Способ защиты синхронной машины от асинхронного режима Советский патент 1984 года по МПК H02H7/06 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам защиты синхронной машины от асинхронного режима. Известен способ защиты синхронной машины от асинхронного режима, основанный на измерении ее полного сопротивления tl. Поскольку в этом способе не фиксируется нарушение устойчивости и возникновение асинхронного режима синхронной машины непосредственно по факту превышения ее внутренним углом предельного значения, для от; стройки защиты от режима синхронных качаний и повышениянадежности ее действия приходится дополнительно разрабатывать многочисленные принципиальные усовершенствования защиты. При этом, однако не удается всегда обеспечить выявление асинхронного режима на первом провороте ротора синхронной машины. Согласно способу защиты синхрон;ной машины от асинхронного режима (прототипу ) измеряют напряжение ста тора и ее внутреннюю ЭДС, измеряют угол между векторами напряжения и внутренней ЭДС, измеряют среднее скольжение ротора при изменении угл до 3J/2 между этими значениями, сравнивают величину скольжения с Зсщанной уставкой и при превышении величиной скольжения уставки и угло между напряжением и внутренней ЭДС значения формируют сигнал на отключение синхронной машины от эне госистемы 21. В этом способе уставку, с которо сравнивают среднее скольжение ротор синхронной машины, задают постоянно и близкой к критическому скольжению ч.тобы зафиксировать факт возникнове ния асинхронных режимов, сопровожда щихся значительным увеличением скол жения ротора по сравнению с величинами этого скольжения, характеризую щими синхронные качания и другие переходные процессы синхронной, маши ны.в энергосистеме. Защиты, выполне ныв по этому способу, отключают на первом повороте ротора и опасные асинхронные режимы возбуядаенной машины и режимы, возникающие в резуль тате потери возбуждения, в которых допустимы разгрузка агрегата и пере ключение обмотки возбуждения на резервный возбудитель. Кроме того, эти защиты не обеспечивают информацию о причине возникновения асинхронного режима.. . Цель изобретения - предотвращейие необосно ванного отключения синх ронной машины в неопасных режимах при потере ею возбуждения. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу защиты . синхронной машины от асинхронного режима, по которому измеряют напряжение статора и ее внутреннюю ЭДС, измеряют угол между векторами напряжения и внутренней ЭДС, измеряют с среднее скольжение ротора при изменении угла от J( до 3Jr/2, сравнивают величину этого скольжения с уставкой и при превышении величиной скольжения уставки, а углом значения ЗЛ/2 формируют сигнал на отключение синхронной машины от энергосистемы,дополнительно измеряют момент первичного двигателя cинxpo нoй машины, уставку скольжения изменяют по соотношениюгде TJ - инерционная постоянная ротдра; М - момент первичного двигате ля в относительных единицах; 314 ед/с и при среднем скольжении ротора, меньшем уставки, дают сигнал на разгрузку первичного двигателя синхронной машины. На чертеже показана блок-схема устройства мащиты реализукмцего данный способ. Устройство защиты синхронно машины 1 с первичным двигателем 2 и его блоком управления 3 содержит датчики напряжения статора 4 и внутренней ЭДС 5 синхронной машины, блок 6 измерения угла между векторами напряжения и внутренней ЭДС и фиксации значений этого угла, равный Я и ЗЛ/2, блок 7 измерения среднего скольжения ротора, логический блок 8, дающий команды на отключение выключателя 9 и на разгрузку первичного двигателя синхронной машины и датчик 10 момента первичного двигателя. Способ реализуется следующим образом. Напряжение статора и внутренняя ЭДС синхронной машины 1 измеряются соответственно датчиками 4 и 5 и подаются в блок 6 измерения угла «f между векторами напряжения и внутренней ЭДС и Фиксации значений этого угла, равных Л и 3Jf/2. При достижении углом (Г значения л в блоке 7 измерения среднего скольжения ротора начинается отсчет времени, заканчивающийся в момент времени достижения углом сГ значения 3J/2. Полученное таким образе время изменения угла (Г в диапазоне Ji - ЗЛ/2, обратно пропорциональное величине среднего скольжения ротора синхронной машины в указанном диапазоне изменения этого угла, сравнивается в блоке 7 с уставкой. Если эту уставку задать равной времени изменения угла cf от ЗТ до ЗЛ/2, определенному в опыте отключения синхронной мавшны с номинальной активной мощностью,.то во всех асинхронных режимах синхронной машины с номинальной активной исходной мощностью, возникших, в результате потери ею возбуждения, вре мя изменения угла f в этом диапазоне окажется больше уставки вследствие то| 4С жения ротора асинхрон- ным моментом. Во всех асинхронных режиглах возбужденной машины с-номинальной активной исходной мощностью время на этом участке изменения угла окажется.меньшим уставки вследствие ускоряющего действия синхронного момента после нарушения устойчивости ротора генератора.Уста к у t,; можно определить не только опытным путем, но и вычислить из уравнения движения ротора при равен стве нулю электромагнитного момента по указанному выражению. При вь бранной таким образом уста ке блока 7 измерения среднего скол жения ротора защита разграничит а.синхронные режимы синхронной машины с номинальной исходной активной мощностью, подав сигнал на отключение выключателя 9 при наличии возбуждения и на разгрузку первичного двигдтеля командой от его блока управления 3 при потере возбуждения. Логический блок 8 обеспечивает сигналы на отключение выключателя при наличии сигналов от блоков 6 и 7 и на разгрузку турбины при появлении сигнала только от блока 6 При-изменении момента М первич ного двигателя в исходном режиме, т.е. при изменении исходной активной мощности агрегата, уставку блока 7 следует изменять в соответствии с приведенным выражением. Зависимость уставки блока 7. от момента MT первичного двигателя формируется с помощью сигнала пропорционального этому моменту от датчика 10. При конкретном выполнении устройств вместо измерения, например, тензомелрическим методом момента первичного двигателя синхронной машины может оказаться болие удобным измерять пропорциональную этому моменту величину открытия направляющего аппарата или регулирующих клапанов турбины. Вместо сигнала пропорционального моменту можно также использовать сигна л от измерительного преобразователя активной мснциости, например, типа Е 748-, включенного иа выводы синхронной машины. Таким образом, устройство, выполненное по предложенному способу, предотвращает необоснованное отключение синхронной МсШ1ины в неопасных: режимах при потере ею возбуждения. Использование изобретения повышает нё Дежность работы синхронных машин: в энергосистеме, особенно в ее аварийных режимах, .уменьшая вероятность возникновения особо тяжелых аварий. Предотвращение необоснованного отключения мощных синхронных генераторов вследствие несовершенства защит от асинхронного режима обеспечивает значительный экономический эффект.

CnOGQB ЗАЩИТЫ СИНХРОННОЙ МАШИНЫОТ ACHHXPOHHOrQ РЕЖИМА, ос- , нойанный на измерении напряжения статора и ее внутренней ЭДС, избрании угла между векторами напряжения и внутренней ЭДС, измерении среднего скольжения ,ротора при изменении угла между напряжением и внутренней ЭДС от ЗГ до ЗЛ/2, сравнении величины этого скольжения «Ъ 1-, t I pi f f {-Ijii :;-. с уставкой и при превышении величиной скольжения уставшей, а углом между напряжением и внутренней ЭДС - значения формируют сигнал .на. отключение синхронной машины от энергосистемы, отличающ и и с я тем что, с целью предотвращения необоснованного отключения синхронной машины в неопасных режимах при потере .ею возбуждения, дополнительно измеряют момент первичного двигателя синхронной машины, уставку скольжения изменяют по соотношению м Т,1 ..т Ч i где Tj - инерционная постоянная ро(Л тора; М-.-.- момент первичного двигате. ля в относительных едийицах; s - 314 ед/с. и при среднем скольжении ротора, меньшем уставки, дают сигнал на разгрузку первичного двигателя синхронной машины. СА5 00 СО СО