Способ защиты от замыкания на землю в одной точке цепи возбуждения синхронной машины

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1i i! 650 I5 I

Сс .еэ СОВетских

Сациалистическик

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 17.05.76 (21) 2360771 24-07 с присоединением заявки № (51) М Кл а

Н 02Н 7/06 (43) Опубликовано 28.02.79. Бюллетень ¹ 8 (45) Дата опубликования описания 28.02.79 (53) УДК 621.316.925 (088.8) па делам изобретений и OTKpbITHM (72) Автор изобретения

В. И. Невмержицкий (71) Заявитель (54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ОТ ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ

В ОДНОЙ ТОЧКЕ ЦЕПИ ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННОЙ

МАШИНЫ

ГосУдаРстеенный иемитет (23) Приоритет

Предложение относится к защите цепей возбуждения мощного синхронного генератора или компенсатора, например к защите его обмотки возбуждения, возбудителя или обмотки возбуждения и возбудителя вместе.

При этом оно может быть использовано для защиты цепей возбуждения, работающих как на постоянном, так и на выпрямленном токе.

Известны способы защиты от замыкания на землю в одной точке цепи возбуждения синхронной машины (1, 2).

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является способ, описанный в (2).

Известный способ основан на наложении оперативного тока на защищаемую цепь со стороны ее положительного вывода, измерении его, сравнения измеряемой величины с эталонной величиной и формировании отключающего сигнала в случае превышения измеряемой величины над эталонной величиной.

Известный способ недостаточно надежен.

Им не обеспечивается необходимая избирательность и не исключается отрицательное влияние напряжений различных частот, возникающих на обмотке возбуждения, например, в асинхронных режимах или качаниях в энергосистеме.

Отсутствие избирательности не позволяет выполнить отключение генератора при замыкании только заданной цепи, например обмотки возбуждения. А влияние напряжений обмотки возбуждения может приводить к ложным отключениям генератора, т. е. к отключениям при отсутствии замыканий, а также к повреждению аппаратуры защиты.

Целью настоящего изобретения является устранение указанных недостатков.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе защиты от замыкания на землю в одной точке цепи возбуждения синхронной машины, например обмотки возбуждения синхронного генератора, основанном на наложении оперативного тока на цепь возбуждения со стороны ее положительного вывода, измерении его, сравнении измеряемой величины с эталонной величиной и формировании отключающего сигнала в случае превышения измеряемой величины над эталлонной величиной, дополнительно осуществляют наложение оперативного тока со стороны отрицательного вывода цепи возбуждения, а в качестве измеряемой величины берут сумму оперативных токов положительного и отрицательного выводов цепи возбуждения.

Сущность предложения поясняется чертежом, на котором представлена схема выпол3 нения защиты обмотки возбуждения генератора с наложением оперативного тока на оба вывода обмотки возбуждения и измерением суммы оперативных токов этих выводов. —.,й а

Наложение оперативного тока на выводы обмотки 4 возбуждения ОВ осуществляют с помощью источника 5 оперативного переменного тока И, присоединяемого одним своим выводом к выводам обмотки 4 возбуждения через сопротивления Zl и Z2, а другим выводам к земле через сопротивление 23. Сопротивления Zl и Z2 выоирают такими, чтооы оыло минимальным напряжение, прикладываемое к источнику 5 оперативного тока со стороны обмотки возбуждения. Сопротивление 23 выбирают таким, чтобы ток в точке замыкания на землю не превышал максимального допустимого значения.

В качестве источника переменного оперативного тока может быть использован генератор частоты, например генератор 25 Гц, применяемый в защите от замыкания на землю типа КЗР-3, но это может быть и генератор другой частоты. Так как в данном способе в качестве измеряемой величины берут сумму оперативных токов выводов защищаемой цепи, влияние напряжений различных частот, возникающих на обмотке возбуждения, значительно уменьшается и поэтому частоту источника также, как и его напряжение, можно выбирать главным образом из условия обеспечения заданной чувствительности защиты.

Измерение суммы оперативных токов выводов обмотки возбуждения производят с помощью трансформаторов 7 тока и измерительного органа — реле 8. С помощью реле

8 производят также сравнение этой суммы с эталоннои величиной (уставкой реле) и формируют отключающий сигнал в случае превышения суммы токов над уставкой реле.

Реле целесообразно выбирать, реагирующее на ток или напряжение заданной частоты, в данном случае частоты источника оперативного тока. Но это может быть и реле, реагирующее на активную составляющую тока оперативного источника, применяемое в защите типа КЗР-3. Сумму токов в выводах защищаемой цепи можно измерять и с помощью одного трансформатора, пропуская в его окно в одном направлении оба вывода защищаемой цепи, Достижение избирательности и исключения отрицательного влияния напряжений обмотки возбуждения при осуществлении защиты данным способом поясняется следующим образом.

При замыкании на землю обмотки возбуждения OB от источника 5 к точке замыкания параллельно через положительный и отрицательный выводы обмотки 4 протекают два примерно одинаковых тока, которые в сумме равны току источника 5 и имеют

650151 частоту источника. Поскольку эти токи протекают через трансформаторы 7 в одинаковом напряжении, в реле 8 они складываются и последнее сраоатывает.

llри замыкании на землю не в обмотке 4 возбуждения, а в другои цепи возбуждения генератора, например в возбудителе б, токи источника 5 протекают к месту замыкания преимущественно по двум параллельным цепям, первая из которых содержит сопротивление 21 и положительный вывод возбудителя б, а вторая — сопротивление Z2 и отрицательныи вывод возоудителя б . 11ри этом в цепи оомотки 4 через транс<рорматоры 7 тока будет протекать ток, определяемый только разностью сопротивлении указанных двух цепей, 1lри равенстве этих сопротивлении, оперативныи ток в цепи трансформаторов i будет равен нулю и реле 8 не будст срабатывать. Реле не будет срабатывать и в случае значительного отличия этого тока от нулевого значения, так как он протекает через трансформаторы 7 в разных направлениях и благодаря чему сумма токов в реле будет равна нулю.

Возникновение на обмотке возбуждения напряжений различных частот для рассматриваемого способа имеет значение только в том случае, если оно значительно отражается на токе возбуждения генератора. Очевидно вследствие значительной индуктивности обмотки частота изменения тока возбуждения не может быть большой и отстроика от нее путем выбора частоты источника не представляет существенных затруднений.

Но кроме этого, влияние колебаний тока возбуждения исключается тем, что ток возбуждения протекает через трансформаторы

7 в разных направлениях, олагодаря чем вторичные токи трансформаторов, протекающие в реле 8, направлены встречно и в реле протекает лишь ток небаланса, обусловленный неидентичностью характеристик трансформаторов тока.

Разумеется, в связи с тем, что через трансформаторы тока могут протекать сравнительно большие переменные токи, требования к идентичности их характеристик должны быть высокими.

Для осуществления совместной защиты обмотки возбуждения 4 и возбудителя 6 трансформаторы тока необходимо устанавливать в цепи сопротивлений 21 и 22, а для осуществления защиты возбудителя б — в цепи выводов возбудителя.

Предлагаемый способ является простым и достаточно надежным, так как благодаря использованию наложения оперативного тока и суммы оперативных токов в выводах защищаемой цепи позволяет осуществлять защиту не только всех цепей возбуждения вместе, но и отдельных их участков, что особенно важно при выполнении защиты обмотки возбуждения генератора с действием

65 на отключение.

650151

Составитель Л. Васькова

К ор рект оры: E. Хмелева и О. Тюрина

Редактор В. Герцен

Техред А. Камышникова

Заказ 271б, IO Изд. М 100 Тираж 865 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж,-35, Раушская паб., д. 415

Типография, пр. Сапунова, 2

Предлагаемым способом может быть выполнена надежная защита цепей возбуждения, работающих как на постоянном, так и выпрямленном токе, с чувствительностью, не зависящей от режима работы генератора и места возникновения замыкания в защищаемой цепи.

Формула изобретения

Способ защиты от замыкания на землю в одной точке цепи возбуждения синхронной машины, основанный на наложении оперативного тока на цепь возбуждения со стороны ее положительного вывода, измерении его, сравнении измеряемой величины с эталонной величиной и формировании отключающего сигнала в случае превышения измеряемой величины над эталонной величиной, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности дополнительно осуществляют наложение оперативного тока

5 со стороны отрицательного вывода цепи возбуждения, а в качестве измеряемой величины берут сумму оперативных токов положительного и отрицательного выводов цепи возбуждения.

1О Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Черников Г. Б. Защита от замыканий на землю ротора генератора с вентильным возбудителем, журнал «Электричество», 15 М 5, 1965.

2. Авторское свидетельство СССР № 258431, кл. Н 02Н 7/06, 1968.