Устройство для дифференциальной защиты генератора Советский патент 1983 года по МПК H02H3/28 H02H7/06 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты судовых генераторов от коротких замыканий.

Известно устройство для-дифференциальной защиты гейератора, содержащее трансформаторы тока, вторичные обмотки которых соединены по дифференциальной схеме и подключены к ре-агирующему органу ij . .

Недостатком данного устройства является низкая чувствительность (больше номинального тока генератора), обусловленная необходимостью отстройки от токов Небаланса при внешних коротких замыканиях и от обрыва соединительных проводов.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для дифференциальной защиты генератора, содер хащее датчики тока, промежуточные трансформаторы тока, блоки формирования дифференциального и тормозно.Io сигналов, блок сравнения, пороговые органы (компараторы), блокирующий орган, элемент ЗАПРЕТ, элемент ИЛИ и выходной орган. Указанное устройство при нагрузке генератора порядка (0,2-0,6) Ji,g имеет ток срабатывания меньше номинального, и, следо вательно, имеет более высокую чувствительность t2 .

Недостатком известного устройст ва является то, что оно загрубляется при токах нагрузки, близких к номинальному току генератора. А в этом режиме наиболее вероятны короткие замыкания в обмотках статора генератора.

Целью изобретения является повышение чувствительности дифференциальной защиты генератора путем исключения возможности излишних срабатываний при замыкании соединительных проводов от датчиков тока.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для дифференциальной защиты генератора, содержащем в каждом плече датчики тока, промех уточный трансформатор -напряжения тормозной цепи, к выходу которого подключен резистор, балансный резистор, промежуточный трансформатор напряжения рабочей цепи, к выходу которого подключен активный выпрямитель,.блок формирования тормозного сигнала, блок сравнения и последовательно соединенные KONmapaTop, элемент выдержки времени, расширитель импульсов и выходной орган, дополнительно установлены два промежуточных трансформатора тока и два активных выпрямителя, причем первичные обмотки допонительно установленных промежуточны трансформаторов тока соединены последовательно с вторичными обмотками датчиков тока, а вторичные обмот

и через активные выпрямители под ключены к входам блока сравнения.

На чертеже доказана принципиальая схема предложенного устрюйста.

Устройство содержит да-гчики 1 тока, вторичная обмотка одного из них, становленного со стороны .выводов генератора, подключена к промежуточному трансформатору 2 напряжения ормозной цепи, к вторичной обмотке которого подключен резистор 3, балансный резистор 4 соединен с втоичной обьюткой второго датчика тока, установленного со стороны нулевых выводов генератора, промежуточный трансформатор 5 напряжения рабоей цепи с активным выпрямителем б на выходе, активные выпрямители 7 и блок 8 формирования тормозного сигнала, подключенные к .блоку 9 сравнения, соединенного через последоательно включенные компаратор 10, элемент 11 выдержки времени и расиритель 12 импульсов с выходным органом 13. в цепь вторичных,обмоток атчиков 1 тока включены-также проежуточные трансформаторы 14 тока/ с активными выпрямителями 7 на выходе. -. В н.ормальном режиме (устройство нанаходится в статическом состоянии) , по первичным обмоткам датчиков 1 тока протекает ток нагрузки генера- . тора. При этом напряжения на вторичных обмотках датчиков 1 тока и резисторах 3 и 4 примерно одинаковы, поскольку коэффициент трансформации трансформатора 2| -принимается равным единице. На Ьбрйичнрй обмотке трансформатора 5 напряжения имеется лишь небольшое напряжение небаланса, которое трансформируется и далее выпрямляется жтивным выпрямителем 6. На выходе блока. 8 -формирования тормозного сигнала имеется выпрямленный и сглаженный сигнал. Этот сигнал превышает значение сигнала на выходе активного выпрямителя 6, поэтому на выходе блока 9 сравнения сигнал имеет отрицательную полярность. На выходах компаратора 10, элемента 11 вьхдержки времени, расширителя 12 импульсов сигнал равен 0. Выходной орган 13 не срабатывает. На выходах активных выпрямителей 7 имеет- . ся сигнал той же полярности, что и на выходе блока 8 формирования тормозного сигнала. .Величина этого сигнала принимается порядка 10% от величины сигнала на выходе блока 8 формирования. :

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При коротком замыкании в защищаемом генераторе появляется значительное напряжение на выходе

трансформатора 5 напряжения и соответственно на выходце активного выпрямителя 6. Это напряжение превышает по величине тормозные сигналы с выходов блока 8 формирования тормозного сигнала -8 и активных выпря11/ ителей 7, поэтому на выходе блрjка 9 сравнения появляются импульсы положительной полярности. Это приводит к появлению прямоугольных импульсов на выходе компаратора 10 с длительностью, большей выдержки времени элемента 11. .

На выходе расширителя 12 импульсов появляется сигнал равный 1, и выходной орган 13 срабатывает. .- В нормальном эксплуатационном ре-; жш4е при коротком за.мыкании проводов, идущих, например, от датчика 1 тока к промежуточному трансформатору 2 напряжения, иа выходе активного выпрямителя 6 появляется напряжение, превыиагацее по величине тормозной сигнал с выхода блока 8. Однако при этом резко возрастает.ток в первичной цепи промежуточного трансформатора 14 тока (упомянутый трансформатор устанав-г ливаатс я вблизи датчика 1 тока) . Величина тока практически опреде-ляется ЭДС датчика и его внутренним сопротивлением. Входное сопро ивлвние трансформатора 1,4 и сопроти лемие соединительных проводов , Мсшы и ими можно пренебречь. При этом возрастает также сигнал на выходе активного выпрямителя 7,

и выходной орган 13 не срабатывает. В процессе замыкания между проводами, из-за влияния -:переходных процессов возможно кратковременное появление сигнала на,выходе блока 9 сравнения на время порядка 0,51 мс. Однако выходной орган 13 при этом не срабатывает, так как эле-, мент 11 выдержки времени имеет задержку в срабатывании на 3-4 мс.

. При обрыве соединительного провода между датчиком 1 тока и промежуточным трансформатором 2. напряжения устройство не срабатывает,

5 так как входное сопротивление промежуточного трансформатора 5 напряжения .значительно меньше сопротивления резистора 3, Предлагаемая схема работает аналогично при эамыкании или обрыве соединительных

0 проводов идущих от датчика 1 тока к балансному резистору 4.

Предлагаемое устройство имеет минимальный ток срабатывания 5 (0,3-0,5)JH , что позволяет уменьшить время ремонта и затраты на ремонт поврежденного генератора. При ЭТО1 обеспечивается высокая надежность защиты генератора, поскольку она не срабатывает как при

0 обрыве, так и при замыканиях между соединительными проводами. Предложенное устройство предполагается использовать при разработке защит генераторов автономных энергосис5тем.;

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ГЕНЕРАТОРА, содержащее в каждом плече датчики тока, промежуточный трансформатор напряжения тормозной цепи, к выходу ко-- . Toixsro подключен резистор, балансной резистор, промежуточный трансформатор напряжения рабочей цепи, к .выходу которого подключен активный выпрямитель, блок формирования тор мозногЬ сигнала, блок сравнения и последовательно соединенные ком-, паратор, элемент выдержки времениi расширитель импульсов и выходной орган, отличающееся . тем, что, с целью повышения чувствительности путем исключения возможности излишних срабатываний при замыканиях соединительных проводов, дополнительно установлены два про- межуточных трансформатора тока и два активных выпрямителя, причем первичные обмотки дополнительно установленных промежуточных трансформаторов тока соединены последовательно с вторичными обмотками дат(Л чиков тока, а вторичные обмотки че-. рез активные выпрямители подключены к входам блока сравнения. о -tiib DO СО ю 13 12 W