Устройство для защиты синхронного генератора от витковых и несимметричных коротких замыканий

 

Использование: относится к релейной защите синхронных генераторов от коротких замыканий в цепи обмотки статора, для обеспечения действия направленной защиты генераторов обратной последовательности во всех режимах работы, в том числе при витковых и несимметричных коротких замыканиях в генераторе, работающем на холостом ходу, либо работающем на шины станции большой мощности. Сущность изобретения: за счет введения реле тока 9 и реле напряжения 10 обратной последовательности , а также селектора максимального фазного тока 5 обеспечивается положительный эффект устройства. Реле направления мощности обратной последовательности 8 включено так, что оно срабатывает только при внешних коротких замыканиях и блокирует действие защиты на отключение генератора. Данная защита может использоваться как основная на генераторах небольшой мощности, не имеющих параллельных ветвей обмотки статора и трансформаторов тока со стороны выводов нейтрали, а также как дополнительная быстродействующая защита на мощных генераторах . 1 ил. « Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (и)з Н 02 Н 7/06

ГОСУДАРСТВЕ1+ЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

НЯ. рюиора

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4951060/07 (22) 28.06.91 (46) 15.05.93. 6юл. N. 18 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электроэнергетики (72) В.Г.Алексеев и Я.С.Гельфанд (56) Федосеев A.M, "Релейная защита электрических систем" М.: Энергия, 1976.

Авторское свидетельство СССР

f4 1108553, кл. H 02 Н 7/06, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА ОТ ВИТКОВЫХ И

НЕСИММЕТРИЧНЫХ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ (57) Использование: относится к релейной защите синхронных генераторов от коротких замыканий в цепи обмотки статора, для ,обеспечения действия направленной защиты генераторов обратной последовательности во-всех режимах работы, в том числе при

„„5U „„1815727 А1 витковых и несимметричных коротких замыканиях в генераторе, работающем на холоЕ, стом ходу, либо работающем на шины станции большой мощности. Сущность изобретения: за счет введения реле тока 9 и реле напряжения 10 обратной последовательности, а также селектора максимального фазного тока 5 обеспечивается положительный эффект устройства. Реле направления мощности обратной последовательности 8 включено так, что оно срабатывает только при внешних коротких замыканиях и блокирует действие защиты на отключение генератора. Данная защита может использоваться как основная на генераторах небольшой мощности, не имеющих параллельных ветвей обмотки статора З и трансформаторов тока со стороны выводов нейтрали, а также как дополнительная быстродействующая защита на мощных генераторах. 1 ил.

1815727

Изобретение относится к электротехнике, в час ности к релейной защите синхронных генераторов от коротких замыканий в цепи обмотки статора.

Целью изобретения является обеспечение действия защиты во всех режимах работы генератора, в mM числе при .несимметричных к.з. и витковых замыканиях в генератора, работающем на холостом ходу, либо работающем на сборные шины, 10 станции большой мощности.

Структурная схема устройства приведе. на на чертеже.

Устройство содержит трехфазную группу трансформаторов тока 1 и трехфазный трансформатор напряжения 2, установленный со стороны фазных выводов обмотки статора, фильтр 3 напряжения обратной последовательности, подключенный входом к выходу трехфазного трансформатора на- 20 пряжения 2, фильтр 6 тока обратной последовательности, вход которого подключен к . выходу трехфазной группы трансформаторов тока 1, селектор 5 максимального фазного тока, вход которого подключен k 25 выходу трехфазной группы трансформаторов тока 1, частотные фильтры 4 и 7, входы которых подключены к выходам фильтра напряжения 3 и фильтра тока 6 обратной последовательности, реле 8 направления 30 мощности обратной последовательности, входы которого подключены к выходам частотных фильтров 4 и 7, реле 9 тока обратной последовательности. один вход которого подключен к выходу частотного фильтра 7, а 35 второй — к селектору 5 максимального фазного тока, реле 10 напряжения обратной последовательности, вход которого подключен к выходу частотного фильтра 4, элемент

11 ИЛИ, один вход которого подключен к 40 выходу реле тока 9, а второй — к выходу реле напряжения 10 обратной последовательности, элемент времени 12, вход которого под- ключен к выходу элемента 11 ИЛИ, блок 13

ЗАПРЕТ, один вход которого подключен к "5 выходу элемента времени 12, а другой вход- к выходу реле 8 направления мощности обратной последовательности, реагирующий орган 14, вход которого подключен к выходу блока 13 ЗАПРЕТ, а выход дает сиг- 50 нал на отключение защищаемого генератора от сети и гашение его поля.

Устройство работает следующим образом. При возникновении несимметричного к.з. во внешней сети напряжение и ток об- 55 ратной последовательности на выводах генератора определяется его сопротивлением обратной последовательности. Выделенные соответственно фильтрами напряжения 3 и тока 4 обратной последовательности сигналы, через полосовые частотные фильтры, настроенные на частоту 50 Гц, подводятся к реле 8 направления мощности,.реле 9 тока и реле 10 напряжения обратной последовательности. Уставки реле тока и реле напряжения выбраны таким образом, чтобы при срабатывания этих реле, ток и напряжение подведенные к реле направления мощности гарантировано превышали бы ток и напряжение необходимые для надежчого . выбора направления. Если в рассматриваемом режиме реле 9 тока или реле 10 напряжения срабатывают, то сигнал о срабатывании через элемент 11 ИЛИ и элемент времени 12 поступает на блок 13 ЗАПРЕТ. Однако, поскольку мощность обратной последовательности при внешнем к.з. направлена к генератору, то реле 8 направления мощности также срабатывает и через блок 13 блокирует действие защиты нэ отключение генератора.

При несимметричном к.з. или витковом замыкании в обмотке статора, защищаемого генератора направление мощности обратной последовательности противоположно рассмотренному выше.

При этом реле направления мощности 8 не срабатывает и сигнал о срабатывании реле

9 тока или реле 10 напряжения через элемент 11 ИЛИ. элемент времени 12 и блок 13

ЗАПРЕТ поступает на реагирующий орган

14 и устройство защиты срабатывает на отключение генератора.

Если генератор в момент повреждения в обмотке статора находился на холостом ходу, то отсутствует ток образиной последовательности со стороны фазных выводов обмотки. При этом не срабатывает реле тока 8 направления мощности, но срабатывание защиты обеспечивается срабатыванием реле напряжения 10. Если генератор в момент повреждения в обмотке работал на шины мощной станции, то мало напряжение обратной последовательности на фазных выводах обмотки. При этом не срабатывает реле 10 напряжения и реле 8 направления мощности, но срабатывание защиты на отключение обеспечивается срабатыванием реле тока 9 обратной последовательности.

При внешних трехфазных к.з„сопровождающихся большими токами, трансформаторы тока могут работать со значительными погрешностями, что приводит к появлению небаланса в фильтре тока обратной последовательности и возможному срабатыванию реле тока 9. Поскольку напряжение обратной последовательности при этом отсутствует и реле направления мощности 8 не срабатывает возможна излишняя работа защиты на отключение гене1815727

Составитель В, Алексеев

Редактор С. Кулакова Техред M.Моргентал Корректор М. Куль

Заказ 1640 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ратора. Чтобы этого не произошло предусмотрено торможение реле тока 9 от максимального тока фаэ, выделяемого селектором максимального тока 5. Торможение повышает уставку срабатывания ре- 5 ле тока.. предотвращая его срабатывание под действием тока небаланса.

Элемент времени 12 необходим для обеспечения опережающего появления блокирующего сигнала от реле направления 10 мощности 8 по отношению к сигналу на отключение ot реле тока S и реле напряжения

10, Фильтр напряжения 3 обратной последовательности и фильтр тока 6 обратной 15 последовательности, элемент времени 12 и блок 13 ЗАПРЕТ выполнены по известным схемам приведенным в (31. Частотные фильтры 4 и 7 выполнены как полосовые аналоговые фильтры второго порядка. Селектор 20 максимального тока фаз представляет собой трехфазный выпрямительный мост. Реле направления мощности 8 обратной последовательности, реле тока 9 обратной последовательности, реле напряжения 10 25 обратной последовательности и реагирующий орган 14 выполнены по схемам, приведенным в (4).

Предлагаемая защита может использо- . ваться как основная на генераторах неболь- 30 шой мощности, не имеющих параллельных ветвей обмотки статора и трансформаторов тока со стороны выводов нейтрали, а также как дополнительная быстродействующая защита на мощных генераторах. 35

Формула изобретения

Устройстводля защиты синхронного генератора от витковых и несимметричных коротких замыканий в обмотке статора, содержащее трехфазную группу трансфор- 40 маторов тока и трехфазный трансформатор напряжения, предназначенные для установки со стороны фазных выводов обмотки статора, вторичные обмотки которых подключены ко входам соответственно фильтра тока обратной последовательности и фильтра напряжения обратной последовательности, выходы которых через первый и второй частотные фильтры подключены к входам реле направления мощности, элемент времени, блок "Запрет" и реагирующий орган, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения действия защиты при несимметричных повреждениях в генераторе, работающем на холостом ходу, либо работающем на сборные шины станции большой мощности, дополнительно введены селектор максимального фазного тока, реле тока обратной последовательности с торможением от максимального фазного тока, реле напряжения обратной последовательности и элемент ИЛИ, причем селектор максимального тока своими входами подключен в цепь вторичных обмоток трехфаэиой группы трансформаторов тока, а выходом — к первому входу реле тока обратной последовательности, второй вход которого подключен к выходу первого частотного фильтра, вход реле напряжения обратной последовательности подключен к выходу второго частотного фильтра, выходы реле тока и напряжения обратной последовательности через элемент ИЛИ и элемент времени подключены к первому входу блока

"Запрет", второй вход которого подключен к выходу реле направления мощности, а выход блока "Запрет" подключен к входу реагирующего органа, на выходе которого формируется сигнал на отключение защищаемого генератора и гашения его поля.