Устройство для защиты цепей возбуждения синхронной машины от замыкания на землю в одной точке Советский патент 1983 года по МПК H02H7/06 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам дл релейной защиты синхронных машин. Известны устройства для защиты ц пей возбуждения от зa tJкaния на зем лю в одной точке Cl.JНедостатком данного устройства для защиты., имещего в своем состав мостовую схему и измерительный орга является наличие зоны нечувствитель ности, которая возрастает с увеличе нием величины сопротивления замыкания на землю.. Известны также устройства, измеряющие ток замыкания, протекающий через измерительный орган, поочеред но подключаемый между землей и полюсами обмотки возбуждения С21. Недостаток такого устройства зависимость чувствительности от мес та замыкания. Кроме того, известны устройства для защиты, использующие посторонние источники питания С 3 3Однако устройства для защиты, измеряющие ток замыкания, протекающий через измерительный орган (через место замыкания ) под действием постороннего источника переменного напр,,жения, не обеспечивают требуемой чувствительности.вследствие влияния изменения емкости цепей воз буждения на землю на работу защиты. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для защиты, содержащее посторонний источник постоянного тока, измерительный датчи и измерительный орган 4 , измеряющее ток, протекающий через место повреждения от постороннего источника постоянного тока. По величине этого тока судят о величине сопротивления замыкания на землю. Величина этого тока, однако, зависит не только от величины сопротивления на землю, но и от места замыкания, что является недостатком защиты. Цель изобретения - устранение зависимости чувствительности устройства защиты от места замь-кания . Указанная цель достигается тем, что в устройство для защиты цепей возбуждения -синхронной машины от замыкания на землю, содержащее посторонний источник постоянного напря жения, измерительный датчик, токсог раничивающий резистор, соединенный с валом ротора, и блок сравнения с выходным органом, дополнительно вве дены корректирующий кoндeнcatop, разделительный диод, задающий генератор, электронный ключ, блок выборки и хранения, блок формирования рабочего сигнала и элемент блокировки, причем электронный ключ и разделительный диод включены последовательно в цепь постороннего источника напряжения, корректирующий конденсатор включен параллельно входу устройства защиты, выход задающего генератора подключен, к входам электронного ключа, элемента блокировки и первому входу блока выборки и хранения, выход измерительного датчика соединен с входом блока формирования рабочего сигнала и вторым входом блока выборки и хранения, а выходы блока формирования рабочего си-Гнала, блока выборки и хранения и элемента блокировки подключены соответственно к первому, второму и третьему входам блока сравнения, выход которого соединен с входом выходного органа. Выходной блок выполнен из последовательно .соединенных интегратора и компаратора. На фиг, 1 представлена принципиальная схема устройства для защиты , на фиг. 2 - осциллограммы напряжения. В состав устройства входят посторонний источник 1 постоянного напряжения, к которому подключены последовательно соединенные электронный ключ 2 и разделительный диод 3, измерительный датчик , корректирующий конденсатор 5 включенный параллельно входу устройства для защиты, токоограничивающий резистор 6, задающий генератор 1, блок 8 формирования рабочего сигнала, блок 9 выборки и хранения, И1 элемент 10 блокировки подключенный .к блоку 11 сравнения, связанный с выходным органом 12. Задающий генератор 7 формирует прямоугольные импульсы положительной и отрицательной полярности (фиг. 2а). Длительность положительного импульса определяется в основном посто янной времени заряда результирующей емкости Ср ((+Сд), где Cg- емкость на землю положительного полюса обмотки 13 возбуждения, С - емкость корректирующего конденсатора: )) 31 Длительность положительного импульса выбирается равной Длительность отрицательного импульса определяется в основном постоянной времени разряда Ср где R - величина сопротивления }k замыкания цепи возбуждения на землю. Длительность отрицательного импульса выбирают При формировании отрицательного импульса на выходе задающего генера тора в момент t 0 фронтом импульса производится запуск .элемента блокировки, который формирует импульс длительностью, где ,р определяется временем окончания процесса заряда емкости С в это же время ключ К на полево транзисторе, входящий в состав блок выборки и хранения открыт и конденс тор памяти разряжен. При формировании положительного импульса на выходе задающего генера тора в момент времени размыкается ключ Кр блока 9 выборки и хранения информации-И замыкается ключ 2 в цепи источника постоянного напр жения. При замыкании ключа 2 напряжение постороннего источника 1 прикла дывается между положительным полюсо обмотки возбуждения и землей. В результате замыкания цепи постороннего источника в обмотке протекает то и на измерительном датчике Ц выде-. ляется напряжение. В момент замыкания ключа 2 ток через датчик k вследствие шунтируюСщего действия Ср определяется - i R.. + R где Е, - ЭДС постороннего источник. 1 постоянного тока; Upp- напряжение на емкости, определяемое ЭДС возбуждени и местом замыкания. ср- в где ct - расстояние от положительног полюса обмотки возбуждения до места замыкания. Eg- ЭДС возбуждения. I4 . После-заряда емкости (спустя 3 оз„р) ток в цепи определяется . . Р R + , 4 О где R - величина сопротивления замыкания на землю цепи возбуждения. На фиг. 2в представлена осциллограмма напряжения на датчике i при работе устройства. Напряжение с датчика k поступает на входы блока 8 формирования рабочего сигнала и блока 9 выборки и хранения информации. Блок 8 представляет собой инвертирующийусилитель,- Напряжение.на его выходе представлено на фиг, 2г, Блок 9 является пиковым детектором, запоминающим за время максимальное значение напряжения на датчике k. Осциллограмма выходного напряжения блока 9 ш 1борки и хранения представлена на фиг. 2д. Отношение величины тока в момент замыкания ключа и установившегося значения тока в момент f /t-|+jp . ip 4- Po on редел яет ся тол ь ко вели чи н ами сопротивлений в цепи постороннего источника и сопротивления замыкания на зем-. Га;и и О- З ,. . ,Vo где R.J - уставка по величине сопротивления замыкания на землю для рассматриваемого, устройства защит1, то устройство срабатывает когда .M pVlxe N При выполнении этого условия на выходе блока 11 сравнения появляются импульсы отрицательной полярности, которые поступают на выходной орган 12, Осциллограмма выходного напряжения блока 11 при выполнении условия (l ) представлена на фиг, 2е, Выходной орган 12 предназначен для исключения ложной работы при возникновении импульсной помехи +1 соз- Дания непрерывного сигнала при срабатывании устройства. Осциллограммы выходных напряжений интегратора и компаратора представлены на фиг. 2ж и а соответственно. Вследствие того, что устройство заблокировано на время большее вре, мени затухания переходных процессов, влияние индуктивности обмотки возбуждения на работу устройства не рассматривается. Таким образом, предлагаемое устройство реагирует на сигнал, пропор ональный величине сопротивления замыкания на землю цепей возбуждения синхронной машины, который не зависит от величины емкости на землю за 2 щищаемых цепей, от места замыкания. Устройство реагирует на замыкание в цепях вг)збуждения, а не только в обмотке ротора, и может работать с любой системой возбуждения без дополнительной настройки. Цепи устройства и защищаемые цепи разделены с помощью диода, что устраняет взаимное влияние этих цепей друг на друга.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЦЕПЕЙ ВОЗБУХ ДЕНИЯ СИНХРОННОЙ МАШИНЫ ОТ ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В ОДНОЙ ТОЧКЕ, содержащее посторонний источник постоянного .напряжения , измерительный датчик, токоограничивающий ре- зистор соединенный с валом ротора, и блок сравнения с выходным органом, отличающееся тем, что, с целью устранения зависимости чувствительности устройства от места замыкания, в него дополнительно введены корректирующий конденсатор, разделительный диод,задающий генера.ор, электронный ключ, блоки выборки и хранения, блок формиро.вания рабочего сигнала и элемент блокировки, причем электронный ключ и разделительный диод включены последовательно в цепь постороннего источника постоянного напряжения, коррек(Л тирующий конденсатор включен параллельно входу устройства защиты, вы- . ход задающего генератора подключен к выходам электронного ключа, элемента блокировки и первому входу блока выборки и хранения, вь|,од измерительного датчика соединен с входом блока формирования рабочего сигОС нала и вторым входом блока выборки и хранения, а выходы блока формироэо вания рабочего сигнала, блока выборки и хранения и элемента блокировки подключены соответственно к первому, -второму и третьему входам блока сравнения, выход которого-соединен с входом выходного органа.

TT

.U L

я