Способ защиты синхронных генераторов от замыкания на землю в одной точке цепи возбуждения



Способ защиты синхронных генераторов от замыкания на землю в одной точке цепи возбуждения
Способ защиты синхронных генераторов от замыкания на землю в одной точке цепи возбуждения

 


Владельцы патента RU 2508587:

Общество с ограниченной ответственностью "Исследовательский центр "Бреслер" (RU)

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.

 

Настоящее 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.

Известен способ [1] защиты цепей возбуждения от замыкания на землю, выполненный с использованием измерительного моста, в состав одного из плеч которого входит обмотка возбуждения, когда в одну из диагоналей моста включается вспомогательный источник напряжения, а в другую - измерительный орган.

Основным недостатком этого способа является сложность его технической реализации, в том числе обусловленная использованием вспомогательного источника напряжения. Кроме того, на точность измерительного органа негативно влияет возможное в эксплуатации изменение емкости цепи возбуждения.

Наиболее близким заявленному техническому решению, выбранным в качестве прототипа, является способ определения эквивалентного сопротивления изоляции электрической цепи постоянного тока [2], при котором периодически и поочередно с помощью высоковольтного коммутатора на основе электронных ключей шунтируют добавочным сопротивлением определенного значения полюса контролируемой цепи и измеряют напряжение на каждом полюсе сети в установившемся режиме, усредняют измеряемые напряжения и вычисляют эквивалентное сопротивление изоляции сети постоянного тока.

Существенным недостатком прототипа является необходимость применения высоковольтных полупроводниковых ключей, к которым предъявляются повышенные требования по допустимым напряжениям, что усложняет и удорожает схему, понижает ее надежность.

Цель изобретения заключается в упрощении системы контроля состояния изоляции и релейной защиты цепей возбуждения, повышении надежности ее работы. Поставленная цель достигается тем, что снижают уровень 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.

На фиг.1 приведена блок-схема предлагаемого способа.

Схема включает в себя обмотку возбуждения 1; контролируемое сопротивление изоляции 3; два шунтируемых ключами сопротивления 6 и 8; два управляемых ключа 5 и 9, шунтирующих сопротивления 6 и 8 соответственно; добавочные высокоомные сопротивления 2 и 4, разделяющие полюса обмотки возбуждения и ключи 5 и 9; заземляющее сопротивление 7; блок 10 управления ключами; блок измерения 11; выходной релейный блок 12; блок 13 контроля исправности ключей.

Способ реализуется следующим образом.

Блок 10 выдает сигнал управления s ( t ) , где t - текущее время, посредством которого осуществляется периодическая коммутация ключей 5 и 9. Периодический сигнал управления s ( t ) с периодом τ представлен на фиг.2. Когда s ( t ) = 1 , ключ 5 замкнут, а ключ 9 разомкнут. Когда s ( t ) = 0 , ключ 5 разомкнут, а ключ 9 замкнут. Период τ выбирается исходя из условия полного затухания переходных процессов, обусловленных коммутацией ключей, за время τ/2. Блок измерения 11 измеряет напряжения на сопротивлениях 6, 7 и 8 в установившемся режиме, усредняет измеряемые напряжения и производит вычисление сопротивления изоляции по формуле:

R и з = R 2 R 1 R 1 U в 1 U в 2 ( R + R 1 ) ( U 12 U в 1 + U 21 U в 2 ) U 32 U в 1 U 31 U в 2 R 2 ,

где Rиз - величина сопротивления изоляции 3;

R - величина добавочных высокоомных сопротивлений 2 и 4;

R1 - величина шунтируемых сопротивлений 6 и 8;

R2 - величина заземляющего сопротивления 7;

U21 - усредненное напряжение на сопротивлении 8 при шунтировании ключом 5 сопротивления 6, когда s ( t ) = 1 ;

U31 - усредненное напряжение на сопротивлении 7 при шунтировании ключом 5 сопротивления 6, когда s ( t ) = 1 ;

U12 - усредненное напряжение на сопротивлении 6 при шунтировании ключом 9 сопротивления 8, когда s ( t ) = 0 ;

U32 - усредненное напряжение на сопротивлении 7 при шунтировании ключом 9 сопротивления 8, когда s ( t ) = 0 ;

Uв1 - напряжение на обмотке возбуждения в момент измерения напряжений U21 и U31;

Uв2 - напряжение на обмотке возбуждения в момент измерения напряжений U12 и U32.

На точность расчета сопротивления изоляции не влияет изменение напряжения возбуждения, поскольку учитывается, что Uв1≠Uв2. Напряжения Uв1 и Uв2 вычисляются блоком 11 по следующим формулам:

U в 1 = 2 R + R 1 R 1 U 21 + R R 2 U 31 ;

U в 2 = 2 R + R 1 R 1 U 12 R R 2 U 32 .

При выявлении блоком 13 неисправности ключей 5 или 9 выдается сигнал о неисправности и блокируется срабатывание блока 12. Может быть несколько критериев выявления неисправности ключей. К примеру, о неисправности свидетельствует наличие напряжения на сопротивлении 6 или 8 при его шунтировании или отсутствие напряжения на сопротивлении 6 или 8 при его дешунтировании.

Выходной релейный блок 12 осуществляет сравнение вычисленного блоком 11 сопротивления изоляции со значением параметра срабатывания и формирование выходного сигнала срабатывания защиты при снижении сопротивления ниже допустимого предела. Формирование выходного сигнала в блоке 12 обеспечивается только при устойчивом снижении сопротивления изоляции, т.е. наблюдаемом в течение заданного промежутка времени.

Способ может применяться для контроля состояния изоляции и релейной защиты цепей возбуждения, обеспечивая независимость результатов от изменения напряжения возбуждения, величины емкости цепи возбуждения и места ухудшения изоляции.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №612338, кл. Н02Н 7/06, 1978, бюл. №23.

2. Авторское свидетельство СССР №1569745, кл. G01R 27/18, 1990, бюл. №21.

Способ защиты синхронных генераторов от замыкания на землю в одной точке цепи возбуждения, заключающийся во включении между полюсами обмотки возбуждения генератора и землей измерительной схемы, состоящей из активных сопротивлений, управляемых ключей, блока измерения и выходного релейного блока, измерении напряжений на определенных активных сопротивлениях при затухании переходных процессов в измерительной схеме, обусловленных периодической коммутацией ключей, последующем расчете сопротивления изоляции из измеренных напряжений и выдаче сигнала срабатывания защиты в случае, когда в результате сравнения рассчитанное сопротивление изоляции оказывается меньше значения параметра срабатывания выходного релейного блока, отличающийся тем, что, с целью упрощения системы контроля состояния изоляции и релейной защиты цепей возбуждения и повышения надежности ее работы, между полюсами обмотки возбуждения и ключами включают добавочные высокоомные активные сопротивления, позволяющие снизить уровень напряжения на ключах, тем самым снизив требования к ним, а сами ключи для осуществления контроля их исправности подключают параллельно к активным сопротивлениям, на которых измеряют напряжения.



 

Похожие патенты:

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.

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.

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. .

Способ измерения сопротивления изоляции цепей постоянного тока, находящихся под рабочим напряжением, и устройство для его осуществления относятся к электроизмерительной технике и предназначены для использования преимущественно в автоматизированных системах контроля, диагностики и управления технологическими процессами.

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к автоматизированным системам контроля, и применяется при контроле сопротивления изоляции электрических цепей постоянного тока относительно корпуса.

Группа изобретений относится к электроизмерительной технике и предназначена для использования в автоматизированных системах контроля, диагностики и управления технологическими процессами.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике транспортных средств с электрической тягой, а именно к микропроцессорным системам управления и диагностики тепловозов.

Изобретение относится к электроэнергетике и предназначено для эксплуатационного контроля состояния изоляции относительно земли объектов под рабочим напряжением в трехфазных сетях с изолированной нейтралью, а также в сетях, где нейтраль заземлена через резистор или реактор.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и используется для измерения и постоянно действующего контроля сопротивления изоляции электрических сетей постоянного тока на кораблях, судах, шахтах, метрополитене и там, где есть разветвленные отдельные сети постоянного тока, изолированные от земли.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике транспортных средств с электрической тягой. .

Изобретение относится к электротехнике и предназначено к использованию при создании и применении устройств и систем для измерения сопротивлений изоляции в сетях постоянного тока, находящихся под напряжением.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для измерения емкости между фазами и корпусом (или землей) в любых трехфазных электросетях, например в судовых. Описан способ измерения фазной емкости электросети с изолированной нейтралью, который включает в себя поочередное измерение токов замыкания каждой из фаз и отличается тем, что дополнительно измеряют углы между векторами токов замыкания и векторами возникающих при замыканиях напряжений на нейтрали, используя которые рассчитывают фазные емкости. Способ повышает точность и устраняет ошибки при определении фазных емкостей электросети. 3 ил.
Наверх