Устройство защиты магнитоэлектрического генератора от короткого замыкания (варианты)


 


Владельцы патента RU 2498473:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" (RU)
Федеральное государственное унитарное предприятие "ГосНИИАС" (RU)

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в магнитоэлектрических генераторах. Технический результат заключается в повышении эксплуатационного ресурса обмотки статора и уменьшении времени отключения обмоток магнитоэлектрического генератора при коротком замыкании, благодаря разделению каждой обмотки магнитоэлектрического генератора на части: правую и левую посредством блока защит. Для этого заявленное устройство по первому объекту содержит магнитоэлектрический генератор, первую, вторую, третью выходные клеммы, первую, вторую, третью обмотки статора, блок защит, первую вторую, третью пары отключающихся контактов, датчики температуры, при этом каждая обмотка статора разделена на правую и левую части блоком защит, первую пару, вторую, третью пару электрических контактов, выполненных в виде полупроводниковых вентилей. По второму объекту заявленное устройство содержит магнитоэлектрический генератор, первую, вторую, третью выходные клеммы, первую, вторую, третью обмотки статора, первую, вторую, третью пары отключающихся контактов, при этом каждая обмотка разделена на правую и левую части, блоком защит, первую, вторую, третью пары электрических контактов, выполненных в виде терморезистров. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области электромашиностроения и может быть использовано в магнитоэлектрических генераторах.

Известно устройство защиты от короткого замыкания [патент РФ №2399137С1, кл. Н02Н 7/06, 26.12.2008 г.], установленное в генераторе переменного тока для управления током возбуждения, создаваемым обмоткой возбуждения генератора переменного тока, содержащее: пусковой переключатель, электрически соединенный с обмоткой возбуждения и работающий так, что включение/выключение пускового переключателя соответствует пропусканию/отсечке тока возбуждения; датчик, имеющий узел токового входа и узел токового выхода, соответственно электрически соединенные с пусковым переключателем и потенциалом заземления, при этом датчик пропускает ток возбуждения, когда пусковой переключатель включен; цепь усиления, содержащая входной конец и выходной конец, при этом входной конец электрически присоединен к узлу токового входа датчика.

Основным недостатком такого устройства является ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что применение данного устройства невозможно в магнитоэлектрических генераторах.

Известно устройство для защиты генератора переменного тока от короткого замыкания в системе электроснабжения с резервированием [патент РФ №1017146, кл. Н02Н 7/06, 27.08.2004 г.], содержащее контактор для подключения генераторов к шинам, блок трансформаторов тока в цепи статорной обмотки генератора, блок трансформаторов тока в цепи нагрузки, полупроводниковые диоды по числу фаз генератора и исполнительный элемент, вход которого подключен к выходу однополупериодного выпрямителя, образованного диодами и встречно-включенными вторичными обмотками блоков трансформаторов тока, вторичные обмотки блоков трансформаторов тока шунтированые диодами, при этом по отношению к диодам выпрямителя диоды, шунтирующие обмотки блока трансформаторов тока в цепи статорной обмотки генератора, включены согласно, а диоды, шунтирующие обмотки блока трансформаторов тока в цепи нагрузки, - встречно.

Основным недостатком такого устройства являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что применение данного устройства невозможно в магнитоэлектрических генераторах.

Наиболее близким к предлагаемой конструкции является конструкция устройства защиты магнитоэлектрического генератора [патент США №4950973, кл. Н02Р 9/10, 21.08.1990 г.], содержащего генератор с постоянными магнитами первую, вторую и третью выходные клеммы, блок защит, содержащий первую, вторую и третью пару электрических контактов, и первую, вторую, третью обмотку статора. Первая обмотка статора электрически соединена между первой парой электрических контактов и нейтральной точкой; вторая обмотка статора электрически соединена, между второй выходной клеммой и нейтральной точкой; третья обмотка статора электрически соединена между третьей парой электрических контактов и нейтральной точкой; третья обмотка статора, содержит средства для открытия и закрытия первой и второй пары электрических контактов в ответ на сигнал управления.

Недостатком этой конструкции является ограниченность эксплуатационного ресурса обмотки статора, вызванная тем, что при коротком замыкании обмотка статора магнитоэлектрического генератора целиком подвергается воздействию тока короткого замыкания и ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что управляющий сигнал определяется только значением силы тока.

Задача изобретения - расширение функциональных возможностей, благодаря использованию управляющего сигнала, определяемого не только значением силы тока, но и температурой.

Техническим результатом является повышения эксплуатационного ресурса обмотки статора и уменьшение времени отключения обмоток магнитоэлектрического генератора при коротком замыкании, благодаря разделению каждой обмотки статора магнитоэлектрического генератора на две части: правую и левую посредством блока защит.

Указанный технический результат и поставленная задача по первому варианту достигается тем, что в устройстве защиты магнитоэлектрического генератора от короткого замыкания, содержащее магнитоэлектрический генератор, первую, вторую и третью выходные клеммы, первую, вторую, третью обмотки статора, блок защит, содержащий первую, вторую, третью пару отключающих контактов, согласно изобретению, каждая обмотка статора разделена на правую и левую части, блоком защит, содержащим датчики температуры, при этом первая, вторая, третья пары электрических контактов выполнены в виде полупроводниковых вентилей.

Указанный технический результат и поставленная задача по второму варианту достигается тем, что в устройстве защиты магнитоэлектрического генератора от короткого замыкания, содержащее магнитоэлектрический генератор, первую, вторую и третью выходные клеммы, первую, вторую, третью обмотки статора, блок защит, содержащий первую, вторую, третью пару отключающих контактов, согласно изобретению, каждая обмотка статора разделена на правую и левую части, блоком защит, при этом первая, вторая, третья пары электрических контактов выполнены в виде терморезисторов.

Существо изобретения поясняется чертежами. На фигуре 1 изображена схема соединения обмоток магнитоэлектрического генератора по первому варианту, на фигуре 2 изображена схема соединения обмоток магнитоэлектрического генератора по второму варианту.

Устройство по первому варианту содержит: магнитоэлектрический генератор, состоящий из статора с уложенными в нем обмотками и ротора с установленными на нем постоянными магнитами; первую выводную клемму 1, вторую выводную клемму 2, третью выводную клемму 3 соединенные электрически соответственно с правой частью первой обмотки статора 4, второй обмотки статора 5, третий обмотки статора 6, которые разделены через блок защит 7 и первую пару электрических контактов выполненных в виде полупроводникового вентиля 8, вторую пару электрических контактов, выполненную в виде полупроводникового вентиля 9, третью пару электрических контактов, выполненную в виде полупроводникового вентиля 10, с левой частью первой обмотки статора 11, второй обмотки статора 12, третий обмотки статора 13, при этом в блоке защит 7 установлены датчики температуры 14, 15, 16.

Устройство по второму варианту содержит: магнитоэлектрический генератор, состоящий из статора с уложенными в нем обмотками и ротора с установленными на нем постоянными магнитами; первую выводную клемму 1. вторую выводную клемму 2, третью выводную клемму 3 соединенные электрически соответственно с правой частью первой обмотки статора 4, второй обмотки статора 5, третий обмотки статора 6, которые разделены через блок защит 7 и первую пару электрических контактов выполненных в виде терморезисторов 8, вторую пару электрических контактов, выполненную в виде терморезисторов 9, третью пару электрических контактов, выполненную в виде терморезисторов 10, с левой частью первой обмотки статора 11, второй обмотки статора 12, третий обмотки статора 13.

Устройство по первому варианту работает следующим образом. После запуска магнитоэлектрического генератора в правой части первой обмотки статора 4, второй обмотки статора 5, третьей обмотки статора 6 и соответствующих им первой выводной клеммы 1, второй выводной клеммы 2. третьей выводной клеммы 3 протекает электрический ток, через блок защит 7 и первую пару электрических контактов, выполненную в виде полупроводникового вентиля 8, вторую пару электрических контактов, выполненную в виде полупроводникового вентиля 9, третью пару электрических контактов, выполненную в виде полупроводникового вентиля 10, ток протекает в левые части первой обмотки статора 11,второй обмотки статора 12,третьей обмотки статора 13. При возникновении на первой выводной клемме 1, второй выводной клемме 2, третьей выводной клемме 3 и в первой обмотке статора 4, второй обмотке статора 5, третьей обмотке статора 6 короткого замыкания ток короткого замыкания протекает по правой части первой обмотки статора 4, второй обмотки статора 5, третьей обмотки статора 6 и первую пару электрических контактов, выполненную в виде полупроводникового вентиля 8, вторую пару электрических контактов, выполненную в виде полупроводникового вентиля 9, третью пару электрических контактов, выполненную в виде полупроводникового вентиля 10 которые размыкают цепь по управляющему сигналу: правая часть обмоток статора 4, 5, 6 - левая часть обмоток статора 10, 11, 12. Причем размыкание электрической цепи правая часть обмоток статора 4, 5, 6 - левая часть обмоток статора 10, 11, 12 осуществляется не только посредством управляющего сигнала первой пары электрических контактов, выполненной в виде полупроводникового вентиля 8, второй пары электрических контактов, выполненной в виде полупроводникового вентиля 9, третьей пару электрических контактов, выполненной в виде полупроводникового вентиля 10, но и посредством управляющего сигнала датчиков температуры 14, 15, 16.

Устройство по второму варианту работает следующим образом. После запуска магнитоэлектрического генератора в правой части первой обмотки статора 4, второй обмотки статора 5, третьей обмотки статора 6 и соответствующих им первой выводной клеммы 1, второй выводной клеммы 2, третьей выводной клеммы 3 протекает электрический ток, через блок защит 7 и первую пару электрических контактов, выполненную в виде терморезисторов 8, вторую пару электрических контактов, выполненную в виде терморезисторов 9, третью пару электрических контактов, выполненную в виде терморезисторов 10, ток протекает в левые части первой обмотки статора 11,второй обмотки статора 12,третьей обмотки статора 13. При возникновении на первой выводной клемме 1, второй выводной клемме 2, третьей выводной клемме 3 и в первой обмотке статора 4, второй обмотке статора 5, третьей обмотке статора 6 короткого замыкания ток короткого замыкания протекает по правой части первой обмотки статора 4, второй обмотки статора 5, третьей обмотки статора 6 и первую пару электрических контактов, выполненную в виде терморезисторов 8, вторую пару электрических контактов, выполненную в виде терморезисторов 9, третью пару электрических контактов, выполненную в виде терморезисторов 10 которые размыкают цепь по управляющему сигналу: правая часть обмоток статора 4, 5, 6 - левая часть обмоток статора 10, 11, 12.

Итак, заявляемое изобретение позволяет повысить эксплуатационный ресурс обмотки статора, благодаря разделению первой, второй и третьей обмотки статора магнитоэлектрического генератора на две части: правую и левую посредством блока защит и расширение функциональных возможностей, благодаря использованию отключающего сигнала определяемого не только значением силы тока, но и температурой

1. Устройство защиты магнитоэлектрического генератора от короткого замыкания, содержащее магнитоэлектрический генератор, первую, вторую и третью выходные клеммы, первую, вторую, третью обмотки статора, блок защит, содержащий первую, вторую, третью пару отключающихся контактов, отличающееся тем, что каждая обмотка статора разделена на правую и левую части, блоком защиты, содержащим датчики температуры, при этом первая пара, вторая, третья пара электрических контактов выполнена в виде полупроводниковых вентилей.

2. Устройство защиты магнитоэлектрического генератора от короткого замыкания, содержащее магнитоэлектрический генератор, первую, вторую и третью выходные клеммы, первую, вторую, третью обмотки статора, блок защит, содержащий первую, вторую, третью пару отключающихся контактов, отличающееся тем, что каждая обмотка статора разделена на правую и левую части, блоком защит, при этом первая, вторая, третья пара электрических контактов выполнена в виде терморезисторов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике, конкретно к приводной системе с выпрямителем тока привода, синхронной электрической машине с постоянным возбуждением и управляющим устройством.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при проектировании электромашинных систем генерирования электроэнергии, предназначенных для электрооборудования летательных аппаратов и других автономных объектов.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электрических генераторных системах для ограничения тока генератора. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для защиты автоматического регулятора напряжения от противоэлектродвижущей силы, создаваемой реакцией арматуры электрогенератора при подсоединении к нему фазоопережающей нагрузки.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к технологическому контролю мощных генераторов, и может быть использовано на электростанциях для защиты от увлажнения изоляции электрических цепей генераторов.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в преобразователях постоянного напряжения в переменное. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты от замыканий на землю обмотки статора генератора, работающего на сборные шины. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах текущего контроля и/или управления синхронной электрической машины в электростанциях или установках, содержащих указанную машину и указанное устройство контроля.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах автономного электроснабжения железнодорожных вагонов с электрогенераторами самовозбуждения для регулирования тока возбуждения электрогенераторов.

Изобретение относится к области электроэнергетики и может быть использовано в электроэнергетических системах, системах электроснабжения, электрических сетях при управлении режимами работы синхронных электрических машин (генераторов, двигателей), включенных в электрическую сеть, для контроля запасов и предотвращения нарушений устойчивости параллельной работы. Технический результат - повышение надежности и достоверности определения запасов устойчивости режимов синхронных машин. В способе контроля запасов устойчивости синхронизирование измеряют модули и фазы напряжений на шинах синхронных машин, выдаваемые или потребляемые синхронными машинами активную и реактивную мощности при естественно или искусственно создаваемых изменениях режима их работы. По величинам напряжений на шинах электростанций и выдаваемых активной и реактивной мощностям, известным внутренним сопротивлениям синхронных машин вычисляют значения ЭДС и углов роторов синхронных машин, составляют систему уравнений установившихся режимов работы синхронных машин, связывающих собственные и взаимные проводимости ЭДС синхронных машин с измеренными выдаваемыми мощностями, составляют систему уравнений установившегося режима синхронных машин рассчитывают режимы установившегося режима синхронных машин, фиксируют предел по устойчивости и используют полученные пределы для расчета запасов устойчивости и ограничения мощности синхронных машин. 6 ил.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к релейной защите синхронных генераторов, и может быть использовано на электрических станциях для защиты синхронных генераторов от замыкания обмотки возбуждения на землю в одной точке, а также для контроля сопротивления изоляции. Технический результат - повышение надежности работы системы контроля состояния изоляции и релейной защиты цепей возбуждения. Полюса обмотки возбуждения шунтируют сопротивлениями, часть которых периодически шунтируется управляемыми ключами с целью изменения состояния измерительной схемы, измеряют напряжения на определенных элементах схемы и вычисляют сопротивление изоляции по формуле, приведенной в описании изобретения. Блок-схема способа включает в себя обмотку возбуждения (1); контролируемое сопротивление изоляции (3); два шунтируемых сопротивления (6) и (8); два управляемых ключа (5) и (9), шунтирующих сопротивления (6) и (8) соответственно; добавочные высокоомные сопротивления (2) и (4), включенные между полюсами обмотки возбуждения и ключами (5) и (9); блок (10) управления ключами; блок измерения 11; выходной релейный блок (12); блок (13) контроля исправности ключей; заземляющее сопротивление (70. Технический результат получают путем снижения уровня напряжений на шунтирующих ключах путем разделения их с выводами обмотки возбуждения при помощи высокоомных сопротивлений, а сами ключи для осуществления контроля их исправности подключают параллельно к сопротивлениям, на которых измеряют напряжения. 2 ил.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение селективности защиты. Для выполнения защиты источник контрольного тока непромышленной частоты включен в разомкнутый треугольник трансформатора напряжения через фильтр, который имеет малое сопротивление на частоте контрольного тока и большое сопротивление на промышленной частоте. Это достигается тем, что последовательно с токоограничивающим элементом, который в известном устройстве представляет собой дроссель с линейной вольт-амперной характеристикой, включен конденсатор. Благодаря этому совмещены требования обеспечения достаточного для надежного измерения контрольного тока и необходимого ограничения тока промышленной частоты. Пусковой орган защиты подключен к вторичной обмотке измерительного трансформатора напряжения, соединенной в разомкнутый треугольник. Избирательный орган, который обеспечивает функцию селективности защиты, подключен к фильтру тока нулевой последовательности, который установлен на выводах генератора. Выходы пускового органа и избирательного органа подключены к входам логического элемента И. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты синхронных электрических машин от витковых замыканий обмотки ротора. Задачей изобретения является предотвращение отключений синхронной электрической машины при внешних переходных процессах. Способ защиты синхронной электрической машины от витковых замыканий обмотки ротора заключается в том, что измеряют индукцию магнитного поля в двух точках торцевой зоны, которые смещены вдоль воздушного зазора на расстояние, кратное полюсному делению. Результаты измерения сравнивают между собой, определяют их разность А. В течение предварительно заданного времени сравнения проверяют выполнение неравенства А>B, где В=kОТС·А1, где kОТС - коэффициент отстройки, А1 - постоянная составляющая, измеренная в нормальном режиме работы синхронной электрической машины. Если это неравенство выполняется, то формируют сигнал на гашение магнитного поля ротора и отключение синхронной электрической машины от сети. Технический результат: предотвращение ложных срабатываний защиты синхронной электрической машины при внешних переходных процессах. 3 ил.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности. Согласно способу измеряют (301, 501) напряжение (Va, Vb, Vc) каждой фазы, по меньшей мере, на одном каждом выводе и ток (Ia, Ib, Ic) каждой фазы через этот вывод; определяют (302, 305, 306, 502-506), подвергается ли синхронный генератор внутренней неисправности в любой из его фаз. Определение включает в себя: преобразование (302, 502) измеренных фазных токов (Ia, Ib, Ic) и измеренных фазных напряжений (Va, Vb, Vc) в симметричные токи (I1, I2, I0) последовательности и симметричные напряжения (V1, V2, V0) последовательности соответственно. Способ дополнительно включает в себя этапы, на которых контролируют (305, 505), по меньшей мере, одну из следующих переменных: остаточное напряжение (ΔV2) отрицательной последовательности; остаточное напряжение (ΔV0) нулевой последовательности; полное сопротивление (Z2C) связи отрицательной последовательности; полное сопротивление (Z0C) связи нулевой последовательности, причем каждую из этих переменных вычисляют исходя из симметричных составляющих (I1, I2, I0, V2, V0) последовательности и, по меньшей мере, одного удельного полного сопротивления (Z00, Z22) генератора; и определяют (306, 504, 506), подвергается ли синхронный генератор неисправности обмотки или нет, исходя из вычисления, по меньшей мере, одного остаточного напряжения (ΔV0, ΔV2) или полного сопротивления (Z2C, Z0C) связи. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 7 ил.
Наверх