Устройство для защиты генератора от однофазных замыканий

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ГЕНЕРАТОРА ОТ ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЙ, содержащее включенный на выводах трансформатор напряжений с обмоткой, соединенной в разомкнутый треугольник, и : трансформатор напряжения, включенный в нейтраль генератора, ко вторичным обмоткам которых подключены фильтры третьих гармоник, выходами соединенные через блок отношений с исполнительным органом третьей гармоники, и фильтр первой гармоники, выходом соединенный с исполнительным органом первой гармоники отличающеес я тем, что, с целыо повышения надежности путем обеспечения избирательности действия запщты между фильтром и исполнительньм органом первой гармоники дополнительно включен блок отношений первой и третьей гармоник с рабочим и тормозным контурами, причем его тормозной контур подключен к выходу фильтра третьей гармоники, i подключенного к компенсационной катушке или трансформатору напряжения нейтрали генератора.

аЕ (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

COUIWI

РЕСПУБЛИК

4(51) Н 02 Н 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТОЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3647139/24-07 (22) 28.09 ° 83 (46) 15.01.85. Бюл. У 2 (72) И.В.Баршай и А.И.Ялинич (71) Днепровская гидроэлектростанция им. В.И.Ленина (53) 621.316.925(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 448532, кл. Н 02 Н 7/06, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

У 470885, кл. Н 02 Н 7/06, 1972. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ГЕНЕРАТ0РА ОТ ОДНОФАЗНЫХ ЗАИЫКАНИЙ, содержащее включенный на выводах трансформатор напряжений с обмоткой, соединенной в разомкнутый треугольник, и ., трансформатор напряжения, включенный в нейтраль генератора, ко вторичным обмоткам которых подключены фильтры третьих гармоник, выходами соединенные через блок отношений с исполнительным органом третьей гармоники, и фильтр первой гармоники, выходом соединенный с исполнительным органом первой гармоники, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения избирательности действия защиты между фильт ром и исполнительнвм органом первой гармоники дополнительно включен блок отношений первой и третьей гармоник с рабочим и тормозным контурами, причем его тормозной контур подключен к выхопу фильтра третьей гармоники, g подключенного к компенсационной катушке или трансформатору напряжения нейтрали генератора.

1134983

Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно — к защитным устройствам-генераторов электростанций от замыканий их статорных обмоток на эемпю. 5

Известно устройство для защиты генератора от замыканий на землю, содержащее исполнительный орган, включенный на выход схемы сравнения измеряемах напряжений, подключенной к выводам вторичной обмотки трансформаторов напряжения, включенных в открытый треугольник со стороны выводов генератора, и к вывопам вторичной обмотки трансформатора напряжения в нейтрали генератора, причем исполнительные органы включены непосредственно на выход схема сравнения, в которой вторичные обмотки трансформа- . торов напряжения включены последова- 20 тельно-согласно (13.

Недостатком известного устройства является то, что его можно использо( вать только для защиты энергоблока с одним генератором и нельзя использо- >5 вать для защиты генераторов работаю-, щих в схемах укрепненных блоков, например два генератора — трансформатор, поскольку разность напряжений третьих гармоник выводов и нейтра- 30 лей генераторов укрупненного блока в отдельных нормальных режимах работы может превышать уставку защиты., Последнее объясняется тем, что при работе генераторов укрупненного бло- 35 ка с неравной активной нагрузкой< или в различных режимах работы (одинв генераторном режиме работы, другой — в компенсаторном) между векторами основной ЭДС генераторов образу-40 ется угол Ч, равный разности внутрен. них углов генераторов (Ч = 6 — 8g ) °

При этом между векторами ЭДС третьих гармоник, которые жестко связаны с основной ЭДС генератора) образуется 45 угол, равный 3 . В зависимости от величины укаэанного угла Y изменяются величины и углы векторов напряжений и нейтралей генераторов, причем при увеличении угла Ц снижается ве- 50 личина напряжения третьей гармоники выводов генератора и, соответственно. возрастают величины напряжений нейтралей генераторов. Так, по данным замеров, при работе двух генера- 55 торов блока, когда один генератор работает в генераторном режиме с полной нагрузкой, а другой. — в компенсациойном режиме, векторы напряжений третьих гармоник имеют следующие значения:

j7 o

Напряжение выводов, В 0 = 1,5 Ъ

Напряжение нейтрали первого генератора, В lJ„«-=

= 5,0 Г з, Напряжение нейтрали второго .генератора, В U„=

= 3 0 2 ль

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для защиты мощных энергоблоков генератор-трансформатор от однофазных замыканий, содержащее. включенный на выводах трансформатор напряжения с обмоткой, соединенный в разомкнутый треугольник, и компенсационную катушку нли трансформатор напряжения, включенный в нейтраль генератора, ко вторичным обмоткам которых подключены фильтры третьих гармоник, выходы которых соединены через блок отношений с исполнительным органом третьей гармоники, и фильтр первой гармоники, выход которого соединен с исполнительным органом первой гармоники 523.

Известное устройство позволяет осуществлять защиту генераторов, работающих в схемах укрупненных блоков.

Недостатком известного устройства является низкая избирательность действия защиты, так как защита действует на отключение генератора не только при однофазных замыканиях, но и может сработать при снижении изоляции во внешней сети, например при увлажнении изоляции токопроводов, а также при однофазных замыканиях за блочным . трансформатором, когда не требуется отключение генератора. Причиной низкой избирательности действия защиты является то, что величина напряжения первой гармоники в указанных случаях может превыпать напряжение срабатывания исполнительного органа (особенно при уставках менее 10 В).

Целью изобретения является обеспечение избирательности действия защиты.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для защиты генератора от однофазных замаканий, содер» жащеИ включенный на выводах трансфор- матор напряжения с обмоткой, соединенной в разомкнутый треугольник, и трансформатор напряжения, включенный

113498

01О = 0 + К 0 в нейтраль генератора, ко вторичным обмоткам которых подключены фильтры третьих гармоник, выходами соединенные через блок отношений с исполнительным органом третьей гармоники, и фильтр первой гармоники, выход которого соединен с исполнительным орга«ном первой гармоники, между фильтром и исполнительным органом первой гармоники дополнительно включен блок от- 10 ношений первой и третьей гармоник с рабочим и тормозным контурами, причем его тормозной контур подключен к выходу фильтра третьей гармоники, подключенного к компенсационной ка- 15 тушке или трансформатору напряжения нейтрали генератора.

На чертеже представлено предлагаемое устройство.

Устройство для защиты генератора 20

ot Однофазных замыканий сОстОит из трансформатора 1 напряжений, подключаемого к выводам генератора и компенсирующей катушки или трансформатора 2 напряжений, включаеиюх в нейтраль 25 генератора 3. Вторичные обмотки трансформатора 1 соединены в разомкнутый треугольник. Ко вторичным обмоткам трансформаторов 1 и 2 подключены фильтры 4 и 5 третьих гармоник, выхо-З0 ды которых через блок 6 отношений соединены с исполнительным органом 7 третьих гармоник. Ко вторичной обмотке компенсирующей катушки или трансформатора 2 напряжений подключен так-35 же фильтр 8 первой гармоники, выход которого соединен с исполнительным органом 9 первой гармоники. Между фильтром 8 первой гармоники и исполнительным органом 9 первой гармоники 40 включен блок 10 отношений первой и третьей гармоник, содержащий рабочий контур 1 1 и тормозной контур 12. Рабочий:контур 11 блока 10 отношений подключен к выходу фильтра 8 первой гармоники, а тормозной контур 12 соединен с выходом фильтра 5 третьей гармоники. подключенного к мопенсационной катушке или.трансформатору 2 напряжений.

Устройство работает следующим образом.

При замыкании. на землю в обмотке статора генератора, снижении изоляции во внешней сети, а также при од-:55 нофазных замыканиях за блочным трансформатором, во вторичных обмотках трансформаторов f и 2 возникает нап

3 4 ряжение нулевой последовательности, которое поступает на фипьтры 4, 5 и 8. Фильтр 8 отбирает из поступающего сигнала только сигнал первой гармоники и подает его на рабочий контур 11 блока 10 отношений. На тормозной контур 12 блока 10 отношений поступает сигнал третьей гармоники, выделяеи4й фильтром 5 as суммарного сигнала, поступающего со вторичной обмотки компенсирукицей обмотки ипи трансформатора 2 напряжений. Блок 10 отношений выпрямляет поступающие на него сигналы и разность выпрямленных напряжений рабочего и тормозного контуров подает на исполнительный ор . ган 9 первой гармоники. Поскольку в блоке 10 отношений сигнал третьей гармоники вычитается из сигнала первой гармоники, происходит ослабление (торможение) сигнала первой гармоники по третьей гармонике. Если разность напряжений, поступакщая на исполнительный орган 9, превышает уставку исполнительного органа, последний срабатывает, отключая генератор.

В случае однофазного замыкания обмотки статора генератора вблизи нейтралы напряжение тормозного контура 12 по величине близко к нулевому значению. При этом напряжение, подаваемое на исполнительный орган 9 с блока 10 отношений, определяется напряжением рабочего контура 11. Поскольку в этом случае из напряжения рабочего контура ничего не вычитается (нет торможения), исполнительный орган 9 и все устройство работает с максимапьной чувствительностью.

В случае снижения изоляции во внешней сети или однофаэных замыканий за блочным трансформатором при этом же напряжении рабочего контура величина напряжения тормозного контура близка к значению нормального режима работы генератора, а разность этих сигналов, подаваемая с блока 10 отношений, недостаточна для срабатывания исполнительного органа 9. Таким образом, уставка загрубляется и исполнительный орган 9 не срабаты( вает от факторов внешнего воздействия.

Напряжение срабатывания исполнительного органа первой гармоники 9 определяется из выракения

11349

Составитель Т.Щеголькова

Техред С .Мигунова Корректор В. Бутяга

Редактор С.Тимохина

Заказ 10098/44 Тираж 620 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

Э где 0 — напряжение срабатывания

a,î исполнительного органа при отсутствии торможения (максимальная чувствительность при замыкании на землю вбли- зи нейтрали);

К вЂ” коэффициент торможения, устанавливаемый в блоке отношения;

Бэ,н, — найряжение третьей гармони- 10 ки нейтрали генератора.

Аналогично работает блок 6 отношений третьей гармоники и исполнительный орган 7 третьей гармоники.

Избирательность действия исполни- 1 тельного органа первой гармоники позволяет максимально повысить его чувствительность к замыканиям вблизи генератора, что, в свою очередь, позволяет загрубить исполнительный орган 20

83 d третьей гармоники, чем снижается вероятность его излишних срабатываний.

Использование предлагаемого устройства позволяет обеспечить избирательность действия защиты генераторов от однофаэных замыканий из статорных обмоток на земпю и исключить ложное срабатывание защиты от внешних воздействий.

Это постигается введением межпу фильтром и исполнительным органом первой гармоники дополнительного элемента — блока отношений первой и третьей гармоник, а также подключением его тормозного контура к выходу фильтра третьей гармоники, подключенного к компенсационной катушке или трансформатору напряжения нейтрали генератора.