Устройство защиты генератора от потери возбуждения

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3752336/24-07 (22) 07.06 ° 84 (46) 07 02.86. Бюл № 5 (71) Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. И.И.Калинина (72) Г.N.Павлов, А.И.Таджибаев и С.Б.Ворохобин (53) 621.326.925(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 553708, кл. Н 02 Н 7/06, 1975.

Авторское свидетельство СССР

N- 442546, кл. Н 02 Н 7/06, 1972.

Авторское свидетельство СССР

¹ 758374, кл. Н 02 J 3/24, 1978.

Ванин В.К. Разработка и исследование некоторых типов для сопротивления. Изв,высш.учеб. заведений.

Электромеханика, 1977, ¹ 9. (54)(57) УСТРОИСТВО ЗАЩИТЫ ГЕНЕРАТОРА ОТ ПОТЕРИ ВОЗБУЖДЕНИЯ, содержащее исполнительный блок, два детекторных преобразователя, своими выходами подсоединенные к входам основного блока сравнения, причем вход первого детекторного преобразователя через фазоповоротный блок и первый полосовой фильтр подсоединен к первичному преобразователю тока, подключенному к выводам

„,ЯО„„1210178 А

<5ц Н 02 J 3/24 Н 02 Н 7/06 обмотки статора генератора, а вход второго подсоединен к выходу сумматора, один вход которого подсоединен к выходу фазоповоротного блока, а другой — через второй полосовой фильтр к первичному преобразователю напряжения, также подключенному к выводам обмотки статора, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и быстродействия, в него введены дополнительный блок сравнения, счетчик импульсов, генератор импульсов, логический элемент И и усилитель-формирователь, а. детекторные преобразователи выполнены управляемыми, причем выход усилителя-формирователя подключен к управляющим входам детекторных преобразователей, его вход к выходу сумматора, а счетчик импульсов выходом подсоединен к исполнительному блоку входом установки в "0" — к выходу дополнительного блока сравнения, подключенного к выходам детекторных преобразователей, а счетным входом — к выходу логического элемента И, входы которого подключены к выходу основного блока сравнения и генератору импульсов.

Изобретение относится к релейной защите и автоматике энергосистем, а именно к устройствам для выявления потери возбуждения.

Цель изобретения — повышение

5 надежности и бустродействия устройства.

На Аиг.1 приведена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 характеристики срабатывания .устройства; на фиг.3 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Схема устройства содержит.первичный преобразователь 1 тока, включающий трансформатор 2 тока и преобразователь 3 тока в напряжение, первичный преобразователь 4 напряжения, включающий трансформатор 5 напряжения и.преобразователь 6 напряжения в напряжение, полосовые фильтры 7 и 8, блок 9 формирования сравниваемых величин, включающий фазоповоротный блок 10, выполненный на операционном усилителе (ОУ), и сумматор 11 на ОУ, детекторные преобразователи 12 и 13, усилительформирователь 14, основной и допол— нительный блоки 15 и 16 сравнения, каждый иэ которых содержит компаратор 17 на ОУ, элемент 18 времени на

ОУ, реагирующий элемент 19 на ОУ, логический элемент И 20, генератор

21 импульсов, счетчик 22 импульсов, включающий двоичный счетчик 23 и логический элемент И 24, исполнитель." ный блок 25. 35

На фиг.2 приведены характеристики срабатывания измерительного органа — основная кривая 26 и дополнительная 27, зона 28 вероятного значения сопротивления генератора при потере возбуждения с учетом скольжения, годограф 29 сопротивления генератора при потере возбуждения, годограА 30 сопротивления при асинхронном ходе возбужденного генератора, годограф 31 сопротивления при внешнем коротком замыкании генератора, работавшего с недовозбуждением и минимальной активной нагрузкой. 50

Временные диаграммы, поясняющие работу устройства (Аиг.3) построены для режима потери возбуждения, которому соответствует годограф 29 ,,(фиг.2), По оси ординат на временных диаграммах отложены выходные сигналы (Uq -О,>) соответствующих блоков устройства.

178 2

Устройство работает следующим образом.

Сигналы, пропорциональные току и напряжению генератора, с выходов первичных преобразователей 1 и 4 через полосовые фильтры 7, и 8 поступают на входы блока 9 формирования сравниваемых величин, на выходах которого формируются напряжения (), (t) =О„„„sin(u3t+);

Uq (t) =U> п„si udt., rpe U< и U - амплитуды сигналов, М вЂ” их разность Ааз.

Далее сигналы поступают на входы детекторных преобразователей 12 и

13, управляемых усилителем-формирователем 14, и на их выходах Аормируются напряжевия:

U«t)= U< sin(Ut+V р(ьщ„)1 )

U (t) = U sin Ut sign (sincdt).

Управление детекторными преобразователями необходимо для реализации амплитудно-фаэного принципа сравнения двух электрических величин, который позволяет получить эллиптическую характеристику срабатывания устройства.

Каждый из компараторов основного

15 и дополнительного 16 блоков сравнения переключается в момент времени, когда напряжения на инвертирующем и неинвертирующем входах ОУ равны между собой, Делители на входах компараторов позволяют изменять время переключения и тем самым задают размеры основной 26 и дополнительной

27 характеристик срабатывания, угол максимальной чувствительности которых задается Аазоповоротным блоком

10 на ОУ. Постоянные времени R — C. цепей элементов времени основного

15 и дополнительного 16 блоков сравнения определяют формы соответственно основной 26 и дополнительной

27 характеристик срабатывания.

При потере возбуждения изменяется сопротивление на выводах генера тора и годограф 29 сопротивления начинает перемещаться в четвертый квадрант комплексной плоскости к зоне

28 вероятного значения сопротивления генератора при потере возбуждения с учетом скольжения. В момент времени (фиг.3) годограф 29 сопротивления пересекает дополнительную 27 характеристику срабатывания, при этом пе-

3 1 реключается реагирующий элемент дополнительного блока 16 сравнения и на входе установки в "Ît двоичного счетчика 23 появляется потенциал, разрешающий счет.

В момент времени t при пересечении годографом 29 основной характеристики 26 срабатывания переключается реагирующий элемент t9 на ОУ основного блока 15 сравнения, и на выход логического элемента И 20 начинают проходить импульсы от генератора 21 импульсов, которые поступают на счетный вход двоичного счетчика 23.. На выходе счетчика 22 импульсов и входе исполнительного блока 25 появляется сигнал срабатывания при выполнении -условия к/< >,, где + — уставка времени на сраба тывание, К вЂ” число импульсов генератора

21, прошедших на вход счетчика за время tz — частота импульсов.

При частичной потере возбуждения или при полной в случае замыкания обмотки возбуждения на вентили область потери возбуждения расширяет ся и радиус годографа сопротивления превышает размер области, охваченной основной характеристикой срабатывания, что приводит к выходу годографа из основной характеристики срабатывания (момент времени tg.) )до выполнения условия К /4 > kq .. Реагирующий элемент 19 на ОУ основного блока 15 сравнения при этом возвращается в исходное состояние, чем приостанавливает работу двоичного счетчика 23, но счетчик не обнуляется, так как годограф сопротивления не выходит за дополнительную характеристику срабатывания, и -тем

2101 7, 1 самым фиксирует, сколько времени находился годограф сопротивления в основной характеристике. При следующем попадании годографа сопротивления в основную характеристику срабатывания в момент времени f двоЦ ичный счетчик 23 начинает считать не с нуля, а со значения, на котором он был остановлен. В момент. времени

10 .ts происходит выполнение условия

К/f > Й и на выходе устройства появляется сигнал срабатывания. Таким образом осуществляется оценка времени нахождения годографа сопротивления внутри основной характеристики срабатывания.

При выходе годографа сопротивления из дополнительной характеристи ки срабатывания реагирующий элемент

2п дополнительного блока 16 сравнения вернется в исходное состояние и обнулит счетчик импульсов.

При асинхронном ходе возбужденного генератора или при коротком за25 мыкании время нахождения годографа сопротивления в основной характеристике срабатывания значительно меньше, чем при потере возбуждения, и счетчик 22 импульсов не успевает сформировать сигнал срабатывания, подаваемый в исполнительный блок 25, исключая тем самым ложную работу устройства.

Таким образом, введение в устройство защиты генератора от потери возбуждения дополнительного блока сравнения, счетчика импульсов, генератора импульсов, логического элемента И и усилителя †формировате, 4 выполнение детекторных преобразователей управляемыми и соединение этих элементов предлагаемым образом позволяет повысить быстродействие и надежность.

1210178

1210178 и7 и

u)3 и12 и и1у ию и15 и2! и20

1/22

Фиг. 3

Составитель К.Фотина

Редактор Н.Тупица ТехредЖ.Кастелевич Корректор С.Иекмар

Заказ 527/57 Тираж 613 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.,ужгород, ул. Проектная, 4