Устройство для защиты турбогенератора от двигательного режима

 

Использование: для защиты генераторов электрических станций от разноса при неплотной0посадке стопорных клапанов турбины. Существенным отличием устройства является введение в него блоков формирования сигналов с их внутренними связями , которые из трехфазных напряжений (токов) статора генератора формируют однофазные высокочастотные синусоидальные сигналы, пропорциональные мгновенным значениям симметричных составляющих прямого следования фаз напряжений (токов). В результате исключается влияние на работу устройства несимметрии напряжений и токов генератора и оно реагирует лишь на мощность основного потока, кроме того, исключается необходимость точного подбора коэффициентов суммирования при настройке уставки, т.к. в блоках формирования сравниваемых величин используется лишь по одному сумматору. И, наконец, переход к однофазным выпрямителям исключает погрешность за счет несимметричной коммутации вентилей. 2 ил. Ё

ффМ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ .

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PF.CÃ1ÓÁ/1ÈÊ (sl1s Н 02 Н 7/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4931735/07 (22) 29.04.91 (46) 07,05.93. Бюл, N 17 (71) Челябинский государственный технический университет (72) А.К.Вязовский (56) Кизилов В,У., Курбангальцев У.К., Максимов В.М. Устройство для измерения активной мощности и защиты турбогенераторов от двигательного режима//Электрические станции, 1981, 1ч 5.

Авторское свидетельство СССР.

hL 1Ц92896, кл. Н 02 Н 7/06, 1988, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТУРБОГЕНЕРАТОРА ОТ ДВИГАТЕЛЪНОГО РЕЖИМА (57) Использование: для защиты генераторов электрических станций от разноса при неплотной. посадке стопорных клапанов турбины; Существенным отличием устройИзобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите и автоматике, и может быть использовано для защиты генераторов электрических станций от разноса при неплотной посадке стопорных клапанов турбины.

Цель изобретения — повышение точности устройства в работе.

На фиг,1 дана структурная схема устройства; на фиг,2 — структурная схема блока формирования сигналов.

Устройство содержит первый 1 и второй

2 блоки формирования сигналов, два блока

3 формирования сравниваемых величин, „„HJ„„1814135 А1 ства является введение в него блоков формирования сигналов с их внугренними связями, которые из трехфазных напряжений (токов) статора генератора формируют однофазн ые вы сокочастотн ые си нусоидал ьные сигналы, пропорциональные мгновенным значениям симметричных составляющих прямого следования фаз напряжений (токов). В результате исключается влияние на работуустройства несимметрии напряжений и токов генератора и îíî реагирует лишь на мощность основного потока, кроме того, исключается необходимость точного подбора коэффициентов суммирования при настройке уставки, т,к. в блоках формирования сравниваемых величин используется лишь по одному сумматору, И, наконец, переход к однофазным выпрямителям исключает погрешность за счет несимметричной коммутации вентилей. 2 ил. каждый иэ которых состоит из сумматора 4 и выпрямителя 5, а также блок 6 сравнения.

Каждый блок 1 и 2 формирования сигналов содержит первый 7 и второй 8 масштабирующие сумматоры, генератор 10 опорных сигналов, первый 9 и второй 11 перемножители, промежуточный сумматор

12 и заграждающий фильтр 13. Генератор 10 формирует два высокочастотных синусоидальных ортогональных сигнала sin пт u cos

nt, где n»N частоты трехфазной сети.

Один генератор 10 работает на оба блока 1 и 2 формирования сигналов.

Устройство работает следующим образом. На выходе блока 1 из трехфазный сис1814135

+ Um2cos(в t + аг), (3) 20

Ua=Um1sIn((d t + Q1 ) +

+ Um,sin(в t + ao);

+ UmoSin(fd t + а,), 2 1 1

Ux= — ua — Ub — uc =3 3 3

=Um1sin(fd t + а1)+

+ Um2sin(fd t + аг). (2) 01=Kb mu Ur

r1+mo л О 1 I 1c0spl, {7) ТЕМЫ НаПРЯжЕНИй ГЕНЕРатОРа ua, Ub И Ur, формируют высокочастотный сиHóñîèäàëüный сигнал о1---Uml sin((n bul)t+ а1), пропорциональный симметричной составляющей прямого следования фаз этих напряжений.

На выходе блока 2 формируют из трехфазной системы токов генератора Ia, lb u Iq сигнал I1=-Imlsln((n+ u))t+j31 J, пропорциональный симметричной составляющей прямого следования фаз токов.

Работу .блока формирования сигналов рассмотрим на примере блока 1 (блок 2 работает аналогично), На вход блока 1 поданы напряжения генератора иа, ub и ис, которые, как известно, можно представить в виде суммы симМЕтрИЧНЫХ СОСтаВЛяЮщИХ Um1sln(fd t + а1 )— прямого, О гз!и(в 1 + аг ) — обратного и

Umosin(в t + ао) — нулевого следования фаз в следующем виде:

+ Um2s in(в t + c2)+Umo sin(cd t + ао);

2 л.

Ub=Um1sIn(и t + а, — — >+

+ Um2sin(cd t + c2 + 3 )+

2 7г

2 7г.

Uc=Um1Sin(В + а1 + )+

2л, + Um2sin(© < + аг — -3)+

ГдЕ Um1, Um2; Umo — аМПЛИтудНЫЕ ЗНаЧЕНИя составляющих; а1, cd, ао — начальные фазы; в — угловая частота сети.

Масштабирующий сумматор 7 из напряжЕНИй ua, ub, И Ис фОРМИРУЕт СИГНаЛ что нетрудно показать, подставляя в (2) выражение (1), Масштабирующий сумматор 8 из напряжений ub и и, фс рмируе1 сигнал

Uy=- — - Ub- — - - Uc О п1СОЗ(В t + f Ll)

V5 1/3что также несложно показать, переходя к комплексной форме выражений (1), Сигнал (2) с выхода сумматора 7 перемножают в перемножителе 9 на сигнал

"0 cosnt генератора 10; В результате на выходе перемножителя 9 получают сигнал

U uxÑOS nt=--0,5Um1SIn((fl В)1- а1)+

15 + 0,5Um1sin((n+fd)t+ а1)0,5Оп12з! п((п-в)т- аг) =

+0,5Um2sin((n+ в t ) + аг ) (4) Сигнал (3) с выхода сумматора 8 перемножают в перемножителе 11 на сигнал

sinnt генератора опорных напряжений. На выходе перемножителя 11 получают сигнал

u"=uySinnt= — 0,5Um1 Sin((n — ul)t -al)— — 0,5Um1sln((n+ в ) t + а1)+

+ 0,5Um2sln((n — в ) t а2)+

+ 0,5Um2 sin((n+ cd ) 1 + аг) (5) Сигналы (4) и (5) вычитают в сумматоре

12 так, что на его выходе создается сигнал

u=u -u"=Um1sin((n fd ) t + а1)-Опаз!п((п В ) t а2 ) (6)

Заграждающий фильтр 13 подавляет частоту (n — в) и на его выходе остается сигнал

U1=lm1Sln((n+ В)С + а1), ПрОПОрцИОНаЛЬНЫй симметричной составляющей прямого сле45 дования фаз напряжений, Совершенно аналогично на выходе блока 2 формируется сигнал ll=lml sin((n+ в)т+

+ P1), пропорциональный симметричной составляющей тока прямого следования, Полученные сигналы и1и ц подаются на входы сумматора 4 первого блока 3 формирования сравниваемых величин, На выходе этого сумматора появляется сигнал

m

1814135 где Кь -- коэффициент выпрямления.

mu, mi - коэффициенты пропорциональности;

p1 —— а1 - /31 — угол сдви а фаз между напряжением и током генератора прямого следования фаз;

Аналогично на выходе сумматора 4 второго блока 3 формирования сравниваемых

ВЕЛИЧИН ПОяВЛяЕтея СИГНап Iuu1+Iil1, КОтсрЫй .г после выпрямителя 5 преобразуется в напряжение

02=Kb Iu Ur1+li Ir1+Iu li 0г1 Irl СОВ ф1, V 2 2 2 2 (8) где Iu, 1 — коэффициенты пропорциональности, Напряжения U1 и 02 подаются на вхОды блока сравнения 6, сигнал на выходе кото° рого появляется при равенстве средних значений входных сигналов. Это обеспечивается при равенстве подкоренных выражений в формулах (7) и (8):

mu — Iu 2

2 2 ггъг1=0г11г1со$ ф1 Ur1 + mu гп! IF 2

+ Irf, mu Л1. — 1й т,е. при равенстве величины обратной мощности генератора прямого следования фаз (прямого потока) и мощности его электрических потерь.

Таким образом, устройство реагирует лишь на мощность генератора прямого потока, которая определяет его разгон при неплотной посадке стопорных клапанов турбины, Формула изобретения

Устройство для защиты турбогенератора от двигательного режима, содержащее входные клеммы для подключения к измери5 тельным трансформаторам напряжений и токов статора турбогенератора, два блока формирования сравниваемых величин, каждый из которых выполнен на последовательно соединенных сумматоре и выпрямителе, 10 выходы обоих выпрямителей подключены к входам блока сравнения, выход которого служит выходом устройства, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности-в работе, введен блок формирования

15 сигналов напряжений, входы которого соединены с клеммами для подключения к измерительным трансформаторам напряжений, и блок формирования сигналов токов, входы которого соединены с

20 клеммами для подключения к измерительным трансформаторам токов, а их выводы подключены на входы сумматоров блоков формирования сравниваемых величин, причем указанные блоки формирования сигна25 лов содержат первый и второй масштабирующие сумматоры, входы кото-, рых служат входами блоков фермйрования сигналов, выход первого масштабирующего сумматора присоединен к входу первого пе30 ремножителя, на второй вход которого подключен первый выход генвратора опорных сигналов, а выход второго масштабирующего сумматора присоединен к входу второго перемножителя, на второй вход которого

35 подключен второй выход генератора опорных сигналов, выходы перемножителей подключены на входы промежуточного сумматора, выход которого соединен с входом заграждающего фильтра, а выход филь40 тра служит выходом указанных блоков формирования сигналов.

Составитель А,Вязовский

Редактор В.Фельдман Техред М.Моргентал Корректор M,Êåðåöìàí

Заказ 1830 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ CCCP

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101