Устройство защиты генератора от потери возбуждения

 

Изобретение относится к электротехнике , а именно к релейной защите и автоматике электросистем. Цель изобретения - повышение быстродействия, При потере возбуждения сопротивление на выводах генератора изменяется таким образом, что конец вектора сопротивления перемещается в четвертый квадрант, к характеристикам срабатывания . При пересечении годографом дополнительной характеристики срабатывания срабатывает дополнительный блок сравнения чему соответствует появление нулевого потенциала на его выходе, триггер переходит при этом в состояние логической единицы, которая присутствует на втором входе первого элемента И. При повторном вхождении конца вектора сопротивления в основную характеристику срабатывания срабатывает основной блок сравнения, на первом входе элемента И появляется логическая единица и на вход исполнительного блока поступает сигнал срабатывания. 2 ил. со с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э Н 02 Н 7/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (2",) 4693380/07 (22) 18.05,89 (46) 07.09.91. Бюл. % 33 (71) Ленинградский политехнический институт им. M. И. Калинина (72) С. Б. Ворохобин, Н. А. Мошненко, П. Ф.

Саранин и А. И. Таджибаев (53) 621.316.925(088.8) (56) Авторское свидетел.ьство СССР

М 553708, кл. Н 02 Н 6/06, 1977.

Авторское свидетельство СССР

М 442546, кп. Н 02 Н 7/06, 1974.

Ванин В. К., Павлов Г. M., Петухов Н. С„

Соловьев Н. С. Разработка и исследование некоторых типов реле сопротивления. "Из- . вестия вузов. Электромеханика", 1977, hb 9.

Вавин В. Н. Релейная защита блоков турбогенератор-трансформатор. — M.: Энергоиздат 1982, с. 256.

Авторское свидетельство СССР

В 1277290, кл. Н 02 Н 7/.06, кл. Н 02 V 3/24, 1986.

Авторское свидетельство СССР

М 1372269, кл. Н 02 Н 7/06, 1988.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите и автоматике энергосистем.

Целью изобретения является повышение быстродействия.

На фиг. 1 показана схема устройства.

На схеме обозначены первичный преобразователь 1 тока, состоящий из трансформатора 2 тока и преобразователя 3 ток-напряжение, первичный преобразоватеь

4 напряжения, состоящий из трансформатора 5 напряжения и преобразователь 6 на„„5U „„1675997 А1 (54) УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ГЕНЕРАТОРА

ОТ ПОТЕРИ ВОЗБУЖДЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите и автоматике электросистем. Цель изобретения— повышение быстродействия. При потере возбуждения сопротивление на выводах генератора изменяется таким образом, что конец вектора сопротивления перемещается в четвертый квадрант, к характеристикам срабатывания. При пересечении годографом дополнительной характеристики срабатывания срабатывает дополнительный блок сравнения чему соответствует появление нулевого потенциала на его выходе, триггер переходит при этом в состояние логической единицы, которая присутствует на втором входе первого элемента И. При повторном вхождении конца вектора сопротивления в основную характеристику срабатывания срабатывает основной блок сравнения, на первом входе. элемента И появляется логическая единица и на вход исполнительного блока поступает сигнал срабатывания. 2 ил. пряжение-напряжение; дистанционный измерительный орган 7, состоящий иэ полосовых фильтров 8 и 9, фазоповоротного блока

10, сумматора 11, детекторных преобразователей 12 и 13, усилителя-формирователя

14 дополнительного 15 и оснвного 16 блоков сравнения; первый 17, второй 18 и третий 19 триггеры, первый 20, второй 21 двоичные счетчики;. первый 22; второй 23 и третий 24 элементы И, генератор 25 импульсов стабильной частоты, логический элемент НЕ

26; первый 27 и второй 28 дешифраторы, 1675997

10

40

50 датчик 29 положения ротора, формирователь 30 импульсов, фрмирователь 31 обнуляющего импульса, дополнительный триггер 32, дополнительный элемент И 33, дополнительный двоичный счетчик 34, регистр 35 памяти, делитель 36 частоты, мультиплексор 3, исполнительный блок 38.

На фиг;2 приведены основная 39 и дополнительная 40 характеристики срабатывания, годограф 41 сопротивления в режиме потери возбуждения, годограф42 сопротивления в режиме асинхронного хода с возбуждением, годограф 43 сопротивления в режиме внешнего несимметричного короткого замыкания.

Устройство работает следующим образом.

В нормальных или аварийных режимах работы генератора, когда конец вектора сопротивления находится вне характеристики срабатывания, на R-входах двоичных счет чиков 20 и 21, триггеров 17, 18, 19 и входе логического элемента НЕ 26 поддерживается положительный потенциал, поступающий с дополнительного выхода дистанционного измерительного органа 7, находящегося в несработанном состоянии, Основной блок 16 сравнения также находится в несработанном состоянии, чему соответствует наличие на его выходе нулевого потенциала.

При потере возбуждения сопротивление на выводах генератора изменяется таким образом, что конец сопротивления перемещается в четверть и квадрант (кривая 41) к характеристикам срабатывания (кривые 39, 40), При пересечении годографом дополнительной характеристики 40 срабатывания срабатывает дополнительный блок 15 сравнения, чему соответствует появление нулевого потенциала на его выходе, а также на R-входах триггеров 17, 18 и

19, что не изменяет их состояния, íà R-аходах двоичных счетчиков 20, 21, и на выходе логического элемента НЕ 26. При появлении нулевого потенциала на входе логического элемента НЕ 26 íà его выходе появляется сигнал логической "1", которая поступает на первый вход логического элемента И 23.

Поскольку первый триггеа 17 находится в состоянии логического "0", то на его инверсном выходе присутствует сигнал логической "1", который поступает на второй вход элемента И 23. Гаким образом, при срабатывании дополнительного блока 15 сравнения на С-вход двоичного счетчика 21 через элемент И 23 начинают поступать импульсы от генератора 25 импульсов стабильной частоты. Двоичный счетчик 21 будет работать до тех пор, пока годограф 41 не пересечет основной характеристики 39 срабатывания.

При этом срабатывает основной блок 16 сравнения, триггер 17 переходит в состояние логической "1" и его инверсном выходе появляется нулевой потенциал, который поступает на второй вход элемента И 23 и вызывает появление на его выходе нулевого потенциала. На выходе дешифратора 28 появится логическая "1" при выполнении условия

К1/f tb, где tb> — установка времени на срабатывание;

"„1 — число импульсов., пришедшее с генератора 25 импульсов стабильной частоты на С-вхоД двоичного счетчика 23;

f — частота импульсов, Сигнал логической "1", поступив на Явход третьего триггера 19, переводит его в состояние логической "1", следствием чего будет появление положительного потенциала на третьем входе элемента И 22. Сигнал логической ".1" на прямом выходе триггера

17, появившийся вследствие срабатывания основного блока 16 сравнения, поступает на второй вход элемента И 24, на выход которого начинают проходить импульсы от генератора 25 импульсов стабильной частоты, поступающие на вход делителя 36 частоты, с выхода которого импульсы преобразованных частот поступают на информационные входы мультиплексора 37.

При появлении отрицательной полуволны на выходе преобразователя 4 напряжения на выходе формирователя 30 импульсов появится импульс, который поступит на 5вход триггера 32 и переведет era в состояние логической "1". Одновременно с этим этот же импульс поступает на вход формирователя J1 обнуляющего импульса, и на его выходе появится импульс. поступающий на

R-вход двоичного счетчика 34 и обнуляющий его. На прямом выходе триггер-: 32 появляется потенциал высокого уровня, который поступает на второй вход элемента И 33, на выход которого начинают проходить импульсы с генератора 25 импульсов стабильной частоты. Эти импульсы начинают поступать на С-вход двоичного счетчика 34.

Двоичный счетчик 34 будет работать до тех пор, пока ротор не пройдат определенную точку, тогда с датчика положения ротора поступит импульс на R-вход триггера 32. На прямом выходе триггера 32 появится нулевой потенциал, поступающий на второй вход элемента И 33, на выход которого перестанут проходить импульсы от генератора

25 импульсов стабильной частоты. Одновременно с этим импульс с да чика 29 положения ротора поступает на вход выборки

1675997 регистра 35 памяти. На выход регистра 35 ром входе первого элемента И 22. При пои я ам ти с выходов двоичного счетчика 34 аторном вхождении конца вектора сопрок 9 постунает код, пропорциональный углу д, тивления в основную характеристику 3 который хранится на выходах регистра 35 срабатывания срабатывает основной блок памяти ао время работы двоичного счетчика 5 16 сравнения, появится логическая "1" на

34. Этот код поступает на управляющие вхо- первом входе элемента И 22, и на вход блока ды мультиплексора 37. С генератора 25 им- поступит сигнал срабатывания. пупьсов стабильной частоты импульсы При асинхронном ходе с возбуждением будут поступать на делитель 36 частоты, на возможно пересечение концом вектора со.выходах которого будут появляться импуль- 10 противления основной и дополнительной сы преобразованных частот, далее на входы характеристик срабатывания годографа 42, мультиплексора 37, на выход которого будут однако конец вектора сопротивления прохопроходить импульсы с частотой, зависящей дит основную и дополнительную характериот кода на его управряющих входах, т. е. стики срабатывания при малых углах д, и частота импульсов изменяется прямо.про- 15 увеличение частоты импульсов на выходе порционально изменению угла д. На выха- мультиплексора 37 будет незначительным. де дешифратора 27 сигнал логической "1" Условие появится при выполнении условия: Q кз/f» zsz

i =1

i=1 не выпопнится ни в один из моментов вреK2i/fi R та . 20 где К21 — число импульсов, приходящих на мени, пока конец вектора сопротивления

С-вход двоичного счетчика 20 при соответ- . находится внутри основной характеристики ств ющей величине угла д; срабатывания. В случае, если условие у

1i — частота этих импульсов при соответ- 25 ; КгiИ +tb2 ствующей величине угла д;

I =1

1ьг — уставка времени на срабатывание, выполняется а момент времени, когда конец

Сигнал логической "1" на выходе де- вектора сопротивления находится эа предешифратора переведет триггер 18 в срабо - лами основной характеристики срабатыватанное состояние, следствием чего будет 30 ия и в дальней ем выходит эа пределы появление положительного потенциала на дополнительной характеристики срабатывтором входе элемента И 22, вания, срабатывание устройства также не

На выходе исполнительного .блока 38 произойдет, поскольку при выходе конца сигнал срабатывания появится атом случае, вектора сопротивления иэ дополнительной если и на первом входе элемента И 22 бУдет 35 характеристики блок 16 сравнения вернется пРисУтствовать положительный потенциал, в исходное состояние, обнулив счетчики 20, что соответствует сработанному состоянию 21 и установив в состояние логического "0" основного блока 16 сРавнениЯ, т. е. конец триггеры 17 18 и 19 вектора сопротивления .находится внутри. В случае внешнего несимметричного основной хаРактеРистики 39 сРабатываниЯ. 40 короткого замыкания конец вектора сопроПри выходе конца вектора сопротивле- тивления может оказаться внутри основной ниЯ из Основной хаРактеРистики (ПУнктиР- характеристики 39 срабатывания (годограф наЯчастькРивой41)довыполнениЯУсловиЯ сопротивления при этом имеет вид кривой, K2il tb2 43). Отстройка от этого режима Осуществля1=1 45 ется на основе того, что сопротивление в основной блок сравнения вернется в и16 ер ется в ис- процессе короткого замыкания изменяется ходное состояние, состояние триггера тр ггера 17 очень быстро. При пересечении концом векпри этом не изменится, и на -вход двоС- ход дво- тора сопротивления дополнительной харакичного счетчика 20 будут продолжать теристики 40 срыбатывания сработает л к 15 с авнения в раб опоступать импульсы.с частотой, пропорци- 50 дополнительный блок 15 сравнения в ра оональной углу д. Таким образом, возможно ту включается двоичный счетчик 21, который останавливается при пересечении годогравыполнение условия фом оснвной характеристики срабатываК21/fi tb2 ния. Если время, в течение которого конец

l=1

55 вектора сопротивления находится между в тот момент, когда конец вектора сопротив- дополнительной и основной характеристипения находится вне предеповосновнойха- ками срабатывания, дольше ипи равно tb1, рактерис™ки 39 срабатывания: триггер 18 на выходе дешифратора 28 появится полопереидет пРи этом состовние логической жительный импульс, который переведет

"1", которая будет присутствовать на вто I 675997 триггер 19 в состояние логической "1"„и на третьем входе элемента И 22 появится положительный потенциал, что является разрешающим фактором для дальнейшей работы схемы. Если время, в течение которого конец вектора сопротивления находится между дополнительной и основной характеристиками, меньше tb1, в случае, на пример, внешнего несимметричного коротКого замыкания, положительный импульс на выходе дешифратора 27 не появится, триггер 19 останется в нулевом состоянии, и на третьем выходе элемента И 22 будет присутствовать нулевой потенциал, что исключает прохождение сигнала срабатывания на исполнительный блок.

Формула изобретения

Устройство защиты генератора от потери возбуждения, содержащее дистанционНый измерительный орган с основным и дополнительным выходами, входы которого подключены соответственно к выходам преОбразователей тока и напряжения статора генератора, при этом дополнительный выход подключен к R-входам первого, второго и третьего триггеров, первого и второго двоичных счетчиков, а основной выход подключен к S-входу первого триггера и первому входу первого элемента И, выход. которого подключен к исполнительному блок, второй вход первого элемента И подключен к прямому выходу второго, а третий вход этого элемента И подключен к прямому выходу третьего триггера, Я-входы которых подсоединены к выходам первого и второго дефифраторов соответственно, входы

Которых подсоединены к выходам соответственно первого и второго двоичных счетчиКов, С-вход взЪрого двоичного счетчика соединен с выходом второго элемента И, третий вход которого через логический элемент НЕ подключен к дополнительному выходу дистанционного измерительного

5 органа, второй вход — к инверсному выходу первого триггера, а первый вход — к выходу генератора импульсов стабильной частоты и первому входу третьего элемента И, второй вход которого соединен с прямым выходом

10 первого триггера, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены датчик положения ротора, формирователь импульсов, дополнительный триггер, четвертый элемент И, третий

15 двоичный счетчик, регистр памяти, формирователь обнуляющего импульса, делитель частоты и мультиплексор, причем дополнительный триггер своим R-входом подсоединен к входу выборки регистра памяти и к

20 выходу датчика положения оотора, а своим S-входом подсоединен к входу формиро вателя обнуля ющих импульсов и выходу формирователя импульсов, входом подсоединенного к преобразователю напряжения, 25 третий двоичный счетчик своими выходами подсоединен к входам регистра памяти, своим R-входом подключен к выходу формирователя обнуляющих импульсов, своим Свходом — к выходу четвертого элемента И, 30 первый вход которого подключен к выходу генератора импульсов стабильной частоты, второй вход — к прямому выходу дополнительного триггера, мультиплексор выходом подсоединен с С-входу первого двоичного

:!5 счетчика, управляющими входами подсоединен к выходам регистра памяти, а информациОнными входами — K Bhlxep8M делителя частОты, вход КОторОГО пОдсоединен к выхОду ре ьего элемента И. ф

3675997

1675997

Составитель А.Евдокимов

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор С Чцж .г

Редактор О.Хрипта

Производственно-издателвский ковгоинат Патент", г. Укггород, ул.гагарина, 101

Заказ 3009 Тираж 1 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. )К 35, Раушская наб., 4/5