Устройство для релейной защиты блока генератор- трансформатор от увеличения проводимости

 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите блока генератор - трансформатор. Цель изобретения - расширение диапазона точного контроля проводимости изоляции при значительных изменениях удельной проводимости охлаждающей жидкости - дистиллята и повышение надежности функционирования устройства в переходных режимах замыкания на землю. На входы сумматора 10 поступают напряжения от преобразователей 8 и 9, на выходе которого формируется сигнал, поступающий через усилитель 11 с дискретно-управляемым коэффициентом передачи на первый вход делителя 16, на второй вход которого поступает сигнал, пропорциональный накладываемому току. На выходе делителя 16 формируется сигнал, пропорциональный суммарной проводимости, поступающий на первый вход сумматора 15, а на второй вход поступает сигнал с сумматора 14, пропорциональный проводимости охлаждающего дистиллята, а на первый вход исполнительного органа 24 поступает сигнал, пропорциональный проводимости изоляции статора генератора, и, если он больше порога срабатывания тока исполнительного органа 24, появляется сигнал. Если уровень сигнала на выходе сумматора 10 имеет малый уровень, то срабатывает компаратор 13, переключая масштаб усилителя 11 и сумматора 15, чем повышает точность работы делителя 16. При замыкании на землю обмотки статора генератора через перемежающуюся дугу на конденсаторе 4 может появиться напряжение обратной полярности по отношению к источнику 7, то в этом случае напряжение с преобразователя 9 поступает на второй вход исполнительного органа 24, вызывая срабатывание компаратора 27, и на выходе исполнительного органа 24 появляются сигналы. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s Н 02 Н 7/06

ГОСУДАРСТВЕННЫ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4663688/07 (22) 20.03.89 (46) 15.07.91. Бюл. ¹ 26 (71) Ленинградский политехнический институт им. M.È. Калинина (72) В,К. Ванин, В.А. Ильин и В.Я, Шмурьев (53) 621.316.025 (088.8) (56) Вавин В.Н. Релейная защита блоков турбогенеа рата р-тра н сфор ма тор, M. Э нергоиздат 1982, с. 73-75.

Авторское свидетельство СССР № 279798, кл, Н 02 Н 7/06, 1968.

Авторское свидетельство СССР № 970545, кл. Н 02 Н 7/06, 1982.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1259393, кл. Н 02 Н 7/06, 1986, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ БЛОКА ГЕНЕРАТОР-ТРАНСФОРМАТОР ОТ УВЕЛИЧЕНИЯ ПРОВОДИМОСТИ (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите блока генератор — трансформатор, Цель изобретения— расширение диапазона точного контроля проводимости изоляции при значительных изменениях удельной проводимости охлаждающей жидкости — дистиллята и повышение надежности функционирования устройства в переходных режимах замыкания на землю. На входы сумматора 10 поступают напряжения от преобразователей 8 и

9, на выходе которого формируется сигнал, Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите блока генератор-трансформатор.

Цель изобретения — расширение диапазона точного контроля проводимости изоляции при значительных изменениях

„„5U„„1663683 А1 поступающий через усилитель 11 с дискретно-управляемым коэффициентом передачи на первый вход делителя 16, на второй вход которого поступает сигнал, пропорционал ьный наклады ваемому току. На выходе делителя 16 формируется сигнал, пропорциональный суммарной проводимости, поступающий на первый вход сумматора 15, а на второй вход поступает сигнал с сумматора 14, пропорциональный проводимости охлаждающего дистиллята, а на первый вход исполнительного органа 24 поступает сигнал, пропорциональный проводимости изоляции статора генератора, и, если он больше порога срабатывания тока исполнительного органа 24, появляется сигнал. Если уровень сигнала на выходе сумматора 10 имеет малый уровень, то срабатывает компаратор 13, переключая масштаб усилителя

11 и сумматора 15, чем повышает точность работы делителя 16. При замыкании на землю обмотки статора генератора через перемежающуюся дугу на конденсаторе 4 может появится напряжение обратной полярности по отношению к источнику 7, то в этом случае напряжение с преобразователя 9 поступает на второй вход исполнительного органа 24, вызывая срабатывание компаратора 27, и на выходе исполнительного органа 24 появляются сигналы, 1 э.п. флы, 1 ил. удельной проводимости охлаждающей жидкости — дистиллята и повышение надежности функционирования устройства в переходных режимах замыкания на землю.

На чертеже представлено предлагаемое устройство.

1663683

Устройство содержит блочный трансформатор 1, обмотку 2 статора, измерительный трансформатор 3 напряжения, подключенный K выводам обмотки стэтора, включенный между нейтралью первичной обмотки измерительного трансформатора и землей, конденсатор 4, проводимости изоляции 5 цепи генераторного напряжения и системы охлаждения 6, источник накладываемого постоянного напряжения 7, преобразователь 8 напряжения в напряжение и преобразователь 9 тока в напряжение подключены к первому и второму входам первого сумматора 10, усилитель 11 с дискретно-управляемым коэффициентом передачи, схему управления которого составляют аналоговый ключ 12 и компаратор 13, второй сумматор 14, третий сумматор 15, соединенный с делительным блоком 16, выполненным на базе аналогового перемножителя 17 сигналов, включенного в цепь обратной связи операционного усилителя

18, первый 19 и второй 20 датчики удельной проводимости охлаждающей среды, каждый из которых содержит источник 21 опорного напряжения, измерительный элемент

22 датчика удельной проводимости и операционный усилитель 23, исполнительный орган 24 с одним 25 и другим 26 входами, включающий в себя первый 27, второй 28 и третий 29 компараторы, первый 30 и второй

31 логическое элементы ИЛИ.

Устройство работает следующим образом, Под действием напряжения U источника 7 в контролируемой цепи, преобразованной проводимостью 5 изоляции (G ) и системы охлаждения 6 (Go) обмотками 2 статора генератора и измерительного трансформатора 3, протекает ток

1 1 (1)

68+Go G

+ где G = 1/(В1+Й2) — проводимость, представ. ляющая собой величину, обратную сумме внутреннего сопротивления преобразователя 9 тока (R1) и активного сопротивления обмоток трансформатора 3 (И2). В формуле не учтено активное сопротивление обмоток стат0ра генератора вследствие его малости.

Выражение (1) можно преобразовать относительно суммарной проводимости контролируемой цепи 6, образованной проводимостями изоляции Он и системы охлаждения Go.

1 G

Š06 —

А с учетом того, что произведение VG равно максимально возможному току 1

35 (3) 45 общий коэффициент передачи знаменателя

МЗн, в случае, когда напряжение U3H ста1)

50 нет меньше (.4нпоР, то компаратор изменит свое состояние и подаст сигнал управления на аналоговый ключ 12. Тот замкнет контакт и изменит (уменьшит) величину предвключенного сопротивления усилителя 11, и тем

55 с иым установит коэффициент передачи

К nep/K пер. Одновременно и аналогич2 ным образом с помощью второй контактной группы аналогового ключа 12 происходит усиление в К nep/Ê пер раз сигнала на г (1) выходе сумматора 15. Это необходимо для

30 ролируемой цепи, когда суммарная проводимость 6 = со то предыдущее выражение приводится к следующему виду:

G (2)

Я макс

В схеме устройства защиты напряжение, пропорциональное суммарной проводимости, формируется следующим образом

Напряжение U источника и ток в контролируемой цепи, пройдя соответствующие преобразователи 8 и 9, поступают на входы первого сумматора 10, на выходе которого формируется напряжение, пропорционэльное знаменателю в выражении (2), В делительном блоке 16 под действием выходного сигнала первого сумматора 10, прошедшего через усилитель 11, и сигнала с выхода преобразователя 9, пропорционального току I, вычисляется напряжение, пропорциональное суммарной проводимости контролируемой цепи. Следует отметить, что усилитель 11 может иметь два фиксированных коэффициента передаЧИ K пер И К пер K пер > K пер таКИЕ, ЧТО

1) (2), 2) (1 общий коэффициент передачи знаменателя может принимать также два значения

М 3н и M вн, М вн > М зн. Следовательно, (1) (2), (2) (1) выражение (2) в схеме реализуется с помощью алгоритма 2, в котором все реальные величины заменены пропорциональными им напряжениями вн (U G I ) ()вн (1макс н

0зн

Выбор того или иного коэффициента осуществляется автоматически с. помощью аналогового ключа 12 и компаратора 13, Установка в схеме соответствующего коэффициента зависит от уровня сигнала напряжения на выходе первого сумматора 10: если этот сигнал выше некоторой величины (4н" Р, которая обеспечивает работу дели- . тельного блока 16 с заданной точностью, то

1663683 согласования изменившегося уровня выходного.сигнала делительного блока 16 с уровнями сигналов остальной схемы.

Введение в устройство усилителя 11 с дискретно-регулируемым коэффициентом 5 передачи, компаратора 13 и аналогового ключа 12 с двумя контактными группами позволяет расширить диапазон точного контроля суммарной и роводимости.

Датчики 19 и 20 удельной проводимости 10 дистиллята и сумматор 14 в устройстве формируют сигнал, пропорциональный полной проводимости системы охлаждения.

Чок, протекающий от внутреннего источника 21 опорного напряжения 0вп через 15 электроды измерительного элемента 22, заполненного охлаждающей жидкостью, пропорционален удельной проводимости.

Действительно

Spars 20

1датч = Uon Я датч где 0оп — опорное напряжение;

g — удельная проводимость дистиллята;

1датч, Ядатч — длина и сечение измерительного элемента (датчика кондуктомера) в 25 виде плоского конденсатора.

На выходе преобразователя тока в напряжение, выполненного на основе операционного усилителя 23, являющегося выходом датчиков 19 и 20, напряжение будет также 30 пропорционально удельной проводимости

U19 поза Uon адату поза .

Ого — — Яотв датч ос = Яств где к = . Roc- коэффициент дат- 35 и,, s„„ »„, 1датч чиков 19 и 20;

Яподв, Яотв — УДельнаЯ пРовоДимоСть Дистиллята со стороны подвода и отвода системы охлаждения генератора.

Выходные сигналы датчиков 19 и 20, пропорциональные проводимостям дистиллята на входе и выходе системы охлаждения, поступают на входы сумматора 14.

Коэффициенты передачи сигналов по входам сумматора 14 пропорциональны кон- 45 структивным коэффициентам. системы подвода и отвода дистиллята. Конструктивный коэффициент К системы подвода (отвода) дистиллята определяется числом и подводящих (отводящих) шлангов, их экви- 50 валентным сечением Яэкв и длиной 4кв и 5экв

1экв

Как видно, выходной сигнал сумматора

14 пропорционален полной проводимости системы охлаждения Go, так как

014 = R К (Яподв+ Яств) =

= R K gýêe = R Go

1 где Яэкв = — (Япозв + Яотв) — эквивалентная

2 удельная проводимость дистиллята.

В сумматоре 15 производится вычитание из выходного сигнала делител ьного блока 16, пропорционального суммарной проводимости контролируемой цепи G, сигнала сумматора 14, пропорционального полной проводимости системы охлаждения

6о. Следовательно, на выходе сумматора 15 сигнал пропорционален только проводимости изоляции Gg, В исполнительном органе 24 с помощью компараторов 28 и 29 производится сравнение сигнала, пропорционального G с уставками на сигнализацию 6 сп-н и отключение

6отка генератора. К выходам сумматоров 14 и 15 возможно подсоединение цифровых измерительных приборов для постоянного визуального контроля проводимостей изоляции цепи генераторного напряжения и системы охлаждения.

С помощью компаратора 27 выявляется изменение полярности (знака) на выходе преобразователя 8 тока в напряжение в условиях возникновения на разделительном конденсаторе 4 перенапряжений из-за замыканий на землю через перемежающуюся дугу, Для этого компаратор имеет отрицательную и близкую к нулю уставку на срабатывание lorvn.(cèr). Срабатывание канала выявления режима замыкания на землю в исполнительном органе приводит к одновременному появлению сигналов на выходах логических элементов ИЛИ 30 и 31 (выходах устройства).

Формула изобретения

1. Устройство для релейной защиты блока генератор-трансформатор от увеличения проводимости (уменьшения сопротивления) изоляции цепи генераторного напряжения, содержащее измерительный трансформатор напряжения, подсоединенный к клеммам для подключения к выводам обмотки статора, конденсатор, включенный между нейтралью первичной обмотки измерительного трансформатора напряжения и клеммой для соединения с землей, источник накладываемого постоянного напряжения, подсоединенный одним полюсом к нейтрали первичной обмотки трансформатора напряжения, а другим через преобразователь тока в напряжение — к клемме для соединения с землей, первый сумматор и делительный блок, первые входы которых подключены к выходу преобразователя тока в напряжение, другой вход первого сумматора подключен к выходу преобразователя напряжение в напряжение, входные зажимы которого подключены к выводам источ1б63683 гх. 1

Составитель С. Евдокимов

Редактор В. Фельдман Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор И. Муска

Заказ 2270 Тираж 3В6 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 ника постоянного напряжения, первый и второй датчики удельной проводимости охлаждающей жидкости-дистиллята системы охлаждения статора генератора, выходы датчиков соединяют со входами второго сумматора, выходы второго сумматора и делительного блока подключены к первому и второму входам третьего сумматора, с выходом последнего соединен вход исполнительного органа с двумя выходами, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона точного контроля проводимости изоляции при значительных изменениях удельной проводимости дистиллята и повышения надежности функционирования устройства в переходных режимах замыкания на землю, в него введены усилитель с дискретно-управляемым коэффициентом передачи, компаратор и аналоговый ключ с двумя замыкающими контактными группами, а третий сумматор и исполнительный орган снабжены дополнительными входами, при этом выход первого сумматора соединен одновременно с информационным входом вновь введенного компаратора, с первым входом усилителя непосредственно, а с его вторым входом — через первую контактную группу аналогового ключа, вход управления которого соединен с выходом компаратора, выход усилителя соединен с вторым входом делительного блока, выход

5 которого через вторую контактную группу аналогового ключа подключен к дополнительному входу третьего сумматора, а дополнительный вход исполнительного органа подключен к выходу преобразовате10 ля тока в напряжение.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что исполнительный орган выполнен в виде первого, второго, третьего компараторов, первого и второго логических

15 элементов ИЛИ, при этом первым входом исполнительного органа являются обьединенные информационные входы второго и третьего компараторов, вторым входом— информационный вход первого компарато20 ра, выход которого соединен с первыми входами первого и второго логических элементов ИЛИ, со вторыми входами которых соединены соответственно выходы второго и третьего компараторов, а выходы

25 первого и второго логических элементов ИЛИ являются выходами исполнительного органа,