Способ защиты блока генератор — трансформатор от однофазных замыканий

 

242263

ОПИСАНИЕ

ИЗОЬЕЕтЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союа Советских

Социалистических

Республик! .1 ФА1ЛЯ

БИБЛИОТЕК

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 21с, 68/50

Заявлено 05.Х1.1967 (№ 1195179/24-7) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 25Л т/.1969. Бюллетень № 15

Дата опубликования описания 12.IX.1969

МПК Н 02h

УДК 621.316.93 (088.8) Комитет по делам иаооретвний и открытий при Совете Министров

СССР

Автор изобретения

В. М. Кискачи

Всесоюзный научно-исследовательский институт электроэнергетики

Заявитель

СПОСОБ ЗАЩИТЫ БЛОКА ГЕНЕРАТОР—

ТРАНСФОРМАТОР ОТ ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИИ

Изобретение относится к области релейной защиты. Известные способы защиты от однофазных замыканий на стороне генераторного напряжения блока генератор — трансформатор основаны на использовании напряжения нулевой последовательности. Защита, выполненная по такому способу, нечувствительна к замыканиям в обмотке статора вблизи нейтрали генератора.

Предлагаемый способ отличается от известных тем, что из напряжения нулевой последовательности выделяют основную и третью гармонические составляющие, сравнивают величину каждой составляющей с ее значением при отсутствии однофазного замыкания и в случае превышения величины одной из этих составляющих подают сигнал на срабатывание защиты.

Такая последовательность операций позволяет ликвидировать «Мертвую зону» в работе защиты и повысить чувствительность защиты в целом.

Напряжение третьей гармонической составляющей между выводом генератора любой фазы и землей может быть представлено в общем виде, как

U a — — (1 — 1.) + — p СC, R, 1+Зр СД„ 2 где Ез — составляющая третьей гармоники фазной э.д.с. генератора; С, — емкость обмотки фазы генератора по отношению к земле;

L — относительная величина замкнувшихся

5 витков обмотки; при однофазном замыкании на нейтрали L=O; R„— переходное сопротивление в месте однофазного замыкания; р— оператор.

При этом напряжение третьей гармоники, 10 полученное на соединенной в открытый треугольник вторичной обмотке трансформатора напряжения, равно U ç =3U 3

При отсутствии однофазного замыкания, 3 т. е. при R„- co Уьа =

Напряжение U

При замыкании в нейтрали генератора через R = 0 U = ЗЕз, т. е. величина U 1 a (11 (1) вдвое больше, чем при отсутствии замыкания.

Это обстоятельство используется в предлагаемом способе для обнаружения однофаз25 ных замыканий обмотки статора вблизи нейтрали, т. е. в той части обмотки, которая является «Мертвой зоной» при применении известного способа защиты, использующего основную составляющую напряжения нулевой

30 последовательности.

242263

На чертеже представлена структурная схема, поясняющая предлагаемый способ, где

1 — блок выделения основной составляющей;

2 — блок выделения третьей гармонической составляющей; 8 — блок, реагирующий на величину основной составляющей; 4 — блок, реагирующий на величину третьей гармонической составляющей, и 5 — блок, осуществляющий логическую операцию «ИЛИ».

При однофазном замыкании в зависимости от того, в какой части обмотки статора, у выводов или вблизи нейтрали, произошло повреждение, основная или третья гармоническая составляющие, выделенные соответственно блоками 1 и 2, превышают заданную на блоках 8 и 4 уставку. В результате через блок 5 подается (логическая операция «ИЛИ») сигнал на срабатывание.

Предлагаемый способ позволяет повысить чувствительность защиты, при этом «Мертвая зона» такой защиты отсутствует.

Напряжение срабатывания блока 8, реагирующего на третью гармоническую составляющую, должно быть принято

3 1 1срз = Кззп Ез

2 ип где К; а„— коэффициент трансформации трансформатора напряжения.

Учитывая, что Ез — — (0,05 —: О, 1 ) Е и Кззп = 1,3, получим:

Uñðç — 1,3 . — (0,05 —:0,1) = 3,5 —:7,0 в.

2 3

Выделение основной составляющей блоком

1 позволяет существенно снизить напряжение срабатывания блока 8, регулирующего на основную составляющую по отношению к уставке, принимаемой в данный момент 15 в. Однако для простоты приняты заведомо худшие условия, когда U,ð,— — 15 в.

Коэффициенты чувствительности блоков 8 и 4, реагирующих на основную и третью гармоники, в режиме однофазного замыкания при R =0 могут быть представлены соответственно так: 1м (I) Krj

Uр 0,15 л) 2 (1 — 1.) срз

Из приведенных соотношений следует, что

5 при замыканиях в части обмотки, когда

К,, <1. К,, 1,3, а при К,, (1, К„, 2,3.

Равное значение коэффициентов чувствительности обоих органов имеет место при

10 L 2 (1 — L)

,т, е. L=0,187, причемК„=К„, =

0,15 1,3

= 1,25.

Это значение коэффициентов чувствительности можно рассматривать как минимальный коэффициент чувствительности всей защиты, так как при L+0,187 один из коэффициентов чувствительности (К„ или К,, ) всегда больше 1,25.

Таким образом, защита, выполненная по предлагаемому способу, не имеет «Мертвой зоны», а ее минимальный коэффициент чувствительности К> даже при принятых значениях UÄz, не ниже 1,25.

Реализация предлагаемого способа в защитах от однофазных замыканий в любой точке статора генераторов, работающих в блоке, весьма проста, не требует вмешательства в первичную сеть и дополнительного включения высоковольтных аппаратов.

Предмет изобретения

Способ защиты блока генератор — трансформатор от однофазных замыканий на стороне гсператорного напряжения, основанный на

40 использовании напряжения нулевой последовательности, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности защиты, из напряжения нулевой последовательности выделяют основную и третью гармонические со45 ставляющие, сравнивают величину каждой составляющей с ее значением при отсутствии однофазного замыкания и в случае превышения величины одной из этих составляющих подают сигнал на срабатывание защиты.

242263

Составитель М. Лазарева

Техред Л. В. Куклина Корректор А. Б. Родионова

Редактор Э. Рубан

Заказ 2139!3 Тираж 480 Подписное

Ц1РИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2