Устройство для защиты синхронного генератора от витковых коротких замыканий Советский патент 1984 года по МПК H02H7/06 

Изобретение относится к электротехнике может быть использовано для защиты син« хро1шых генераторов от витксвых замыканий в обмотке статора. Известны устройства релейной защить ста тора, принцип рабохы которых основан на измерении и сравне1ши суммы токов трех фаз двух групп параллельных ветвей 1, Данные устройства могут применяться только для генераторов с вьтеденными параллельными ветвями фазных обмоток. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство защитьт генерато ра, содержащее токовый измерительный орга датчик вьющих гармонических составляющих обмотки ротора, элемент ЗАПРЕТ, фильтры тока и напряжения обратной последовательности, вход}п 1е преобразователи и реле направления мощноста. . При внепшем коротком Замыкании реле направления мощности блокирует сигнал отключения, идущий от токового измеритель ного,органа, контролирующего уровень ш 1сщих гармонических составляющих в Обмотке ротора 2. Недостатком известного устройства является возможность излищнего срабатывания при коротких замыканиях, сопровождающихся токами больщой кратности, из-за насьпце ния сердечников трансформаторов тока. Цель изобретения - снижение погрещйости функщюнирования при насыщении сердеч ников трансформаторов тока. . . . Поставленная цель достигается тем, что в устройство для защиты синхронного генератора от витковых коротких замыканий, . содержащее одну rpjmny трансформато юв, тока и трансформатор напряжения, установленные со стороны фазных вьгоодов обмотки статора, вторичные oGMOtKH которых под ключены к входам соответственно фильтра тока и фильтра напряжения последовательности, выходы которых через частот ные фильтры подключены к входам реле направления мощности, блок запрета, датчик высших гармоник, подключенный входом k цепи обмотки возбуждения, а выходом - к входу измерительного органа, дополнитель но введены другая группа трансформаторов тока, установлен11ал со стороны выводов обмотки статора к нейтрали, фильтр тока прямой последовательности, частотный фильтр, формирователь управляющего снгнала, блок задатшя зоны блокировки и логический элемент И, а упомянутое реле направления мощности вьшолнено в виде фазовращателя, подключенного выходом к i одаому входу формирователя импульса совпадения, подключенного выходом к одному входу элемента времени, к другому входу которого подключен выход элемента управления уставкой, и реагирующего органа, включенного на выходе элемента времени, при этом вторичные обмотки дополнительно Введенных трансформаторов тока подключены к входам фильтра тока прямой последовательности, на выходе которого включены последовательно соединенные частотный фильтр, формирователь управляющего сигнала, блок задания зоны блокировки и блок запрета, подключенный выходом к входу , элемента управления уставкой, а выходы реле направления мотщгости и измерительного органа подключена к входам логического элемента И, выход которого подключен к Зшравляющему входу блока запрета. На чертеже изображена функциональная схема устройства защиты. Устройство содержит две группы трансформаторов тока 1 и 2, установленные соответственно со . стороны фазных выводов обмотки статора я со стороны ее выводов к нейтрали, фильтр 3 тока обратной последовательности, подключенный входами к выходам трансформаторов 1 тока, фильтр 4 тока прямой последовательности, подключенный входами к выходам трансформаторов 2 тока, фильтр 5 напряжения обратной последовательности, датчик 6 высншх гармо1шк, на выходе которого включен измерительный орган 7, частотные фильтры 8-10, включенные соответственно между выходом фильтра 3 тока и одним из входов реле 11 направления мощности, между выходом фильтра 5 напряжения и другим входом реле И, между вькодом фильтра 4 тока и входом формирователя 12 управляющего сигнала, на Выходе которого последовательно вклкпень блок 13 задания зоны блокировки и блок 14 запрета, нодключенный выходом к управляющему входу реле 11, а управляющим входом - к выходу логического элемента И 15, подключенного входами к выходам реле 11 и измерительного органа 7, Реле 1 направления моидности вьтолнено в виде фазовращателя 16, формирователя 17 импульса совпадения, элемента 18 времени, элемента 19 управления уставкой и реагирующего органа 20. Устройство работает следующим образом. При витковом замЬ1кании в обмотке статоа генератора нарущается симметрия токов и апряжений на вьтводах генератора и возниают высокочастотные гармонические составяющие в обмотке ротора. Сигнал, пропор- , циональный высокочастотным гармоническим составляющим, формируется на входе датчика 6 и поступает на вход токового измерительного органа 7, который, срабатьгеая, подает сигнал на один вход логического элеме та И 15. Одновременно срабатывает реле 11 контролирующее направление мощности обрат ной последовательности, и подает сигнал на другой вход элемента 15. В результате на выходе логического элемента И 15 формируется сигнал, подаваемый па отключение выключателя 21. Характеристика срабатывания реле 11 в плоскости (J2( 9) представляет собой две прямые, исходящие иэ начала координат. Угол между прямыми характеристиками срабатьтания определяется уставкой элемента 18времени, которая изменяется элементом 19управления. При коротком замыкании, Сопровождающемся увеличением тока в обмотке статора, на выходе блока 12 формируется управляющий сигнал, пропорщгональ53 ный амплитуде тока прямой последовательности. Управляющий сигнал, преобразовываясь в блоке 13, через элемент 14 запрета поступает на элемент 19 управления уставкой, который, воздействуя на элемент 18 времени, расширяет зону несрабатьшания (блокировки) реле, чем снижает вероятность излищних срабатываний защиты при внещнем коротком замыкании. При срабатыва1ши устройства в целом сиг-, нал с выхода логического элемента И 15 поступает на элемент 14 запрета, снимая сигнал управляющего воздействия на уставку. В этом режиме реле имеет максимальную область срабатывания, обеспечивая надежное удерживание в сработанном состоянии до момента отключения. Использование Предлагаемого устройства позволяет снизить вероятность неселективной работы при внешних коротких замыканиях, что повышает надежность работы энергосистемы.

I It

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА ОТ ВИТКОВЫХ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ, содержащее одлу группу трансформаторов тока и трансформатор напряже1гая, установленные со стороны фазных выводов обмотки статора, вторичные обмотки которых подключены к входам cooiBeTCTseFtHO фильтра тока и фильтра напряжения обратной Последовательности, выходы которых через частотные фильтры Подключень к входам реле направле1шя мощности, блок запрета, датчик высших гармоник, подключенный входом к цепи обмотки возбуждения, а выходом - к входу измерительного органа, отличающееся тем, что, с целью снижения погрешности функционирования при насыщении сердечников трансформаторов тока, в него дополнительно введены другая группа- трансформаторов тока, установленная со стороны выводов обмотки статора к нейтрали, фильтр тока прямой последовательности, частотный фильтр, формирователь управляющего сигнала, блок задания зоны блокировки и логический элемент И, а упомянутое реле направления мощности вьшолнено в виде фазовращателя, подключенного выходом к одному входу формирователя импульса совпадетш, подключенного выходом к одному входу элемента времени, к другому входу которого подключен вьтход элемента управления уставкой, и реагирующего органа, включенного на выходе элемента времени, при этом вторичные обмотки дополнительна О) введе1шых трансформаторов тока подключены к входам фильтра тока прямой последовательности, на выходе которого включены последовательно соединенные частогЕШШ фильтр, формирователь управляющего сигнала, .блок задшшя зоны блокировки и блок запрета, подключенный выходом к входу элемено та управления уставкой, а выходы реле на90 ЕЛ правле1шя мощности и измерительного органа подключены к-входам логического элемента И, выход которого подключен к упсл равляющему входу блока запрета. с