Способ защиты асинхронизированной синхронной машины от несимметричной потери возбуждения Советский патент 1986 года по МПК H02H7/06 

ния, где потеряно возбуждение, ток снижается до нуля, что выявляется органами сравнения 9 и 10. Этим определяется фаза, потерявшая возбуждение, и точность выявления не зависит от сдвига фаз токов продольной и поперечной обмоток возбуждения. При выявлении снижения тока в обмотках возбуждения ниже уставки в течение заданного времени, которое определяется элементами 13 и 14 выдержки времени, действуют через соответствующие каналы исполнительного органа 19 на отключение и закорачивание

Изобретение относится к электро- Гехнике и предназначено для повышения надежности электроэнергетических систем, автоматической защиты и сохранения в работе асинхронизи- рованной синхронной машины с двумя ;о6гмотками на роторе.

Цель изобретения - повьшение быстродействия и точности.

На чертеже представлено устройство защиты, реализующее способ.

Устройство содержит датчик 1 тока продольной обмотки возбуждения, датчик 2 тока поперечной обмотки возбуждения, узел 3 выявления несимметричной потери возбуждения, фазопово- ротное устройство 4, сумматор 5, фильтр 6 постоянной составляющей, орган 7 сравнения, блок 8 перевода в синхронный режим, органы 9 и 10 сравнения.

Предлагаемый способ заключается в следующем.

Выявляют наличие несимметричной потери возбуждения асинхронизирован- ной синхронной машины, для чего измеряют токи в продольной и поперечной обмотках возбуждения. Потом происходит поворот одного из сигналов, например тока поперечной обмотки возбуждения, на 90 эл. град, так, чтобы токи в нормальном режиме работы были

Л

в противофазе. Дальше суммируют оба сигнала,выделяют переменную составляющую сигнала, сравнивают отфильт20048

обмотки возбуждения, потерявшей возбуждение, другая обмотка обтекается постоянным током и аС;инхронизированная синхронная машина остается в работе в асинхронном режиме. Если машина не переходит в синхронный режим, что определяется элементами НЕ 15 и 16 и элементом И 17, то по истечении I заданного времени, определяемого элементом 18 выдержки времени, действуют на изменение мощности первичного двигателя до тех пор, пока не сработает один из органов сравнения 9 и 10. 1 ил.

-рованный от постоянной составляющей управляющий сигнал.

Выявление несимметричной потери возбуждения в блоке может быть осу- 5 ществлено и другим способом, в частности суммированием непосредственно токов продольной и поперечной обмоток возбуждения, а предварительно - искусственно сформированных сигна10

лов.

После выявления несимметрии подают команду на перевод асинхронизиро- ванной синхронной машины в синхронньй режим, для чего подают постоянное напряжение в обе обмотки возбуждения. Сравнивают с установкой токи в обеих обмотках. Если ток в одной из обмоток возбуждения окажется ниже уставки после перевода машины в синхрон- ньш режим, то с некоторой выдержкой времени подают команду на отключение и закорачивание этой обмотки, оставляя во включенном состоянии другую

обмотку. Если токи в обеих обмотках выше уставки, то действуют на.уменьшение мощности приводного двигателя. Устройство для реализации способа, выполнено следующим образом. Датчшш 1 и 2 тока продольной обмотки

возбуждения подсоединены к входам узла 3 выявления несимметрии, который, в частности, содержит фазопово- ротное устройство 4, входом подключенное к датчику 2 тока поперечной обмотки возбуждения, сумматор 5, одним входом подключенный к фазоповоротному устройству 4, другим к датчику 1 тока продольной обмотки возбуждения, а выходом через фильтр 6 постоянной составляющей подсоединен к органу 7 сравнения. Выход узла выявления несимметричной потери возбуждения подсоединены к блоку 8 перевода в синхронный режим.

Датчики 1 и 2 через органы 9 и 10 сравнения подключены к входам логических элементов И 11 и 12, вторые входы которых подсоединены к бло- .ку 8 перевода в синхронный режим. Два элемента 13 h 14 выдержки времени входами подключены к элементам И 11 и 12 соответственно, а выходами через элементы НЕ 15 и 16 к элементу И 17, третьим входом подключенного к блоку 8 перевода в синхронный режим, а выходом - к элементу 18 выдержки времени, а исполнительный орган 19 выполнен трехканальным с двумя выходами на отключение и закорачивание соответственно продольной и поперечной обмотки и выходом на уменьшение мощности приводного первичного двигателя асинхронизирован- ной синхронной машины. Вход каждого канала исполнительного органа 19 соединен с соответствующим органом 13 14 и 18 вьщержки времени.

Устройство работает следующим Образом,

Измеренные токи от датчиков 1 и 2 токов продольной и поперечной обмоток возбуждения поступают в узел выявления несимметричной потери возбуждения, который при наличии несимметричной потери возбуждения действует на блок 8 перевода в синхронный режим, который переводит асинхрони- зированную синхронную машину в синхронный режим. Органы 9 и 10 сравнения сравнивают токи в продольной и поперечной обмотках возбуждения с уставками и при снижении их-гтиже уставки срабатывают. Этим определяется фаза, потерявшая возбуждение, и точность определения не зависит от сдвига фаз между токами продольной и поперечной обмоток возбуждения Органы 9 и 10 сравнения при срабатывнии действуют на логические элементы JH 11 и 12. При срабатывании органа 9 сравнения и блока 8 перевода в синхронный режим логический элемент И 11 действует на пуск элемента 13 выдержки времени, который по

20048

истечении времени уставки дейстнует на исполнительный орган 19, который отключает и закорачивает продольную обмотку возбуждения, и машина остает- 5 /ся работать в синхронном режиме. Этим обеспечивается сохране ние машины в работе при несимметричной потере возбуждения асинхронизированной синхронной машины.

10 При срабатывании органа сравнения 10 и блока 8 перевода в синхронный режим, логический элемент 12 действует на пуск элемента 14 выдержки времени, который по истечении време- 15 ни уставки действует на исполнительный орган 19, а последний отключает и закорачивает поперечную обмотку возбуждения. При не сработавших элементах 13 и 14 выдержки времени ло- 20 гические элементы НЕ 15 и 16 действуют на элемент И 13, который при срабатывании блока 8 перевода в синхронный режим действует на пуск элемента 18 выдержки времени, а он че- 25 рез соответствующий канал исполнительного органа 19 действует на изменение мощности приводного первичного двигателя асинхронизированной машины.

Защита от несимметричной потери возбуждения по данному изобретению заключается в следующем. При несимметричной потере возбуждения асинхронизированной синхронной машины,: выявляемого узлом 3 выявления несимметричной потери возбуждения, переводят машину в синхронный режим блоком 8 перевода в синхронный режим. При этом в обмотке возбуждения, где потеряно возбуждение, ток снижается до нуля, что выявляется органами сравнения 9 и 10. Этим определяется фаза, потерявшая возбуждение, и точность выявления не зависит от сдвига фаз токов продольной и поперечной обмоток возбуждения.

При выявлении снижения тока в обмотках возбуждения ниже уставки

50 в течение заданного бремени, который определяется элементами 13 и 14 выдержки времени, действуют через соответствующие каналы исполнительного органа 19 на отключение и закорачи55 ванне обмотки возбуждения, потерявшей возбуждение, другая обмотка обтекается постоянным током и асин- хр-онизированная синхронная машина

остается работать в асинхронном режиме .

Если машина не переходит в синхронный режим, что определяется элементами НЕ 15, 16 и элементом И 17э то по истечении заданного времени, определяемого органом 18 выдержки времени, действуют на изменение мощности первичного двигателя до тех пор, пока не сработает один из орга нов 9 и 10 сравнения.

Уставки органов 9 и 10 сравнения выбираются исходя из возможных эксплуатационных снижений -токов возбуждения в режимах без потери возбуждения.

УСТ

н, J-Aofi у

где допустимый минимальный

ток возбуждения; н 0,7-0,8 - коэффициент отстройки.

Уставки органов 13 и 14 времени выбираются исходя из времени перехода машины в синхронньш режим из асинхронизированного режима работы, который зависит от постоянной времени агрегата, величины скольжения в данный момент, величины мощности. Это время можно определить экспериментально .

f k

пер н 5

- уставка органов 13 и 14

выдержки времени; tnjp время перехода машины

в синхронный режим; к - 1,2-1,3 - коэффициент отстройки.

Формула изобретения

Способ защиты асинхронизирован- ной синхронной машины (АСМ) от

где t.

симметричной потери возбуждения, согласно которому измеряют токи продольной и поперечной обмоток возбуж- г дения, выявляют по этим токам несимметричную потерю возбуждения, определяют обмотку, потерявшую возбуждение, отключают и закорачивают эту обмотку, а АСМ переводят в синхрон0 ный режим путем подачи постоянного напряжения в одну из обмоток возбуждения, о тличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности, подачу постоянного

5 напряжения на одну из обмоток возбуждения осуществляют непосредственно после выявления несимметричной потери возбуждения, подают постоянное напряжение в другую обмотку

0 возбуждения одновременно с подачей постоянного напряжения в первую обмотку, при этом определяют обмотку, потерявшую возбуждение, путем фиксации снижения тока в обмотк:е до вели5 чины уставки в течение заданного

времени, определяемого временем перехода АСН в синхронный режим, а в случае, если в течение указанного времени ток в обеих обмотках не снизился

0 до величины уставки, уменьшают мощность приводного дйигателя генератора до фиксации снижения, тока в одной из обмоток до величины уставки.

с Уставка органа 14 выдержки време- -ни выбирается на ступень выше устав- t.

ки

аст-1

УСТ i уст

+ ,

где - уставка органа 14 выдержки времени; At - ступень уставки времени.

Способ защиты асинхронизирован- ной синхронной машины от несимметричной, потери возбуждения позволяет повысить надежность электроэнергетических систем и автоматической защиты и быстродействие. В устройстве, реализующем предлагаемый способ, при несимметричной потере возбуждения асинхронизированной синхронной машины, выявляемого узлом 3, переводят машину в синхронный режим блоком 8. При этом в обмотке возбуждеto N9 ,1ус/п ioo