Устройство для защиты генератора от асинхронного режима

 

Союз Советских

Соцмалмстмческмх

Республик

ОП ИСАНИ Е()9З61

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) 3a s eHo 05. 08. 80 (21)2995592/24-07 с присоепинением заявки М (23) Приоритет (5l)M. Кл.

Н. 02 Н 7/06

3Ьоударствснный комитет

СССР

II0 делам изобретений н открытий (53) УДК621. 316. .925(088,8) Опубликовано 15.06.82. Бюллетень Жв22

Дата опубликования описания 15 06.82 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ГЕНЕРАТОРА

ОТ АСИНХРОННОГО РЕЖИМА

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах релейной защиты и автоматики электрических станций, в частности для защиты синхронных генераторов от асинхронного режима, вызванного как потерей возбуждения, так и из-за переходных процессов в энер-. госистеме.

Известны устройства для выявления и прекращения асинхронного хода синхронных генераторов, основанные на выявлении величины скольжения по значению производных угла (1J.

Недостатками известных устройств являются их низкая надежность и сложность исполнения.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство содержащес блок формирования прямоугольных импульсов из напряжения генератора и блок формирования синхроимпуль<.а tiç налря кения системы, на выход которых подключен блок выявления и фиксации на четверть периода скольжения угла сдвига между напряжениями генератора и системы свыше

180о, имеющий два выхода для различных знаков угла сдвига, и блок контроля максимального скольжения, подключенный на выходы блока выявления через логический элемент ИЛИ(2).

Недостатком такого устройства является чувствительность к глубоким посадкам напряжения и его низкая надежность. В известном устройстве на вход блока выявления и фиксации на четверть периода скольжения угла сдвига между напряжениями генератора и системы свыше 1800 поступают прямоугольные импульсы, сформированные блоком формирования прямоугольных им20 пульсов из напряжения генератора, и импульсы сформированные блоком формирования,синхроимпульсов из напряжения системы. Так как величина! 76

40 !

2$1ют из себя пик-трансформаторы.

3$ ф$

3 936 прямоугольных импульсов зависит от ! величины напряжения, из которого они сформированы, то при глубоких посадках напряжения генератора устройство может не сработать, что приведет к повреждению генератора. Кроме того, поскольку нет строго определенной величины опасного скольжения для синхронных гейераторов, особенно гидрогенераторов, возможно зависание генератора в асинхронном режиме со .. скольжением ниже заданной установки, но опасном. для генератора. Поэтому известное устройство не обеспечивает требуемой надежности защиты генератора от асинхронного режима.

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок формирования импульсов из напряжения генератора, блок формирования импульсов из напряжения сис темы, на выходы которых подключен блок выявления и фиксации угла сдвига фаз между напряжениями генератора и системы на угол 180О, дополнительнс введен блок выявления и фиксации угла сдвига фазы между напряжением генератора и системы на угол 360., вход которогб соединен с каждым из блоков формирования импульсов, а выход - с блоком контроля.

Кроме того блоки формирования импульсов выполнены в виде пик-трансформаторов, вторичные обмотки которых соединены с входами обоих блоков выявления и фиксации, а блок контроля представляет собой счетчик проворотов, выполненный на тиристорах, цепи управления которых подключены к шинкам управления, одна из которых подключена к первому блоку выявления, другая к выходу второго блока выявления, а в анодные цепи nepeoro u последнего тиристоров включены катушки исполнительных реле. Надежная защита генератора с помощью устройства достигается за счет выявления и фиксации периода вращения векторов

ЭДС генератора и напряжения системы относительно друг друга при уг-. лах 180О и 360 в моменты прохождения амплитуды векторов напряжений через ноль, что обеспечивает работоспособность устройства в широком диапазоне изменения напряжения, от 0,05 Ин до 2 Ин, последнее может иметь место при асинхронном режиме генератора.

Кроме того, наличие счетчика поворотов позволяет выполнить воздействие для ресинхронизации генератора после первого же проворота

8 О на 180 и отключить генератор от сети ! при неуспешной ресинхронизации, после заданного числа несинхронных поворотов, независимо от величины скольжейия.

На чертеже представлена функциональная схема устройства с раскрытием принципиальной схемы функциональных блоков.

Устройство содержит блок 1 формирования импульсов из напряжения системы, блок 2 формирования импульсов из ЭДС генаратора (в качестве ЭДС генератора используется напряжение регуляторного генератора), к которым подключены блоки 3 и 4 выявления и фиксации угла сдвига фазы между ЭДС генератора и напряжением системы на угол 180О и 3600 соединенные с блоком контроля 5. Блоки 1 и 2 представляПервичная обмотка пик-тоансйооматора блока 1 подключена к напряжению системы, пик-трансформатора блока

2 - к ЭДС генератора. Каждый из блоков 3 и 4 представляет из себя транзисторный ключ с фазовым управлением, цепи базы и коллектора транзисторов служат входами блоков 3 и 4. Цепи базы подключены к вторичной обмотке пик-трансформатора блока 1, цепи коллекторов - к двум вторичным обмоткам пик-трансформатора блока 2.

Блок 5 контроля представляет из,: себя тиристорный счетчик импульсов, нечетные и четные тиристоры которого подключены к разным шинкам управления, в таком исполнении счетчик фик" сирует последовательное чередование импульсов на двух шинках управления.

Шинки управления служат входами блока 5 и соединены с выходом блоков 4 и 3. Количество тиристоров в счетчике поворотов определяется числом контролируемых проворотов, каждый проворот фиксируется срабатыванием двух тиристоров счетчика.

В анодные цепи первого и последнего тиристора включены катушки исполнительных реле.

Устройство работает следующим образом.

Первичные обмотки пик-трансформаторов 1 и 2 подключены соответствен" но к напряжению системы и ЭДС гене5 9361 ратора,,в качестве ЭДС используется напряжение регуляторного генератора1 жестко связанного с ЗДС по фазе. Напряжение в форме импульсов с вторичной обмотки пик-трансформатора блока 1 подается в цепи базы транзисторов блоков 3 и 4, с вторичных обмоток пик-трансформатора блока 2 — в коллекторные цепи.

Полярность подключения обмоток lo пик-трансформаторов выполнена таким образом, что при расхождении векторов контролируемого напряжения на угол 180О открывается транзистор блока 3, на угол 360О - транзистор 15 блока 4. При этом импульсы тока поочередно подаются на две шинки управления счетчика проворотов и вызывают последовательное открытие двух .тиристоров. 20

В анодные цепи тиристоров, фиксирующего первый проворот на угол

180о и заданное защитой число допустимых проворотов, включены исполнительные реле 6 и 7. Реле 6, срабатывающее при первом провороте на

180О, воздействует на разгрузку генератора по активной мощности с целью обеспечения условий его ресинхронизации. При неуспешной ресинхронизации срабатывает реле, фиксирующее допустимое число проворотов, и действует на отключение генератора от сети.

Применение устройства для защи35 ты генератора от асинхронного режима позволяет повысить надежность защиты генератора от асинхронного режима за счет выполнения воздействий,. с целью обеспечения условий ресинхронизации генератора, после первого же проворота на 180 и ограничения асинхронного режима количеством несинхронных проворотов, независимо от .тяжести асинхронного режима и величи.ны скольжения, за счет того, что асинхронные провороты фиксируются в моменты прохождения амплитуды век, торов контролируемых напряжений через ноль, что обеспечивает работо50 способность устройства при глубоком снижении напряжения, последнее, как i правило, имеет место при асинхрон ном режиме генератора, удешевить уст рсйство за счет простоты конструкции и меньшего числа элементов. Наряду с

55 защитой генератора от асинхронного

76 6 режима устройство может быть исполь- зовано для выявления несинхронного режима отдельных секций распределительных шин станций, с выполнением при этом необходимых воздействий на устройства автоматики для обеспечения устойчивости работы отделившегося от энергосистемы участка.

Формула изобретения

1. Устройство для защиты генератора от асинхронного режима, содержащее блок формирования импульсов из напряжения генератора,,блок формирования импульсов из напряжения системы, на выход которых подключен блок выявления и фиксации угла сдвига фазы между напряжениями генератора и системы, выход которого подклю-. чен к блоку контроля, î T л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства путем выявления и фиксации циклов несинхронных проворотов векторов контролируемых напряжений относительно один другого в моменты прохождения. амплитуды векторов через ноль, блок выявления и фиксации угла сдвига фазы выполнен с фиксацией расхождения векторов контролируемых напряжений на угол 180о, дополнительно включен второй блок выявления и фиксации угла сдвига фазы между векторами контролируемых напряжений на угол

360о, входы которого соединены с каждым из блоков формирования импульсов, а выход - с блоками контроля.

2. Устройство по п.1 о т л и ч а-! ю щ е е с я тем, что блок контроля выполнен в виде счетчика проворотов на тиристорах, число которых со- . ответствует числу проворотов, цепи управления которых подключены кшинкам управления, одна из которых подключена к выходу первого блока выявления, другие - к выходу второго блока выявления, а в анодные цепи первого и последнего тиристоров включены катушки исполнительных реле.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 467432, кл. Н 02 Н 3/24, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

N 637906, кл. Н 02 Н 3/24, 1976.