Генераторно-выпрямительная установка Советский патент 1985 года по МПК H02M7/08 H02H7/06 H02H7/10 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в автономных электроэнергетических системах. Целью изобретения, является повышение эксплуатационной надежности путем выявления коротких замыканий в обмотках генератора, кабельных трассах и на шинах выпрямительных преобразователей. На фиг. 1 представлена функциональная схема установки; на фиг. 2 - направления токов при трехфазных коротких замыканиях на выводах трехфазной обмотки генератора и на входе преобразователя; на фиг. 3 - то же, при двухфазных коротких замыканиях; на фиг. 4 и 5 - то же, при пробое вентилей; на фиг. 6 - то же, при витковых замыканиях в трехфазных обмотках генератора. Генераторно-выпрямительная установка содержит синхронный генератор 1 с первой 2 и второй 3 параллельными трехфазными обмотками статора, соединенными каждая по схеме «звезда, нулевые точки которых объединены, первый 4 и второй 5 выпрямительные преобразователи, первую кабельную трассу 6, соединяюш.ую выводы фаз А, В, С первой обмотки 2 статора с одноименными входами (А, В, С) первого выпрямительного преобразователя 4, и вторую кабельную трассу 7, соединяющую выводы фаз второй обмотки 3 статора с одноименными входами второго выпрямительного преобразователя 5, три датчика 8-10 тока, выходами подключенные к входам блока зашиты, выполненного из элемента 1 1 сложения, порогового элемента 12, исполнительного элемента 13. Датчики 8 и 9 установлены соответственно в фазах А и С первой кабельной трассы 6, датчик 10 установлен в фазе В второй кабельной трассы 7. Третья кабельная трасса 14 соединяет выводы фаз первой обмотки 2 статора с одноименными входами второго выпрямительного преобразователя 5, четвертая кабельная трасса 15 соединяет выводы фаз второй обмотки 3 статора с одноименными входами первого выпрямительного преобразователя 4. Одноименные выходные шины преобразователей 4 и 5 объединены и через коммутационный аппарат 16 включены на общую нагрузку 17. Выход исполнительного элемента 13 соединен с блоком 18 регулирования возбуждения генератора 1, обмотками 19 отключения коммутационного аппарата 16, обмоткой 20 короткозамыкателя 21, подсоединенного к входам преобразователей 4 и 5. Установка работает следующим образом. При нормальных, эксплуатационных режимах, а также при внешних коротких замыканиях на нагрузке 17 (точка Ki, фиг. 1) токи, протекающие по кабелям, на которые установлены датчики тока 8-10, симметричны, сумма их равна нулю. Сигнал на выходе элемента 11 отсутствует. Защита в данных режимах не срабатывает. Возникновение трехфазных коротких замыканий на выводах первой или второе трехфазных обмоток генератора приводит к изменению фаз выходных напряжений датчиков. Так, в случае повреждения на выводах первой трехфазной обмотки (фиг. 2а), токи, протекающие через датчики тока 8 и 9, меняют свою фазу на 180°, что приводит к нарущению симметрии во вторичных цепях датчиков, появлению сигнала на выходе элемента 1 1 и срабатыванию защиты. Трехфазные короткие замыкания на входах преобразователей 4 или 5 характеризуются тем, что аварийные токи протекают только через два датчика, например 8 и 9 (фиг. 26), при повреждении на шинах преобразователя 4 или через один датчик 10 тока при повреждении на шинах преобразователя 5. Сигнал приводит к срабатыванию защиты. При двухфазных коротких замыканиях на выводах первой или второй трехфазных обмоток аварийный ток протекает только через два датчика тока. Сумма выходных напряжений последних дает отличный от нуля сигнал, приводящий к срабатыванию защиты. Например, двухфазное короткое замыкание фаз А и В на выводах первой трехфазной обмотки (фиг. За) приводит к протеканию аварийного тока через датчики 8 и 10. Вторичные напряжения датчиков изменяют свою фазу на 180°, при этом на выходе элемента 1 1 появляется сигнал, приводящий к срабатыванию защиты. Особенностью аварийных режимов при двухфазных коротких замыканиях на входах преобразователей 4 и 5 является то, что аварийный ток протекает только через один из трех датчиков тока, что приводит к появлению на выходе элемента 11 сигнала, приводящего к срабатыванию защиты. Например, при двухфазном коротком замыкании фаз А и В на шинах преобразователя 4 (фиг. 36) аварийный ток протекает через датчик 8 тока. На выходе элемента 11 появляется сигнал, равный выходному напряжению датчика 8, который приводит к срабатыванию защиты. При пробое вентиля, например 22 (фиг. 4) в катодной группе преобразователя 4 в конце интервала его проводимости создается два контура ( в ) для протекания аварийного тока в цепи переменного тока. В данном режиме через датчик 8 поврежденной фазы А протекает сумма токов Аи в , а через датчик 10 тока фазы В - ток контура в . На выходе элемента 11 появится сигнал, под воздействием которого происходит срабатывание защиты. При пробое вентилей в анодных группах преобразователей 4 и 5, например вентиля 23, в конце его зоны проводимости (фиг. 5) двухфазное короткое замыкание начинает развиваться после появления положительного напряжения на аноде вентиля 22 по

отношению к аноду вентиля 24. В этом случае также создается два контура (А и В ), для протекания аварийного тока.

В данном режиме через датчик 8 поврежденной фазы А протекает сумма токов контуров А и в , а через датчик 10, установленный в фазе В, протекает ток контура В . На выходе элемента 11 появляется сигнал, приводящий к срабатыванию защиты.

Аналогично протекают процессы в установке и происходит срабатывание защиты при пробоях других вентилей.

При витковых замыканиях в трехфазных обмотках генератора, например, в фазе А первой трехфазной обмотки возникает продольная несимметрия напряжений. Под воздействием результирующего напряжения происходит циркуляция токов нулевой последовательности через кабельные трассы 14 и 15, создающие замкнутый контур. Токи нулевой последовательности, протекающие через датчики 8-10, приводят к появлению на выходе элемента 11 сигнала, обеспечивающего срабатывание защиты.

Этот вариант установки датчиков тока на кабельные трассы не является единственным. В таблице приведены другие возможные варианты установки датчиков тока.

Изобретение позволяет повысить надежность энергоснабжения потребителей в автономных электроэнергетических системах, так как в нем вь1являются практически все виды повреждений генераторно-выпрямительных установок.

Первый преобразователь Второй преобразователь

ФазаФаза

ABC + - +ABC.

+ -f - - 7

+ +

+

- +

- +

Л---i- +

Примечание: Знаком «+ обозначено место установки датчика тока.

ГЕНЕРАТОРНО-ВЫПРЯМИТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА, содержащая синхронный генератор с первой и второй трехфазными обмотками статора, соединенными каждая по схеме «звезда с объединенными нулевыми точками и параллельными между собой, первый и второй выпрямительные преобразователи с объединенными одноименными выходными шинами, первую кабельную трассу, соединяющую выводы фаз первой об мотки статора с одноименными входами первого выпрямительного преобразователя, вторую кабельную трассу, соединяющую выводы фаз второй обмотки статора с одноименными входами второго выпрямительного преобразователя, третью и четвертую кабельные трассы, подключенные соответственно к выводам фаз первой и второй обмоток статора, три датчика тока, выходами подключенных к входам блока защиты выполненного из последовательно соединенных эле.мента сложения, порогового и исполнительного элементов, отличающаяся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности путем выявления коротких замыканий в обмотках генератора, кабельных трассах и на щннах выпрямительных преобразователей, концы фаз третьей кабельной трассы подключены к одС1 S ноименным входам второго выпрямительного преобразователя, а концы фаз четвертой Л кабельной трассы - к одноименным входам первого выпрямительного преобразователя, два датчика тока установлены в двух разноименных фазах первой кабельной трассы, а третий датчик тока - в третьей фазе второй кабельной трассы. со со

ШЙИ

J/

I I i-

J

.

Sr

t

Vuz.J

5

Фиг4

.

i tvi