Устройство для защиты синхронного генератора от потери возбуждения и асинхронного режима
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ
Союз Советских
Соцналнстнческнх
Реслу6лнк
Н 02 Н 7/06 (22} Заявлено 201279 (21) 2855284/24-07 с присоединением заявки М— (23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий Опубликовано 230881. Бюллетень М 31 Дата опубликования описания 238881 (53) УДК 621, 316., 925 (088. 8) (72) Авторы изобретения Ф. Л. Коган, В. Г. Сутягин, Г. И. Воронин и .К. А, .Варакин, t <. - ь;., Предприятие Сибтехэнерго" Производственного объединенйя-- — ". наладке, совершенствованию технологии и эксплуатация электростанций и сетей "Союзтехэнерго" (73) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА OT ПОТЕРИ ВОЗБУЖДЕНИЯ И АСИНХРОННОГО РЕЖИМА Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам защиты синхронного генератора. Известны устройства защиты от потери возбуждения, включенные в цепь 5 возбуждения генератора через те или иные преобразователи и срабатывающие при уменьшении тока возбуждения ниже некоторой уставки, которая выполняется независимой, или автоматически изменяется с помощью дополнительных преобразователей в зависимости от активной мощности генератора 11 и (. 2), Недостатком этих устройств явля- т5 ется вероятность их ложного срабатывания при синхронных качаниях в энергосистеме, когда ток в обмотке возбуждения (0B) генератора периодически уменьшается из-эа наведения тока. 2О со стороны статора в противофазе с вынужденным потоком от возбудителя, а также при отключении коротких замыканий во внешней сети и при воз-действии автоматического регулятора 25 возбуждения (APB) на развозбуждение, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для защиты синхронного генератора от потери возбуждения и ЗО асинхронного режима, выполненное на основе нуль-индикатора, представляющего собой трехобмоточнос герконовое реле. Обмотка подмагничивания этого реле, обеспечивающая его работу в режиме нуль-индикатора, включается в цепи оперативного постоянного тока защищаемого генератора, а управляющая обмотка реле подключается к измерительному шунту в цепи ОВ и создает ампервитки, пропорциональные величине тока i â ОВ генератора. Третья . обмотка реле включается через стабилитрон на выход блока изменения уставки APB генератора по напряжению и предназначена для предотвращения ложного срабатывания .в случаях, когда вследствие действия APB на развозбуждение возможно уменьшение тока в ОВ до нуля при синхронной работе или при качаниях в энергосистеме ° Это устройство является селективным и успешно эксплуатируется на ряде турбогенераторов мощностью 300 и 5ОО Мвт C33. Недостатком устройства является зависимость его параметров от типа и конкретного исполнения APB гене8581 66 ратОра, что требует выполнения различных модификаций реле. Цель изобретения — обеспечение седективности действия устройства и его унификация. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для защиты синхронного генератора от потери воз.буждения и асинхронного режима, содержащее герконовое реле, обмотка подмагничивания которого подключена в цепь оперативного постоянного тока, управляющая обмотка подключена к преобразователю тока возбуждения в аналоговый сигнал и обмотка самоблокировки со стабилитроном в цепи, обмотка самоблокировки герконового ре-. ле подключена через введенный полярочувствительный элемент параллельно обмотке возбуждения генератора, На фиг, 1 приведена принципиальная схема устройства на фиг. 2 - характеристика его работы (А - зона срабатывания реле, Б - граница действия самоблокировки, которая может изменяться выбором ампервитков обмотки самоблокировки). Устройство содержит герконовое реле 1, обмотка подмагничивания которого включена через балластное сопротивление 2 в цепь постоянного оперативного тока защищаемого генератора, Обмотка управления подключается на вход преобразователя тока возбуждения в аналоговый сигнал, в качестве которого (фиг, 1) указан измерительный шунт 3 в цепи обмотки возбуждения ОВ-4, а обмотка самоблокировки подключена через полярочувствительный элемент 5 параллельно ОВ-4, Полярочувствительный элемент, выполненный в данном случае с помощью балластного сопротивления, стабилитрона и диода обеспечивает протекание тока в обмотке самоблокировки только при отрицательном напряжении на зажимах OB. При напряжении на зажимах OBO<>iO ток в обмотке самоблокировки не про,текает и устройство, являющееся нульиндикатором, срабатывает при прохождении тока в ОВ через нуль, Обеспечение устройством селективной защиты генератора от потери возбуждения и сопровождающего ее асинхронного режима основывается на следующем. При возникновении асинхронного режима синхронной машины из-эа потери возбуждения ток, наводимый со стороны статора и ОВ, при замыкании послед ней накоротко или на сопротивление носит энакопеременный характер и периодически проходит череэ нуль, а при размыкании О — равен нулю, При замыкании ОВ на вентили выпрямительной установки системы возбуждения ток в ее цепи периодически изменяется От некОторОГО пОложительнОГО ЗО 4О 50 значения при открытом состоянии вентилей до нуля при их запирании. При управляемых вентилях в случае сохранения управляющих импульсов ток в цепи ОВ изменяется аналогично, а при потере управляющих импульсов вентилиоказываются запертыми, независимо от полярности ЭДС, наводимой на OB. Во всех этих случаях индуктирован,ное напряжение на зажимах ОВ также носит периодически энакопеременный характер, Однако, если ток в продольных контурах ротора, в т,ч ° в цепи ОВ, изменяется в фазе с определяющей его ЭЦС, то напряжение на зажимах OB изменяется в противофазе с ней. Наведенный ток в продольных контурах ротора и напряжение на зажимах ОВ при скольжении ротора относительно поля статора .одновременно-проходят через нуль, что изменяется при этом в противоположных направлениях. Поэтому при отрицательной полярности тока в ОВ или в период его равенства нулю из-за запирания вентилей выпрямительной установки напряжение положительно и наоборот, При эамыкаиии OB накоротко (в т,ч. и через 1 открытые вентили) напряжение на зажимах ОВ равно нулю, При выпадении из синхрониэма возбужденного генератора из-за уменьшения возбуждения ниже уровня, достаточного для сохранения синхронной работы, напряжение на зажимах OB положительно как при совпадении направления индуктированного в ней тока с вынужденным током от возбудителя, так и при обратной полярности тока, индуктированного в продольных контурах ротора. В последнем случае, при эапирании вентилей выпрямительной установки, когда ток в ОВ равен нулю, на ее зажимах иэ-эа увеличения скольжения -возникает перенапряжение той же полярности, что и вынужденное напряжение от воэбудителут, т,е. положительное. Во всех этих случаях срабатывание устройства обеспечивается, поскольку соблюдаются УКаэаниые условия. Ток в ОВ i< = 0 Напряжение на ОВ U 0 В случае глубокого раэвоэбуждения генератора, например действием APB с переводом управляемого преобразователя системы возбуждения в режим инвертирования, что возможно при резком повышении напряжения в сети или периодически, при качаниях в энергосистеме, на зажимах ОВ возникает отрицательное напряжение, что может повлечь эа собой кратковременное уменьшение тока в ОВ до нуля с последующим его увеличением, причем за это время генератор не выпадает из синхроннзма. При этом полярочувствительиый элемент пропускает так в 858166 обмотку самоблокировки реле, ампервитки которой выбраны таким образом, чтобы предотвращалась возможность срабатывания реле как при i О, так и при отрицательных значениях в реально возможных пределах. Этим обеспечивается селективно"ть защита, поскольку исключается возможность срабатывания реле в переходных режимах генератора, не согровождакщихся возникновением асинхронных проворотов ротора, Эффективность предлагаемого устройства определяется тем, что оно позволяет предотвратить повреждения дорогостоящих синхронных генерато ров при их переходе в асинхронный 15 режим, автоматизировав их отключение или разгрузку до допустимого уровня, Предлагаемое устройство позволяет выявить асинхронный режим синхрон-, ф ного генератора на первом провороте и обеспечить автоматическую разгрузку его до безопасного уровня, либо отключение от сети при низких уровнях напряжения в системе, Устройство исключает повреждения генератора вследствие асинхронного режима, а -также возможные поломки в тепломеханической части блока, связанные с этим режимом, Кроме того, оно уменьшает вероятность возникнове о ния асинхронного хода в энергосистеме из-эа перехода в асинхронный режим воэбужденногб генератора вследствие недостаточного уровня его возбуждения, Формула изобретения Устройство для защиты синхронного генератора от потери возбуждения и асинхронного режима,- содержащее герконовое реле, обмотка подмагничивания которого включена в цепь оперативного постоянного тока, управляющая обмотка подключена к преобразователю тока возбуждения в аналоговый сигнал и.обмотка самоблокировки со стабилитроном в цепи, о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что, с целью обеспечения селективности защиты, обмотка самоблокировки герконового реле подключена через. введенный полярочувствительный элемент параллельно обмотке возбуждения генератора, Источники информации, принятые в внимание при экспертизе 1. Томаш Л, Защита при потере возбуждения синхронных машин, — Energetika (CSR), 9 1, 1961, 2. Авторское свидетельство СССР 9 396784, кл, Н 02 Н 7/06 1968, 3. Авторское свидетельство СССР h 649093, кл, Н 02 Н 7/06, 1976 (прототип). 858166 Составитель T. Щеголькова Редактор Г. Волкова Техред М. Голинка Корректор В. Синицкая Заказ 7262/88 . Тираж 675 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва,.Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5 Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул, Проектная, 4
