Устройство для защиты генератора от однофазных замыканий Советский патент 1985 года по МПК H02H7/06 

СО

со

00

со

Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно - к защитным устройствам-генераторов электростанций от замыканий их статорных обмоток на землю.5

Известно устройство для защиты т;енерат ра от замыканий на землю, содержащее исполнительный орган, включенный на выход схемы сравнения измеряемых напряжений, подключенной к 0 выводам вторичной обмотки трансформаторов напряжения, включенных в открытый треугольник со стороны выводов генератора, и к выводам вторичной обмотки трансформатора напряжения в 15 нейтрали генератора, причем исполнительные органы включены непосредственно на выход cxetcd сравнения, в которой вторичные обмотки трансформаторов напряжения включены поспедова- 20 тельно-согласно С 3

Недостатком известного устройства является то, что его можно использовать только.для защиты энергоблока с одним генератором и нельзя использо-. 25 вать для защиты генераторов, работаю-; щкх в схемахукрепненных блоков, например два генератора - трансформатор, поскольку разность напряжений третьих гармоник выводов и нейтра- 30 лей генераторов укрупненного блока в отдельных нормальных режимах работы может превышать уставку защиты., Последнее объясняется тем, что при работе генераторов укрупненного бло- 35 ка с неравной активной нагрузкой.-, или в различных режимах работы (одинв генераторном режиме работы, другой - в компенсаторном) между векторами основной ЭДС генераторов образу-40 ется угол Ч равный разности внутренних углов генераторов ( б). При этом между векторами ЭДС третьих гармоник, которые жестко связаны с основной ЭДС генератора) образуется 45 угол, равный 34. В зависимости от величины указанного угла Ч изменяются величины и углы векторов напряжений и нейтр.гшей генераторов, причем при увеличении угла снижается ве- $0 личина напряжения третьей гармоники вьгаодов генератора и, соответственно, возрастают величины напряжений нейтралей генераторов. Так, по данным замеров, при работе двух генера- 55 торов блока, когда один генератор работает в генераторном режиме с полной нагрузкой, а другой. - в компенсационном режиме, векторы третьих гармоник имеют значения:

Напряжение вьгаодов,

Напряжение нейтрали

первого генератора, 5,0

Напряжение нейтрали

в Чног

второго ген«фатора, 3,0 .

Наиболее близким по технической сзпцности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для защиты мощных энергоблоков генератор-трансформатор от однофазных за1« 1каний, содержащее, включенный на выводах трансформатор напряжения с обмоткой, соединенный в разомкнутый треугольник, и компенсационную катушку или трансформатор напряжения « включенный в нейтраль генератора, ко вторичным обмоткам которых подключены фильтры третьих гармоник, выходы которых соединены через блок oTHomeHidl с исполнительным органом третьей гармоники, и фильтр первой гармоники, выход которого соединен с исполнительным органом первой гармоники C2II.

Известное устройство позволяет осуществлять защиту генераторов, работающих в схемах укрупненных блоков Недостатком известного устройства является низкая избирательность действия защиты, так как защита действует на отключение генератора не тольк при однофазных замыканиях, но и може сработать при снижении изоляции во внешней сети, например при увлажнении изоляции токопроводов, а также при однофазных замыканиях за блочным трансформатором, когда не требуется отключение генератора. Причиной низкой избирательности действия защиты является то, что величина напряжения первой гармоники в указанных случаях может превышать напряжение срабатывания исполнительного органа (особенно при уставках менее 10 В).

Целью изобретения является обеспечение избирательности действия защиты

Поставленная цель достигается тем что в устройстве для защиты генератора от однофазных замлсаний, содер жащб включенный на вьтодах трансферматер напряжения с обмоткой, сеединеной в разомкнутый треугольник, и трансформатор напряжения, включенный

в нейтраль генератора, ко вторичным обмоткам которых подключены фильтры третьих гармоник, выходами соединенные через блок отношений с исполни- тельным органом третьей гармоники, и фильтр первой гармоники, выход которого соединен с исполнительным орга.ном первой гармоники, между фильтром и исполнительным органом первой гармоники дополнительно включен блок отношений первой и третьей гармоник с рабочим и тормозным контурами, причем его тормозной контур подключен к выходу фильтра третьей гармоники подключенного к компенсационной катушке или трансформатору напряжения нейтрали генератора.

На чертеже представлено предлагаемое устройство.

Устройство для защиты генератора от однофазных замыканий состоит из трансформатора 1 напряжений, подключаемого к вьшодам генератора и компенсирующей катушки или трансформатора 2 напряжений, вк1почаем 1х в нейтраль генератора 3. Вторичные обмотки транс форматора Т соешшены в разомкнутый треугольник. Ко вторичным обмоткам трансформаторов 1 и 2 подключены фильтры 4 и 5 третьих гармоник« выходы которых через блок 6 отношений соединены с исполнительным органом 7 третьих га1 1оник. Ко вторичной обмотке компенсирующей катушки или трансформатора 2 напряжений подключен также фипьтр 8 первой гармоники, выход которого соединен с исполнительным органом 9 первой гармоники. Между фильтром 8 первой гармоники и исполнительным органом 9 первой гармоники включен блок 10 отношений первой и третьей гармоник, содержащий рабочий контур 11 и тормозной контур 12. Рабочий контур 11 блока 10 отношений подключен к выходу фипьтра 8 первой гармоники, а тормозной контур 12 соединен с выходом фипьтра 5 третьей гармоники, подключенного к мопенсационной катушке или-трансформатору 2 напряжений.

Устройство работает следующим образом.

При замыкании на землю в обмотке статора генератора, снижении изоляции во внешней сети, а также при однофазных замыканиях за блочным трансформатором, во вторичных обмотках трансформаторов 1 и 2 возникает напряжение нулевой последовательности, которое поступает на фипьтры А, 5 и 8. Фильтр 8 отбирает из поступающего сигнала только сигнал первой гармоники и подает его на рабочий контур 11 блока 10 отношений. На тормозной контур 12 блока 10 отношений поступает сигнал третьей гармоники, вьщеляе «11й фильтром 5 из суммарного сигнала, поступающего со вторичной обмотки компенсирующей обмотки или трансформатора 2 напряжений. Блок 10 отношений выпрямляет поступакяцне на него сигнгшы и разность выпрямленных напряжений рабочего и тормозного контуров подает на исполнительный орг ган 9 первой гармоники. Поскольку в блоке 10 отношений сигнал третьей гармоники вычитается из сигнала первой гармоники, происходит ослабление (торможение) сигнала первой гармоники по третьей гармонике. Если разность напряжений, поступающая на исполнительный орган 9, превышает уставку исполнительного органа. Последний срабатывает, отключая генератор.

В случае однофазного замыкания обмотки статора генератора вблизи . нейтрали напряжение тормозного контура 12 по величине близко к нулевому значению. При этом напряжение, подаваемое на исполнительный орган 9 с блока 10 отношений, определяется напряжением рабочего контура 11. Поскольку в зтом случае из напряжения рабочего контура ничего не вычитается (нет торможения), исполнительньй орган 9 и все устройство работает с максимальной чувствительностью.

В случае снижения изоляции во внешней сети или однофазных замыканий за блочным трансформатором при этом же напряжении рабочего контура величина напряжения тормозного контура близка к значению нормального режима работы генератора, а разность этих сигналов, подаваемая с блока 10 отношений, недостаточна для срабатывания исполнительного органа 9. Таким образом, уставка загрубляется и исполнительный орган 9 не срабатывает от факторов внешнего воздействия.

Напряжение срабатывания исполнительного органа первой гармоники 9 определяется из

i.oc, зо«1

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ГЕНЕРАТОРА ОТ ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЙ, содержащее включенный на выводах трансформатор напряжений с обмоткой, соединенной в разомкнутый треугольник, и : трансформатор напряжения, включенный в нейтраль генератора, ко вторичным обмоткам которых подключены фильтры третьих гармоник, выходами соединен- ные через блок отношений с исполнительным органом третьей гармоники, и фильтр первой гармоники, выходом соединенный с исполнительным органом первой гармоники отличающеес я тем, что, с целыо повышения надежности путем обеспечения избирательности действия запщты между фильтром и исполнительньм органом первой гармоники дополнительно включен блок отношений первой и третьей гармоник с рабочим и тормозным контурами, причем его тормозной контур подключен к выходу фильтра третьей гармоники, i подключенного к компенсационной катушке или трансформатору напряжения нейтрали генератора.