Устройство для продольной ал1плитудно-фазовой дифференциальной защиты якорных обмотокгенератора

 

Союз Советских

Социалистических

Расгубвии

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 08.1,1963 (№ 812676/24-7) Кл. 21с, 68;.q с присоединением заявки №

Приоритет

ЦПК Н 02

Государственный

«омитет по деаам изобретений и открытий СССР

УДК 621."16.925.2 (088.8) Опубликовано 21.VII.1965. Бюллетень ¹ 15

Дата опубликования описания 4.IX.I9á5

Автор изобретения

K. A. Але

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОДОЛЬНОЙ АМПЛИТУДНО-ФАЗОВОЙ

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ЯКОРНЫХ ОБМОТОК

ГЕН ЕРАТОРА

Подписная групчг. Л " 91

Существующие в настоящее время устройства для продольной дифференциальной защиты якорных обмоток синхронных генераторов от внутренних коротких замыканий имеют тот недостаток, что их чувствительность ограничивается необходимостью отстройки от токов небаланса в нормальном режиме и при повреждении вспомогательных проводов, В предлагаемом устройстве реагирующий орган выполнен на управляемых диодах (по числу фаз). Каждый диод включен в контур, состоя ций из встречно соединенных вторичных обмоток трансформаторов защиты, установленных в данную фазу и имеющих разное количество витков. Управляющие электроды диодов присоединены к нулевой точке трансформаторов защиты.

Все это позволяет повысить чувствительность, быстродействие и надежность устройства, исключить ложное срабатывание при обрыве или закорачивании вспомогательных проводов и при внешнем перемежа.ощемся замыкании.

Исполнительный орган защиты может быть выполнен на управляемом диоде, который последовательно с отключающей катушкой включен в цепь оперативного тока, а его управляющий электрод соединен с контурами, образованными трансформаторами защиты.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства в трехфазном исполнении для генератора с заземленной нейтралью.

Три управляемых диода П,, П, П>, вклю5 ченные в рассечку между трансформаторами защиты ТПЗ, и ТПЗ, работают в качестве реагирующего органа. Управляющие электроды этих диодов подключены через обычные диоды Д>, Дт, Ä и добавочные сопротивления

10 R,, R „, R, к обшей нулевой точке О. четвертый управляемый диод П,, являющийся исполнительным органом защиты, соединен последовательно с отключающей катушкой ОК контактора К на сеть оперативного постоянно15 го тока.

Для зашиты использованы две группы трансформаторов ТПЗ, и ТПЗ . Трансформаторы имеют одинаковые стальные сердечники с воздушным зазором и первичные обмотки с оди20 наковым числом витков. Вторичные обмотки

W трансформаторов ТПЗ, имеют равное количество витков, но меньшее, чем количество витков вторичных обмоток W" трансформаторов ТПЗ.>, 25 где К0 постоянная, обеспечивающая превы30 шепие напряжения на выходе ТПЗ. над напря173291 жением на вторичных обмотках ТПЗ1 при сквозном коротком замыкании. Неидентичность магнитных характеристик трансформаторов не может превышать 20 /О, поэтому Ко принят равным 1,2.

Витки обмоток Р" и W"2 выбраны так, что амплитуды э.д.с. на этих обмотках E „и E"„ и модули их векторных сумм и разностей всегда меньше напряжения пробоя управляемых диодов 17> П, П2, т. е. обмотками трансформаторов, охватывающих одну из фаз обмотки синхронного генератора, сопротивлением Я, и одним из управляемых диодов П, — П,. Эти контуры объединены на управляющей цепи управляемого диода П4, Причем один из контуров присоединен к управляющей цепи диода П4 непосредственно, а два других через изолирующий трансформатор ИТ. Диоды П4, 172, П,, сопротивления Рд„

R»„диоды Д, Д2, Д2, трансформатор

ИТ, диод Д4, управляемый диод П4, трансформаторы ТПЗ соединены между собой ко роткими монтажными проводами. Провода защиты, соединяющие трансформаторы ТПЗ1 с эмиттерами диодов П1, 172, 17>, должны быть экранированы, а экраны заземлены. Сопротивления R„, R„», R,„ïpåäíàçíà÷åííûå для ограничения тока во вторичных обмотках трансформаторов ТПЗ, в случае короткого замыкания проводов защиты на землю, находятся в непосредственной близости от соответствующих трансформаторов группы ТПЗь Нулевые точки трансформаторов ТПЗ, и ТПЗ, соединены между собой проводом и заземлены или соединены с корпусом генератора.

Добавочные сопротивления R„,, R<,, R< предназначены для - ограничений управляющих токов, и кроме того, для задержки момента открывания управляемых диодов на 2 — 3 электрических градуса, что необходимо при переходных режимах, когда возможны расхождения по фазе между вторичными э.д.с. е 2 и ,//

Учитывая, что трансформаторы защиты работают в линейном режиме и, следовательно, их вторичные э.д.с. е и е"2 практически синусоидальны и совпадают или сдвинуты на 180 по фазе соответственно при согласном или встречном включении вторичных обмоток, действие защиты объясняется так. При нормальном режиме работы генератора или при одно- 6 фазном коротком замыкании фазы А вне зоны защиты, например, на землю в точке к1, э.д.с. е и е"» вторичных обмоток трансформаторов, охватывающих фазу А, оказываются направимеет фазу э.д.с. Е -,, а напряжение на управ30 ляющем электроде, равное

L ó — — Š— 1 Яд, по-прежнему имеет фазу э.д,с. Е 2, т. е. фазы коллекторного U, и управляющего U,, напря35 жений совпадают, управляемый диод П, открывается и по цепи защиты проходит ток.

В зависимости от нида короткого замыкания внутри защищаемой зоны по цепям защиты проходят токи в одном из контуров, одновре40 менно в двух или во всех трех.

Эти токи достигают управляющей цепи диода П4, который открывается и пропускает ток от сети оперативного постоянного тока по отключающей катушке ОК контактора к.

45 Последний срабатывает и отключает генератор от распределительного устройства и одновременно включает автомат гашения поля.

При коротком замыкании проводов защиты, которые соединяют трансформаторы ТПЗ, 50 с эмиттерами управляемых диодов П,, П», П;, ток в управляющих электродах этих диодов прекращается и диоды запираются. Это ведет к отказу защиты, но не к ее ложному действию.

55 Обрыв проводов защиты в любом месте схемы не дает ложного действия, как и в обычной дифзащите, на равновесие напряжений.

IE м2 +Е nt (1пр

Поэтому управляемые диоды могут открываться только своими управляющими токами при совпадении по фазе и положительных значениях напряжений на управляющем электроде

U и на коллекторе U».

Схема имеет три независимых контура, каждый из которых образован двумя вторичными ленными навстречу, и управляемый диод П, входящий в контур фазы А, закрыт, так как напряжение на его коллекторе равно 1» 2 Е 2

5 и имеет фазу большей э.д.с. Е"2(Ю"2)Р 2), а напряжение на управляющем электроде равно

U =Е2 — I,,R и имеет фазу меньшей э.д.с. E 2, т. е. фазы коллекторного У» и управляющего 0 напряжений противоположны. Через уйравляемый диод 171 проходит начальный коллекторный ток I«, который во много раз меньше тока открытого диода и недостаточен для открытия управляемого диода П4. Защита не срабатывает и при любом другом виде внешнего короткого замыкания. При коротком замыкании фазы А генератсра в зоне защиты, например, на землю в точке к» в случае параллельной работы защищаемого генератора с одним или более генераторами на общую нагрузку, когда э.д.с.

F 2 и Е"2 оказываются направленными между собой согласно, управляемый диод П1 открывается и по цепям защиты начинает проходить

25 ток, так как напряжение на его коллекторе, практически равное .р» Е 2+Е 21

Предмет изобретения

1. Устройство для продольной амплитуднофазовой дифференциальной защиты якорных обмоток генератора от внутренних коротких

5 замыканий, содержащее реагирующий и ис173291

Составитель В. Казанков

Редактор Р. А. Киселева Техред А, А. Камышникова Корректор Л. В. Тюняева

Заказ 2192/9 Тираж 1525 Формат бум. 60+90 /а Объем 0,27 изд. л. Цена 5 кон.

ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2 полнительный органы, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и чувствительности, реагирующий орган выполнен на управляемых диодах (по числу фаз), работающих как элементы сравнения по амплитуде и фазе, каждый из которых включен в контур, состоящий из встречно соединенных вторичных обмоток трансформаторов защиты, установленных в данную фазу и имеющих разное количество витков, причем управляющие электроды диодов присоединены к нулевой точке трансформаторов защиты.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, 5 что исполнительный орган выполнен на управляемом диоде, включенном последовательно с откл1очающей катушкой на сеть оперативного тока, управляющий электрод которого соединен с указанными кочтурами.