 1цеголькова Гехред ТДубинчак Корректор М. Шароши

Редактор Ю. Ковач

Подписное

Заказ 5878/40 Тираж 614

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4