Устройство для защиты статора электрической машины от замыканий на землю

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

COIOS COOOTCKll_#_

Сецналнстнчвскнх

Ресйублнк

<>980205 (61) Дополнительное к авт. свид-ву-(22) Заявлено 22.05.81 (21) 3293398/24-07 с присоедимеиием заявки Но (23) Приоритет

Опубликовано 071282. Бюллетень Но45

Дата опубликования описания 071282 р М g+ х Н 02 Н 7/06

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (53) УДК 621. 316. .925(088.8) A,Ì. Карпов, Т.М. Нэмени, В.Н; Русинов, A.Ì. Шарашкнн и С.С. Мосолов (72) Авторы изобретения

/ . Г

Е

Р

Научно-исследовательский сектор Всесоюзного ордена ЛецМна проектно-изыскательского и научно-йсследовательского института "Рядропроект" им. С.о. МУка- » (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДДЯ ЗАЩИТЫ CTATOPA ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

NAltlHBH OT ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ

Изобретение относится к релейной защите к может быть использовано для защиты генераторов от снижения. изоляции обмоток статора.

Одним кз перспективных видов защиты обмотки статора от замыканий на земли, особенно однофазных, является защита с использованием йаложенных токов, позволяющая обеспечить

100%-ную защиту обмотки.

Известно устройство, содержащее трехфазный трансформатор напряжения, первичная обмотка которого подключается к выводам. обмотки статора, а между землей и нулевой точкой первичной обмотки трансформатора напряжения включен источник постоянного напряжения,1), Основные недостатки данного устройства связаны с требованиями техники безопасности. Прк наличии в системе напряжения генераторного блока ряда измерительных трансформаторов напряжения 1,ТН ) необходимо, например, нейтралк всех их, кроме одного, эаземлять через конденсаторы, чтобы не допустить прохождения постоянного тока, при этом по условиям техники безопасности цепи защитных уст:ройств должны быть шунтированы разряд никами к т. п.

НаибОлее близким По технической

5 сущности к предлагаемому является устройство для защиты с наложением переменного напряжения с частотой, отличной от рабочей, и вспомогательным источником переменного тока. В этом устройстве наложение производится подачей напряжения через разомкнутую вторичную обьютку трехфазного трансформатора напряжения достаточной мощности,соединенного в разомкнутый треугольйик и имеющего первичную. обмотку, соединенную в звезду с глу хо заземленной иейтралью. Наложение переменного тока частотой 20 Рц, т. е. подача его в первичную обмотку

ТН выполняется от вспомогательного источника переменного тока этой частоты. Для уменьшения влкяйия емкости фаз систеьы генераториого напряжения по отношению к земле, шунтнрующих переходное активное сопротивлеине в месте пробоя, измерительный орган устройства выполняется по схеме сравнения двух выпрямленных напряжений, причем в условиях нормальной работы сравниваеьые постоянные напряжения уравновешиваются. В цепях подачи напряжения

980205

На чертеже представлена схема Уст- л ройства. щ

Устройство содержит трансформатор в

1 напряжения, первичная обмотка кото-45 о рого включена между нулевой точкой генератора 2 и землей, а. вторичная, ц последовательно соединенная с первич- ц ной обмоткой измерительного трансформатора 3, подключена>к вспомогательно- с му источнику 4 питания через фильтр

5. Первичная обмотка трансформатора б напряжения подключена к магазину>

7 емкостей, а вторичная обмотка последовательно с первичной обмоткой трансформатора 8 — к вспомогательному источнику 4 питания. Вторичные обмотки измерительных трансформаторов

3 и 8 подключены через фильтр 9 к выходному реле 10. Сопротивление 11 служит для стабилизации напряжения 60 источника 4 питаниями 12 — сопротивление изоляции, 13 — емкость между обмотками статора и землей.

Устройство работает следующим образом. 65

Формула изобретения от источника питания на TH и на входе одного иэ выпрямителей установлены фильтры, настроенные на частоту, 20 1"ц Г23 °

Недостатком известного устройства для защиты является его малая чувст- 5 вительность, что обусловлено сравнением рабочего и компенсационного сигнала после их выпрямления, сопровождающегося "потерей" фазы. Устройство также не измеряет сопротивление иэоля10 ции, т. е. отсутствует воэможность определять приближение воэможности пробоя изоляции.

Цель изобретения - повышение чувствительности устройства. 15

Поставленная цель достигается тем, что устройство для защиты статора электрической машины от замыканий на землю, содержащее вспомогательный источник переменного напряжения, через фильтр, подключенный к регистру, к которому подключены также последовательно соединенные первичная обмотка первого измерительного трансформатора и вте;>ричная обмотка первого трансформатора напряжения, первичная обмотка которого вктпочена между обмотками статора и землей, исполнительный орган и вторые фильтры, трансформатор напряжения и измерительный трансформатор, снабжено конденсатором, подсоединенным к первичной обмотке второго трансформатора напряжения, вторичная обмотка которого через первичную обмотку второго измерительного трансформатора подключе-35 на к резистору, при этом вторичные обмотки измерительных трансформаторов соединены последовательно-встречно и через второй фильтр подключены-к исполнительному ооглн . 40

В нормальном режиме, когда сопротивление изоляции обмотки статора стремится к бесконечности, емкость магазина подбирается таким образом, чтобы разность напряжений вторичных обмоток измерительных трансформаторов 3 и 8 и соответственно на входе фильтра 9 была равна нулю. При наличии однофазного замыкания на землю через сопротивление изоляции обмотки статна амплитуда и фаза токов в обмОтках трансформаторов 1 и 3 изменяются и на входе фильтра 9, а соответственно и на выходном реле

10 возникает напряжение небаланса.

Если пренебречь рассеянием обмоток трансформаторов и сопротивлением ветвей намагничивания, то ток небаланса выразится формулой е

->х >, е е е, е>> . и )""ñ 3<с

/ где 0> „ 38 — токи во вторичных обмот- ках трансформаторов

Зи8; г„- сопротивление изоляции обмоток статора;

Х = — — емкостпое сопротивление с шс изоляции (обмоток статора);

0 " ЭДС источника 4 питания.

При выводе формулы (1) учтено, что приведенное емкостное сопротивление магазина 7 емкостей равно таковому измеряемой цепи, так как оно подбиралось до того, как произошло замыкание на землю. Из формулы (1) видно„ что ток небаланса и, следовательно, входное напряжение íà BHходном реле 10 обратно пропорционально сопротивлению изоляции и не зависит от емкостного сопротивления изояции. Это является основным преимуеством предлагаемого устройства. При ключении на выходе реле специально тградуированного измерительного прибора можно постоянно иметь информаию о величине сопротивления иэоляии обмоток статора генератора.

Повышение .чувствительности устройтва для защиты генератора повышает го надежность и ведет к уменьшению времени простоя генератора, вызванного необходимостью устранять последствия аварийных режимов °

Устройство для защиты статора электрической машины от замыканий на землю, содержащее вспомогательный источник переменного напряжения, через фильтр подключенный к резистору, к которому подключены также последовательно соединенные первичная обмотка первого измерительного трансформатора и вторичная обмотка первого.980205

БНИИПИ Заказ 9375/44 Тираж бб9. Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óærîðîä, ул.Проектная,4 трансформатора напряжения, первичная обмотка которого включена между обмотками статора и землей, исполнительный орган и вторые фильтры, трансформатор напряжения и измерительный трансформатор, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повьв|ения чувствительности устройства, оно снабжено конденсатором, подсоединенным к первичной обмотке второго трансФорматора напряжения, вторичная об- 10 мотка которого через первичную обмот ку второго измерительного трансформатора подключена к резистору, при этом вторичные обмотки. измерительных трансформаторов соединены последовательно-встречно и через второй фильтр подключены к исполнительному органу.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Федосеев A.Ì. Релейная защита электрических систем. М., "Энергия", 1976, с. 388.

2. Knutter Е.F., Nimes K. Nenar.-.

tige r $йЯпйег-erdschlusschutz fear

Hochspannungsmaschinen. - Siemens-..

< Ze it sc hr if t" 1972, В 12, S. 909-911.