Устройство защиты генератора от потери возбуждения Советский патент 1986 года по МПК H02J3/24 H02H7/06 

I .

Изобретение относится к релей ной защите и автоматике энергосистем, а именно к устройствам для выявления потери возбуждения.

Цель изобретения - повьшение наде ;ности и бустродействия устройства.

На фиг.1 приведена схема Предлагаемого устройства; на Лиг.2 - характеристики срабатывания устрой- ства; на фиг.З - временные диаграммы, поясняющие работу устройстна.

Схема устройства содержит.первичный преобразователь 1 тока, включающий трансформатор 2 тока и пре- образователь 3 тока в напряжение, первичный преобразователь 4 напряжения, включающий трансформатор 5 напряжения и. преобразователь 6 напряжения в напряжение, полосовые фильт ры 7 и 8, блок 9 формирования сравниваемых величин, включающий фазопо воротный блок 10, выполненный на операционном усилителе (ОУ), и сумматор 11 на ОУ, детекторные пре- образователи 12 и 13, усилитель- формирователь 14, основной и дополнительный блоки 15 и 16 сравнения, каждый из которых содержит компаратор 17 на ОУ, элемент 18 времени на ОУ, реагирующий элемент 19 на ОУ, логический элемент И 20, генератор 21 импульсов, счетчик 22 импульсов, включающий двоичный счетчик 23 и логический элемент И 24,. исполНител ный блок 25.

На фиг.2 приведены характеристики срабатывания измерительного органа - основная кривая 26 и дополнительная 27, зона 28 вероятного значения сопротивления генератора при потере возбуждения с учетом скольжения, годограф 29 сопротивления генератора при потере возбузкдения, годограф 30 сопротивления при асинхронном ходе возбужденного генера- тора, годограф 31 сопротивления при внешнем коротком замыкании генератора, работавшего с недовозбужде- нием и минимальной активной нагруз

кои.

Временные диаграммы, поясняю11ще работу устройства (фиг.З) построены для режима потери возбуждения, которому соответствует годограф 29 .(фиг.2). По оси ординат на временных диаграммах отложены выходные сигналы (U-, -Utz) соответствующих блоков устройства.

с - 5

0

0

0

5

78г

Устройство работает следующим образом.

Сигналы, пропорциональные току и напряжению генератора, с выходов первичных преобразователей 1 и 4 через полосовые фильтры 7, и 8 поступают на входы блока 9 формирования сравниваемых величин, на выходах которого формируются напряжения

U,(t) U,sin(); Ui(tl--U,.,

гдеих,т1 и амплитуды сигналов,

f- их разность фаз. Далее сигналы поступают на входы детекторных преобразователей 12 и 13, управляемых усилителем-формирователем 14, и на их выходах формируются напряжения:

u,UbU;,(LJt+4 ),jn(s miJi); . si nts mcJt).

Управление детекторными преобразователями необходимо для реализации амплитудно-фазного принципа сравнения двух электрических величин, который позволяет получить эллиптическую характеристику срабатывания устройства.

Каждый из компараторов основного 15 и дополнительного 16 блоков сравнения переключается в момент времени, когда напряжения на инвертирующем и неинвертирующем входах ОУ равны между собой. Делители на входах компараторов позволяют изменять время переключения и тем самым задают размеры основной 26 и дополнительной 27 характеристик срабатывания, угол максимальной чувствительности которых задается фазоповоротньм блоком 10 на ОУ. Постоянные времени - С цепей элементов времени основного 15 и дополнительного 16 блоков сравнения определяют формы соответственно основной 26 и дополнительной

27характеристик срабатьшания.

При потере возбуждения изменяется сопротивление на выводах генератора и годограф 29 сопротивления начинает перемещаться в четвертый квадрант комплексной плоскости к зоне

28вероятного значения сопротивления генератора при потере возбуждения с учетом скольжения. В момент времени t (фиг.З) годограф 29 сопротивления пересекает дополнительную 27 характеристику срабатывания, при этом пе-/

реключается реагирующий элемент дополнительного блока 16 сравнения и на входе установки в О двоичного счетчика 23 появляется потенциал разрешающий счет.

В момент времени t при пересечении годографом 29 основной характеристики 26 срабатывания переключается реагирующий элемент 19 на ОУ основного блока 15 сравнения, и на выход логического элемента И 20 начинают проходить импульсы от генератора 21 импульсов, которые поступают на счетный вход двоичного счетчика 23.. На выходе счетчика 22 импуль сов и входе исполнительного блока 2 появляется сигнал срабатывания при выполнении -условия

,

где tg, - уставка времени на срабатьгоание,

К - число импульсов генератора 21, прошедших на вход счетчика за время t ,

- частота импульсов.

При частичной потере возбуждения или при полной в случае замыкания обмотки возбуждения на вентили область потери возбуждения расширяет- ся и радиус годографа сопротивления превышает размер области, охваченно основной характеристикой срабатывания, что приводит к выходу годографа из основной характеристики сра- батьгоания (момент времени tj ) до выполнения условия К/-f t .. Реагирующий элемент 19 на ОУ основного .блока 15 сравнения при этом возвращается в исходное состояние, чем приостанавливает работу двоичного счетчика 23, но счетчик не обнуляется, так как годограф сопротивления не выходит за дополнительную характеристику срабатывания, и -тем

самым фиксирует, сколько времени находился годограф сопротивления в основной характеристике. При следующем попадании годографа сопротивления в основную характеристику срабатывания в момент времени 1ц двоичный счетчик 23 начинает считать не с нуля, а со значения, на котором он был остановлен. В момент.времени ts происходит выполнение условия , и на выходе устройс тва появляется сигнал срабатывания. Таким образом осуществляется оценка времени нахождения годографа сопротивления внутри основной характеристики I срабатывания.

При выходе годографа сопротивления из дополнительной характеристики срабатывания реагирующий элемент дополнительного блока 16 сравнения вернется в исходное состояние и обнулит счетчик импульсов.

При асинхронном ходе возбужденного генератора или при коротком замыкании время нахождения годографа сопротивления в основной характеристике срабатывания значительно меньше, чем при потере возбуждения, и счетчик 22 импульсов не успевает сформировать сигнал срабатывания, подаваемый в исполнительный блок 25, исключая тем самым ложную работу устройства.

Таким образом, введение в устройство заР5Иты генератора от потери возбуждения дополнительного блока сравнения, счетчика импульсов, генератора импульсов, логического элемента И и усилителя-формирователя, выполнение детекторных преобразователей управляемыми и соединение этих элементов предлагаемым образом позволяет повысить быстродействие и надежность.

IJX

х..::N.

Фиг.З