Устройство для защиты установки постоянного тока на многообмоточном синхронном генераторе,работающем через параллельно включенные выпрямительные мосты на общую нагрузку

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61 ) Допол н и тел ьное к а вт. с вид-ву (22)Заявлено 19 ° 03.80 (21) 2895375/24-07 {51 )М. К,,д.

3 с присоединением заявки Ж—

Н 02 H 7/06 йеудврственнмй комитет

СССР (23) Приоритетan делам изавретеннй и открытий

Опубликовано 23.12 ° 81 Бюллетень Рй 47

Дата опубликования описания 23 (53) УДК 621.316. . 925 (088. 8) (72) Авторы изобретения

А.С.Дордий, M.A.Ïoëòoðàöêèé, И.М.Румянцев, и Г.Д.Шевцов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЦИТЫ УСТАНОВКИ ПОСТОЯННОГО

ТОКА НА МНОГООБМОТОЧНОМ СИНХРОННОМ ГЕНЕРАТОРЕ, РАБОТАЮЦЕМ ЧЕРЕЗ ПАРАЛЛЕЛЬНО ВКЛЮЧЕННЫЕ

ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫЕ МОСТЫ НА ОБЦУ10 НАГРУЗКУ

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам защиты автономных источников постоянного тока, состоящих из многообмоточного генератора переменного тока, 5 работающего через параллельно включенные мосты на общую нагрузку, и может быть использовано для предотвращения в тяговом электрогриводе аварийных режимов, вызванных пробоем одного, двух или трех плеч любого из выпрямительных мостов, либо короткими замыканиями в обмотках генератора и соединительной кабельной трассе между генератором и выпрямительными мостами, а также на их выходных зажимах.

Трудность защиты таких систем заключается в том, что указанная силовая установка работает,как правило, длительно в режимах, связанных с глубоким регулированием напряжения, токоограничением и изменением частоты вращения вала генератора. В большинстве случаев генераторы не имеют выводов нейтрали и параллельные обмотки генераторов для уменьшения пульсации тока нагрузки соединяются по схеме k /Ь

Поэтому для решения поставленной задачи оказываются неприемлемыми известные устройства защиты, основанные на контроле величины напряжения

<1). Здесь не учитывается возможность регулирования напряжения на выходе генератора и изменения частоты вращения его вала, выявлении нарушения симметрии установки, применение которого требует наличия выводов нейтрали и соединения обмоток генератора по схеме Л /, сравнении тока возбуждения с током нагрузки, так как в этом случае не учитываются процессы регулирования напряжения и токоограничения установки.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство защиты синхронной электрической машины, предназначен3

89 ное для защиты синхронных электрических машин, имеющих постоянную частоту вращения вала генератора и содержит датчик тока возбуждения, подключенный к одному из входов сумматора, к другим входам которого подключены датчики тока якоря генератора и через функциональный преобразователь, датчик напряжения якоря генератора. Выход сумматора в свою очередь подключен к исполнительному органу, который при возникновении аварийной ситуации формирует рабочий сигнал, направляемый в систему регулирования возбуждения генератора (СРВ) (2).

Недостатком этого устройства яв)ляется нечувствительность к изменению частоты вращения вала, при котором происходит изменение зависимости величины напряжения на выходе генератора от тока возбуждения, так как ,=С,пФ, где U — напряжение якорной обмотки;

Св — электромашинная постоянная; ф - магнитный поток в рабочем зазоре машины, созданный обмоткой возбуждения;

n — число оборотов вала машины.

Кроме того, недостатком устройства является невозможность осуществлять защиту выпрямителей, так как для рассматриваемого устройства аварийная ситуация, возникающая в них при пробое вентилей, представляет собой внешнее короткое замыкание, на которое устройство не реагирует.

Цель изобретения — повышение чувствительности устройства и расширение его функциональных возможностей путем обеспечения защиты кабельных трасс и выпрямительных мостов.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для защиты установки постоянного тока на многообмоточном синхронном генераторе, работающем через параллельно включенные выпрямительные мосты на общую нагрузку, содержащее датчик тока возбуждения и функциональный преобразователь, подключенные к сумматору, датчик напряжения якоря и исполнительный орган, связанный с сумматором, дополнительно снабжено датчиком постоянного тока нагрузки, включенным на выходе установки и подключенным к одному из входов сумматора, а между выходом датчика напряжения якоря генератора и входом функционального

2565 4 преобразователя включено корректирующее звено, имеющее зависимую от частоты тока генератора передаточную функцию.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит датчик 1 тока возбуждения, подключенный к входу сумматора 2, к другим входам которого

1р подключены выход датчика 3 постоянного тока нагрузки и через корректирующее звено 4 и функциональный преобразователь 5 выход датчика 6 напряжения якоря генератора. В свою очередь выход сумматора 2 подключен через исполнительный орган 7 к системе регулирования возбуждения (СРВ) и к катушке отключения выключателя В 1.

Устройство работает следующим обер Р 3О .

В нормальных эксплуатационных ре.жимах рабочий сигнал защиты, поступающий от датчика 1 тока возбуждения на вход сумматора 2, сравнивается в нем с тормозным сигналом, формируемым из сигналов, поступающих от датчика

3 постоянного тока нагрузки и датчика 6 напряжения якоря генератора.

Сигнал датчика 6 напряжения перед, поступлением на вход сумматора 2 проходит предварительную обработку. Так как зависимость напряжения на зажимах цепи якоря от величины тока возбуждения носит нелинейный характер, то сигнал датчика 6 напряжения пре35 образуется в сигнал тока в соответствии с характеристикой намагничивания стали генератора, что позволяет исключить ложную работу реле при отключении внешней нагрузки установки.

Однако в тяговом электроприводе скорость вращения вала генератора не постоянна, и, следовательно, не постоо янна частота тока генератора. Если величина тока нагрузки не зависит от

45 частоты и определяется величинои нагрузки, то величина напряжения на зажимах якорной цепи при постоянной величине тока возбуждения определяется при отключенной нагрузке следующим соотношением:

О, =С 1о где Ug — напряжение на зажимах якорной цепи„ частота тока генератора;

55 ib - величина тока возбуждения;

I постоянный коэффициент, характеризующий конструкцию генератора, 892565

Таким образом, величина сигнала, поступающего на вход функционального преобразователя 5, при изменении частоты меняется в широких пределах.

Для устранения этого влияния производится коррекция сигнала датчика 6 напряжения посредством включения на его выходе корректирующего звена 4, имеющего зависимую от частоты тока передаточную функцию о

Ic=F/t/

При увеличении частоты тока сигнал, поступающий от датчика 6 напряжения поступает на вход функционального преобразователя 5, а при понижении частоты тока происходит обратный процесс, что исключает ложную работу защиты и повышает ее чувствительность и быстродействие, так как не требует отстройки от этих режимов.

При возникновении короткого замыкания в зоне действия защиты, охватывающей обмотку возбуждения, обмотки якоря, соединительную кабельную трас- 5 су от генератора до выпрямителей и выпрямители, вызванного разрушением изоляции проводников или пробоем вентилей в любом из плеч мостов, образуется контур тока, вызывающий резкое увеличение тока возбуждения, не сопровождающееся увеличением напряжения генератора или тока нагрузки, что приводит к нарушению равновесия в суммирующем устройстве и формирова35 нии рабочего сигнала защиты поступаю) щего на вход исполнительного органа.

Таким образом, введение корректирующего звена в цепь датчика напряжения позволяет повысить чувствитель40 ность и быстродействие устройства защиты, исключить случаи ложной его работы, а введение датчика постоянного тока нагрузки, включенного на выходе установки, дает возможность осуществлять защиту не только генератора, но и кабельных трасс переменного тока (от генератора до выпрямительных мостов) и постоянного тока (от выпрямителей до распределительного щита), а также выпрямительных мостов от пробоя вентилей, что резко увеличивает функциональные возможности защиты, повышает ее надежность, упрощает реализацию схемы.

Формула изобретения устройство для защиты установки постоянного тока на многообмоточном синхронном генераторе, работающем через параллельно включенные выпрямительные мосты на общую нагрузку, содержащее датчик тока возбуждения и функциональный преобразователь, подключенные к сумматору, датчик напряжения якоря и исполнительный орган, связанный с сумматором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения чувствительности и расширения функциональных возможностей путем обеспечения защиты кабельных трасс и выпрямительных мостов, оно дополнительно снабжено датчиком постоянного тока нагрузки, включенным и подключенным к одному из входов сумматора,а между выходом датчика напряжения якоря генератора и входом функционального преобразователя включено корректирующее звено, имеющее зависимую от частоты тока генератора передаточную функцию.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 491182, кл. Н 02 Н 7/06, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

h 639076, кл. H 02 H 7/06, 1976.

892565

Составитель Т.Цеголькова

Редактор Т.1(угрышева Техред A. Савка

1(орректор Е. Рошко

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4

Заказ I 1 272/78 Тираж 678 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

143035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д,4/5