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

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам защиты синхронной машины от асинхронного режима. Известны устройства защиты синхронной машины от асинхронного режима, содержащие датчики параметров режима синхронной машины, позволяющие вычислить ее нолное со 1ротивление, и блоки, обеснечивающие его сравнение с заданной характеристикой 1. Однако, поскольку в этом устройстве отсутствует непосредственная фиксация факта нарушения устойчивости генератора, т. е., нанример, факта превышения внутренним углом генератора значения, свидетельствующего о возникновении асинхронного режима, для отстройки защиты от режима синхронных качаний и новьннения надежности ее действия приходится дополнительно разрабатывать многочисленные принципиальные усовергненствования. Эти усовершенствования эффективны не во всех аварийных режимах, и опыт эксплуатации свидетельствует о ложном срабатывании таких защит в онределенных ситуациях. Наиболее близким к изобретению является устройство защиты синхронной машины от асинхронного режима, включающее датчики напряжения статора и внутренней ЭДС синхронной MannjHbi, подключенные к входу блока из.мерения угла (5.между вектора.ми этих нанряжения и ЭДС, и блок измерения среднего скольжения ротора, логический блок И, выход которого подключен к исполнительному органу, причем выход блока измерения угла соединен с входом блока измерения среднего скольжения и -логического блока И, с вторы.м входом которого соединен выход блока измерения среднего скольжения 2. Недостаток известного устройства состоит в том, что защита отключает режимы, сопровождающиеся и не сопровождающиеся ресинхронизацией после первого проворота ротора и таким образом существенно отличающиеся по степени их опасности, поскольку их нельзя различить ни по времени изменения угла 5 от j до 3. на первом провороте ротора, ни по другим параметрам режима, контролируемым данным устройством. Таким образом, защита в числе других отключает и неопасные асинхронные режимы при наличии и потере возбуждения, характеризующиеся тем, что в исходном режиме синхронной машины ее момент первичного двигателя .меньще максимума асинхронной характеристики. Этот максимум зависит от значений реактивностей и активных сопротивлений ма пкны и может составлять более 0,6 отн.ед. от ее номинального момента при номинальном напряжении в энергосистеме. Это означает, что число необоснованно отключаемых защитой асинхронных режимов может 4ИСЛО действительно опасдаже превьпиать ных режимов. Цель изобретения - повышение надежности путем обеспечения ресинхронизации синхронной мащипы после одного или нескольких поворотов ротора при .моменте ее первичного двигателя, меньше.м макси.мума ее асинхронного момента. Указанная цель достигается тем, что устройство дополнительно снабжено датчиком момента первичного двигателя синхройной мащины, датчиком проворотов ее ротора, реле времени и логическим блоком ИЛИ, причем выход блока измерения угла бсоединен с первым входом датчика проворотов ротора, выходы датчика момента первичного двигателя подключены к первому входу логического блока ИЛИ и к нторо.му входу датчика проворотов ротора, выход которого соедипен с вторым входом логического блока ИЛИ, выход которого подключен к третьему входу логического блока И, а выход и вход реле времени соединены соответственно с входом и выходо.м датчика проворотов ротора. На чертеже нриведена принцигщальная схема предлагаемого устройства. Устройство защиты синхронной .машины 1 с первичным двигателем 2 включает в себя датчики напряжения статора 3 и внутренней ЭДС 4 синхронной .машины, блок 5 измерения угла 8 между векторами этих напряжений и ЭДС и фиксации значений этого угла, равных f и , блок 6 измерения среднего скольжения ротора, в котором измеряется время изменения угла от . до , логический блок 7, выполняюпщй функцию блока И и дающий команду па отключение выключателя 8, датчик 9 .момента гервичного двигателя и сравнения этого .момента с заданной уставкой, датчик 10 проворотов ротора синхронной машины, :ie,fie 1 времени и логический блок 12, выполняющий функцию блока ИЛИ. Напряжение статора и внутренняя ЭДС синхронной машины 1 измеряются соответственно датчиками 3 и 4 и подаются в блок 5 измерения угла и между векторами этих напряжений и 5)ДС и фиксации значений этого угла, равных и Зл2. При достижении углом д значения в блоке измерения среднего скольжения ротора 6 начинается отсчет времени, прекращаюпдийся в момент време1 и достижения углом (Означения . Получе1П1ое таким образом время изменения угла д в диапазоне от S до ЗЯ/2, обратно пропорциональное величине среднего скольжения ротора синхронной машины в указанном диапазоне изменения этого угла, сравнивается в блоке 6 с заданной уставкой. Благодаря этому сравнению блок 6 не только выдает сигнал о возникновении асинхронного режима, но и позволяет разграничить опасные асинхронные режи.мы с большими значениями скольжения ротора и не опасные режимы с малыми величинами скольжения, возникающие при наличии и потере возбуждения малонагруженной синхронной машиной. Датчик 9 производит либо непосредственное, либо косвенное, например по положению направляющего аппарата турбины, измерение момента первичного двигателя синхронной машины и сравнение этого момента с заданной уставкой. Эту уставку следует выбирать несколько меньшей максимума среднего асинхронного момента синхронной машины, вычисленного при замкнутой накоротко обмотке возбуждения. При поменте первичного двигателя, большем этой уставки, возникает длительный опасный асинхронный режим, который необходиМО отключать выключателем 8 на первом провороте ротора синхронной машины. Сигнал о превышении .моментом первичного двигателя заданной уставки поступает в блок 12, выполняющий функцию блока ИЛИ, который дает третий разрешающий сигнал, запускающий вместе с двумя други1у1и сигналами, поступившими от блоков 5 и 6, логический блок 7, выполняющий функцию блока И и подающий команду на отключение выключателя 8.

Если момент первичного двигателя меньще уставки, установленной в датчике 9, то сигналом блока 5 о достижении углом 5 значения на первом провороте ротора запускается датчик 10 проворотов ротора и вслед за ним реле II времени. Если синхронизация синхронной машины происходит в пределах допустимого ч.исла проворотов, заданного в датчике проворотов ротора, сигнал от реле времени возвращает датчик проворотов ротора в исходное состояние и синхронная машина не отключается от энергосистемы. Если число проворотов в асинхронном режиме оказывается больше заданного в датчике проворотов ротора, этот датчик выдает сигнал в логический блок 12, выполняющий функцию блока ИЛИ который дает третий разрешающий сигнал, запускающий вместе с сигналом блоков 5 и 6 логический блок 7, выполняющий функцию блока И и подающий команду на отключение выключателя 8.

Таки.м образом, предложенное устройство обеспечивает ресинхронизацию синхронной машины после одного или нескольких проворотов ротора при моменте ее первичного двигателя, меньшем максимума ее асинхронного мо.мента.

Использование изобретения повышает надежность работы синхронных машин в энергосистеме, особенно, в ее аварийных режимах, уменьшая вероятность возникновения особо тяжелых аварий. Предотвращение необоснованного otключeния мощных синхронных генераторов вследствие несовершенства существующих защит от асинхронного режима обеспечивает значительный экономический эффект.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ 3.- 1ЦИТЫ СИНХРОННОЙ МАШИНЫ ОТ АСИНХРОННОГО РЕЖИМА, содержащее датчики напряжения статора и внутренней ЭДС синхронной машины, подключенцые- к входу блока измерения угла § между векторами этих напряжения и ЭДС, блок измерения среднего скольжения ротора, логический блок И, выход которого подключен к исполнительному органу, причем выход блока измерения угла д соединен с входами блока измерения среднего скольжения и логического блока И, с вторым входом которого соединен выход блока измерения среднего скольжения, отличающееся тем, что, с целью новын1ения надежности путем обеспечения ресинхронизации синхронной машины после одного или нескольких поворотов ротора при моменте ее первичного двигателя, .меньшем максимума ее асинхронного момента, оно снабжено датчиком момента первичного двигателя синхронной .машины, датчиком ироворотов ее ротора, реле вре.мен) и логическим блоком ИЛИ, п 1ичем выход блока измерения угла д соединен с первым входо.м .датчика ироворотов ротора, выходы датчика момента первичного двиi гателя подключены к первому входу логического блока ИЛИ и к второму входу дат(Л чика проворотов ротора, выход которого соединен с вторы.м входом логического блока с: ИЛИ, выход которого под,ключен к третьему входу логического блока И, а выход и вход реле времени соединены соответственно с входом и выходом датчика проГ)О)отов ротооа. со СП