Устройство защиты синхронной электрической машины от асинхронного режима работы

 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения контроля угла нагрузок. Устройство содержит датчики частоты сети 1 и частоты вращения ротора 2, которые соединены с формирователями 3 и 4 импульсов, счетчики 5 и 6 импульсов, компаратор 7, счет декады 8 и 14, блоки 9 и 12 управления, дешифратор 10, генератор 11 фиксированной частоты, элемент И 13, запоминающее устройство 15 и цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 16. При увеличении нагрузок на валу двигателя увеличивается угол между импульсами с выхода формирователей 3 и 4. Этот промежуток заполняется импульсами от генератора 11. Сигнал на выходе ЦАП 16, пропорциональный количеству импульсов, воздействует на систему возбуждения синхронного двигателя. При невозможности удержания ротора двигателя в устойчивой области угла нагрузки подаются сигналы с формирователей 3 и 4 на счетчики 5 и 6. С появлением скольжения счетчики заполняются неодновременно. Разность числа импульсов поступает на счетную декаду 8, и через дешифратор 10 отключается двигатель от сети. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИМИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„SU„„152580

А2!

5ц 4 Н 02 Н 7/093

Г (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTQPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

f10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (61) 1354327 (21) 4258934/24-07 (22) 27.04.87 (46) 30,11.89. Бюл. У 44 (71) Грозненский нефтяной институт им акад, М. Д. Миллионщикова (72) С.А.Арсеньев, А.-В,А,Саидов, Д,Д.Ахмадов и И.А.Ржевский (53) 621.316.925 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР !! - 1354327, кл. Н 02 Н 7/093, !986. (54) УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ СИНХРОННОЙ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИ!И ОТ АСИНХРОННОГО

РЕЖИМА РАБОТЫ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения контроля угла нагрузок, Устройство содержит датчик частоты сети 1 и частоты вращения ротора 2, которые соединены с формирователями 3 и 4 импульсов, счетчики

5 и 6 импульсов, компаратор 7, счетные декады 8 и 14, блоки 9 и 12 управления, дешифратор 10, генератор

1 1 фиксированной частоты, элеме нт И 3, э апоминающее устройство 15 и цифроаналоговый преобразователь (ЦАП)

16, При увеличении нагрузок на валу двигателя увеличивается угол между импульсами с выходов формирователей

3 и 4, Этот промежуток заполняется импульсами от генератора 11, Сигнал на выходе ЦАП 16, пропорциональный количеству импульсов, воздействует на систему возбуждения синхронного двигателя, При невозможности удержания ротора двигателя в устойчивой области угла нагруэ ки подаются си гн алы с формирователей 3 и 4 на счетчики 5 и 6, С появлением скольжения счетчики заполняются неодновременно, Разность числа импульсов поступает на счетную декаду 8, и через дешифратор 10 отключается двигатель от сети, 1 ил, 1525803

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам защиты синхронной электрической машины от асинхронного режима работы, 5

Цель .изобретения — расширение функциональных воэможностей устройства путем обеспечения контроля угла нагрузки а

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства, Устройство содержит датчики 1 и 2, которые через формирователи 3 и 4 импульсов и счетчики 5 и 6 импульсов соединены . компаратором 7 ° 1!ервый фор- 15 мирователь 3 связан с компаратором 7, который соединен со счетной декадой 8, Блок 9 управления соединен со счетчиками 5 и 6 импульсов и компаратором 7, который через счетную декаду 8 соединен с де- щ шифратором 10, Выходы генератора 11 фиксированной частоты, блок l 2 упр авл ения и формирователя 4 импульсов частоты вращения ротора связаны с тремя входами элемента И 13, выход которого 15 соединен с одним иэ входов счетной декады 14, Выход последней через один иэ входов запоминающего блока 15 связан с цифроаналоговым преобразователем 16, Другие входы счетной декады 30

14 и запоминающего блока 15 связаны с дву..ч выхода..IH блока 12 управления, который охвачен обратной связью ° Выход цифроаналового преобразователя 16 свя3GH с ОргBHot" "управления возбуждением 35 синхронной машины (не показан), Устройство работает следующим образ ом.

Электрические сигналы синусоидальной формы от датчика 1 частоты сети >0 и датчика 2 частоты вращения ротора подают на соответствующие формирователи 3 и 4 прямоугольных импульсов.

В случае появления угла нагрузки между сигналами на выходах формирователей 3 и и возникает сдвиг фаз. Так как угол сдвига фаэ этих сигналов равен углу нагрузки 9 > то с помощью элемента И, выполненного, например, на ИС К155 1А4, выделяю." количество импульсов от генератора 11, выполненного, например, на ИС К)55ЛАЗ, эа промежуток времени, равный времени запаздывания одиночного импульса формирователя 4 относительно одиночного импульса формирователя 3, Сигнал двоично-десятичного кода, пропорциональныи углу нагруэ ки 9 > с выхода второй счетной декадь| 14, выполне нной, напрмер, на ИС К155ИЕ2, преобразуется в анапоговый с помощью цифроаналового преобразователя 16 выполненного, например, на ИС К572ПА1. Запоминающее устройст" во )5> выполненное, например, íà Dтриггерах типа К)55Т)>)5, хранит последнюю информацию счетной декады 14 в момент сброса последней в >О >. Цикличность работы устройства обеспечивается с помощью блока 12 управления, выполненного, например, на ИС 155ИЕ5 и

К155ИД4. Первый цикл — обнуление счетной декады 14 в момент включения устройства, второй цикл — разрешение счета имйульсов от формирователя 3 импульсов сети; третий цикл — запоминание состояния счетной декады )4 перед ее обнулением; четвертый цикл возврат блока 12 управления: э исходное состояние, Частота импульсов от генератора 11 фиксированной частоты выбрана равной 102,4 кГц иэ следующих соображений, Изменение угла нагрузки 8 от 0 до 360 соответствует периоду колебания частоты сети Т=)/f = с

=! /50=0>02 с. Рабочий диапазон, необходиылй для контроля угла 6, равен о

0+180, соответственно время этого изменения р:IaHo Т/2=0,01 с, Емкость цифроаналового преобразователя 16 составляет 1024 импульсов. Полное заполнение цифра аналового преобразователя ! 6 должно произойти при B= 180, т, е, эа время 0,01 с, Необходимая частота генератора f =1024/0,01=102,4 кГц, Таким образом, в диапазоне изменения угла нагрузки 6 от 0 до 180 диапазон изменения напряжения н;- выходе цифроаналового преобразователя 16 составит 0:10,24 В, Защиту синхронной машины от выхода из синхрониэма осуществляют путем подачи напряжения управления с выхода цифроаналогового преобразователя

16 на исполнительный орган управления возбуждением синхронного двигателя, например тири сторный преобразователь.

В случае невозможности удержания ротора двигателя в устойчивой области угла нагрузки и появления скольжения подают сигналы с выходов форми" рователей 3 и 4 на счетчики,5 и 6 импульсов, При появлении скольжения счетчики 5 и 6 заполняются неодновременно. При этом с помощью компаратора 7 выделяют количество импульсов от формирователя 3 импульсов за промежуток времени, равный разности вре1525803 6 работу со скольжением, тем не менее выход иэ синхрониэма возможен, что в влияет на длительность безаварийной работы синхронного двигателя, 5

Формула изобретения

При непрерывном контроле угла нагрузки 8 не допускается работа двигателя со скольженйем, а следовательно, перегрузка его обмоток и прерывание технологического процесса, повышается производительность труда и качество выполняемого процесса работы, Отсутствие у синхронной машины защиты по величине угла нагрузки исклюСоставитель С, Евдокимов

Техред Л.Олийнык Корректор A. Патай

Редактор А.Лежнина

Заказ 7236/50 Тираж 608 Под пи си ое

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101

5 мени заполнения счетчиков 5 и 6 импульсами от соответствующих датчиков 1 и

2. Количество импульсов, попадающих счетную декаду 8, численно равно величине скольжения синхронной машины, Цикличность работы схемы обеспечивается с помощью блока 9 учравления, осуществляющего периодическую установку в "О" счетчиков 5 и 6 и счетной декады 8.

Использование изобретения обеспечивает повышение чувствительности защиты синхронной машины от асинхроннот го режима работы за счет непрерывного контроля величины угла нагрузки В и удерживания этого угла в области устойчивых значений с помощью регулирования возбуждения синхронной машины, Ю

° чает возможность контролировать состо-30 яние двигателя в синхронном режиме, управлять его возбуждением, что увеличивает вероятность выхода нз синхрониэма, В асинхронном режиме в обмотках двигателя протекают недопустимо большие токи, обмотки перегреваются и двигатель выходит из строя, Устройство з ащиты синхронной электрической ма: шины по величине скольжения (устройство-прототип) не допускает длительную

4Р

Устройство э ащиты синхронной электрической машины от асинхронного режима работы по авт,св, Ф 1354327, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей устройства путем обеспечения контроля угла нагрузки, в него дополнительно введены цифроаналоговый преобразователь, запоминающий блок, вторая счетная декада, второй блок управления, элемент И и генератор фиксированной частоты, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом формирователя импульсов частоты вращения ротора, а третий вход элемента И связан с первым выходом второго блока управления, второй выход которого связан с одним из входов второй счетной декады, другой вход которой связан с выходом элемента И, а выход второй счетной декады связан с одним из входов запоминающего блока, другой вход которого связан с третьим выходом второго блока управления, при этом запоминающий блок соединен с цифроаналоговым преобразователем, выход которого соединен с исполнительным органом, второй блок управления охвачен обратной связью, а вход его соединен с выходом формирователя импульсов частоты сети.