Устройство для продольной амплитудно-фазовой дифференциальной защиты

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетскик

Социалнстическик

Республик,r

1 !

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 07.Х.1965 (№ 1030954/24-7) Кл. 21с, 68/50 с присоединением заявки ¹

Приоритет

МПК Н 02h

УДК 621.316.925(088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 10.VI1.1969. Бюллетень № 23

Дата опубликования описания 5.1.1970

Авторы изобретения

Г. И. Атабеков и Е. А. Александров

Московский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе

;Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОДОЛЬНОЙ АМПЛИТУДНО-ФАЗОВОЙ

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ

1 Г 1 /2 2 /2 12

Угт =

2+ 2

Изобретение относится к устройствам для продольных ам плитудно-фазовых дифференциальных защит якорных обмоток синхронных генераторов, содержащим измерительные трансформаторы с воздушными зазорами и тиристоры в качестве рабочих органов.

Отличие предложенного устройства от противопоставленного состоит в том, что для повышения чувствительности и надежности защиты оно дополнительно снабжено шунтирующим элементом в виде триодного тиристора, присоединенного анодной цепью параллельно цепи управления рабочего органа, а цепью управления — к дополнительным вторичным обмоткам измерительных трансформаторов, расположенных у внешних зажимов генератораа.

На чертеже показана схема защиты якорных обмоток трехфазного синхронного генератора, работающего в режиме с заземленной нейтралью.

Измерительные трансформаторы защиты

1 — 8, установленные на фазах А, В н С у нейтрали, и трансформаторы 4 — б, установленные у выходных клемм генератора, имеют одинаковые стальные сердечники с равными воздушными зазорами и коэффициентами трансформации, позволяющие преобразовать трехфазную систему токов в однофазную. Например, если число витков вторичных обмоток в фазах А и В .равно W и в фазе С вЂ” 2 W (назовем далее эти обмотки основными), то при показанной схеме соединений вторичных обмоток сравниваются то.;и I.ä — /д — 1./с в начале н конце защищаемой зоны.

Тнрпстор 7 является рабочим органом, тирнстор 8 — шунтнрующнм элементом.

Сопротивление 9 н диод 10 включены в плечи дифференциальной схемы (сопротивление

9 — со стороны нейтрали или условно в левое плечо, а диод 10 — со стороны внешних зажимов генератора или в правое плечо). Прн таком включении при нормальной работе гене15 ратора и прн сквозных коротких замыканиях обеспечивается получение управляющего напряжения на рабочем органе, которое в течение целого периода не меняет знака: в том полупериоде, когда диод 10 открыт, к рабочему органу поступает отрицательный потенциал от внешнего трансформатора 4 защиты (или 5 или б). Когда диод 10 закрыт, то отрицательный потенциал поступает от сопротивления 9. Сопротивление 9 выбрано с учетом того, что при открытом диоде управляющее напряжение на рабочем органе равно

248042 где U2 и U2 — напряжения, пропорциональные сравниваемым током, à Y> и Y>" — комплексные проводимости плеч дифференциальной схемы.

Анодное напряжение на рабочий орган подается от источника 11 оперативного постоянного тока: плюс непосредственно на анод, а минус — на катод через отключающую катушку 12 и блок-контакты 13 контактора или выключателя 14.

Таким образом, в нормальном режиме работы генератора и при сквозных коротких замыканиях управляющее напряжение на рабочем органе или, что то же самое, анодное напряжение на шунтирующем элементе отрицательно. Следовательно, управляющий ток тиристора 7 и анодный тиристора 8 отрицательны (обратные токи) и тиристоры надежно закрыты.

Диоды 15 и 1б включены для уменьшения обратных токов. При обрыве вспомогательного провода в левом плече дифференциальной схемы, например в точке 17, напряжение на рабочем органе может быть только отрицательным, так как положительное напряжение отсекается диодом 10; тиристор 7 закрыт.

Обрыв вспомогательного провода в правом плече, например в точке 18, ведет к открыванию шунтирующего элемента при положительном направлении напряжения U, так как направление намотки дополнительных вторичных обмоток 19, 20, 21, соединенных между собой последовательно, выбрано таким, что в это время управляющее напряжение U ге= U3 — положительно. Открытый тиристор 8 закорачивает (шунтирует) вход ти,ристора 7 и тиристор 7 остается закрытым.

Для компенсации остаточного напряжения на аноде тиристора 8 включен кремниевый диод 22.

При закорачивании,вспомогательных проводов в левом плече или правом. плече дифференциальной схемы напряжение, равно нулю и тиристор 7 закрыт. При коротком замыкании в обмотках генератора, работающего вхолостую или на нагрузку, напряжение (U ) становится больше напряжения (U ") и в одном из полупериодов, когда напряжение

Un положительно, рабочий орган тиристоров открывается и защита срабатывает. В это время диод 10 открыт и ток, проходящий по вторичным обмоткам (основным) трансформаторов 4 — б, меняет фазу напряжения U3 ——

З0

Uyg на дополнительных обмотках, вследствие этого шунтирующий элемент закрыт и не снижает чувствительности защиты.

При коротком замыкании в обмотках генератора, работающего параллельно с другими генераторами на общую нагрузку, напряжения U" и U3 изменяют фазу относительно напряжения U> . В полупериоды, когда U> положительно, U>" запирает диод 10. Напряжение Un = U> открывает .рабочий орган— тиристор 7 и защита срабатывает. В это время напряжение U s имеет отрицательное направление, поэтому шунтирующий элемент закрыт и не снижает чувствительности защиты.

Добавочное сопротивление 28 служит для ограничения управляющего тока тиристора 8, а звено 24 предотвращает ложное действие защиты при переходных режимах.

В случае, если обрыв вторичных обмоток трансформаторов защиты, установленных у входных клемм генератора, практически исключается, то, вместо дополнительных вто ричных обмоток может быть применен однофазный трансформатор напряжения малой мощности, установленный непосредственно около этих трансформаторов. В этом случае работа защиты происходит аналогично описанной выше.

Предмет изобретения

Устройство для продольной амплитуднофазовой дифференциальной защиты якорных обмоток синхронных генераторов, содержащее измерительные трансформаторы с воздушными зазорами, соединенные на циркуляцию токов и преобразующие трехфазную систему токов в однофазную, причем в плечи дифференциальной схемы включены сопротивление и диод, между которыми находится входная цепь рабочего органа защиты, выполненного .в виде триодного тиристора, анодная цепь которого присоединена через отключающую катушку реле к сети оперативного постоянного тока, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности и надежности защиты, оно дополнительно снабжено шунтирующим элементом в виде триодного тиристора, присоединенного анодной цепью параллельно цепи управления рабочего органа, а цепь управления — к дополнительным вторичным обмоткам измерительных трансформаторов, расположенных у внешних зажимов генерато.ра.

248042

Редактор Н. С. Коган

Заказ 3253/6 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва %-35, Раушская наб., д. 4, 5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Корнеева

Техред А. А. Камышникова

Корректоры: М. Коробова и А. Абрамова