Способ защиты цепей возбуждения асинхронизированной синхронной машины Советский патент 1986 года по МПК H02H7/06 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите и автоматике энергосистем.

Цель изобретения -- повышение надежности в режимах коротких замыканий в цепях обмоток возбуждения.

Способ защиты заключается в следующем

Выявляют наличие несимметричной потери возбуждения асинхронизированной синхронной машины, для чего измеряют токи в продольной и поперечной обмотках возбуждения. Проводят поворот одного из сигналов, например тока поперечной обмотки возбуждения, на 90 эл. град, так, чтобы токи в нормальном режиме работы были в противофазе. Суммируют оба сигнала, выделяют переменную составляющую сигнала; сравнивают отфильтрованный от постоянной составляющей управляющий сигнал с уставкой.

Выделение несимметричной потери возбуждения может быть осуществлено и другим способом, в частности суммированием не непосредственно токов продольной и поперечной обмоток возбуждения, а предварительно искусственно сформированных сигналов. Выбор того или иного способа выявления не влияет на другие операции, необходимые для достижения поставленной цели.

Одновременно с выявлением несимметричной потери возбуждения измеряют напряжения на вторичных обмотках трансформатора возбуждения, выделяют наименьшие из линейных напряжений вторичных обмоток трансформатора возбуждения, сравнивают эти напряжения между собой, сравнивают наименьшие из линейных напряжений каждой обмотки возбуждения с уставкой.

Если меньшее из минимальных линейных напряжений окажется меньше уставки, то фиксируется короткое замыкание в цепи возбуждения, питаемой от этой обмотки.

На чертеже изображено устройство для реализации способа.

Датчик 1 тока продольной обмотки возбуждения и датчик 2 тока поперечной обмотки возбуждения подсоединены к входам узла 3 выявления несимметрии, который содержит фазоповоротное устройство 4, входом подключенное к датчику 2 тока поперечной обмотки возбуждения, сумматор 5, одним входом подключенный к фазоповорот- ному устройству 4, другим - к датчику 1 тока продольной обмотки возбуждения, сумматор 5 подсоединен через фильтр 6 постоянной составляющей к органу 7 сравнения. Датчики 8 и 9 напряжения вторичных обмоток трансформатора возбуждения через ми- ниселекторы 10 и 11 соответственно подсоединены к одному из входов органа 12 сравнения и к входу органа 13 сравнения один, к другому входу органа 12 сравнения и к входу органа 14 сравнения второй.

5

0

5

0

0

5

0

5

Логический элемент И 15 входами подключен к выходу узла 3 выявления несимметричной потери возбуждения, к органу 13 сравнения и к одному из выходов органа 12 сравнения, логический элемент И 16 под ключей к узлу 3 выявления несимметричной потери возбуждения, к органу 14 сравнения и к второму выходу органа 12 сравнения. Орган 17 сравнения выполнен двухканальным с двумя выходами фиксации короткого замыкания в цепи продольной и поперечной обмоток возбуждения соответственно, вход каждого канала исполнительного органа соединен к соответствующему элементу И.

Измеренные токи от датчиков 1 и 2 токов продольной и поперечной обмоток возбуждения поступают в узел 3 выявления несимметричной потери возбуждения, который при наличии несимметричной потери возбуждения действует на элементы И 15 и 16. Миниселекторы 10 и 11 выделяют наименьшие на линейных напряжений вторичных обмоток трансформатора возбуждения, измененных с помощью датчиков 8 и 9. Орган 12 сравнения сравнивает наименьшие из линейных напряжений обеих обмоток между собой. Если наименьшее из линейных напряжений от датчика 8 меньше, чем от датчика 9, орган сравнения выдает сигнал на вход а, если наименьшее из линейных напряжений меньше от датчика 9, чем от датчика 8, то выдает сигнал на выход б.

Органы 13 и 14 сравнения сравнивают наименьшие из линейных напряжений обеих обмоток с уставками. Если напряжение меньше уставки, они сравнивают и действуют на логические элементы И 15 и 16 соответственно. При наличии сигналов от узла 3 выявления несимметричной потери возбуждения, органа 13 сравнения и на входе а органа 12 сравнения логический элемент И 15 через исполнительный орган 17 фиксирует короткое замыкание в цепи продольной обмотки возбуждения. При наличии сигналов от узла 3 выявления несимметричной потери возбуждения, от органа 14 сравнения и на выходе б органа 12 сравнения логический элемент И 16 через исполнительный орган 17 фиксирует короткое замыкание в цепи поперечной обмотки возбуждения.

Уставки органов 13 и.14 сравнения выбираются, исходя из возможного минимального напряжения на вторичной обмотке трансформатора возбуждения в эксплуатационном режиме. Исходя из практики релейной защиты электрических систем, можно взять UycT равным 0,би«ом до 0,7U«oM, где LJycT - напряжение уставки; UHOM - номинальное напряжение на вторичной обмотке трансформатора возбуждения.

Принцип работы предлагаемой защиты заключается в следующем.

При коротком замыкании в цепи любой из обмоток возбуждения узел 3 выявления несимметричной потери возбуждения выявляет несимметрию цепей возбуждения, одновременно происходит посадка напряжения на вторичных обмотках трансформатора возбуждения, но на той обмотке, в цепи которой произошло короткое замыкание. Напряжение снижается больше. Это определяется органом 12 сравнения, напряжение это снижается ниже уставки, что определяет орган 13 или 14 сравнения. Этим определяется, что произошло короткое замыкание. При нормальных режимах устройство не работает, так как нет несИмметрии и напряжение не снижается. При внешних коротких замыканиях то же устройство не срабатывает, так как нет несимметрии, хотя напряжение снижается.

При несимметричной потере возбуждения без короткого замыкания выявитель несимметричной потери возбуждения сраба- тывает и выполняет функцию защиты от несимметричной потери возбуждения, а напряжение не снижается, и устройство не фиксирует короткое замыкание.

Формула изобретения

0

5

Способ защиты цепей возбуждения асинхронизированной синхронной мащины, в которой продольная и поперечная обмотки возбуждения подключены к разным вторичным обмоткам трансформатора возбуждения, заключающийся в том, что измеряют токи в обмотках возбуждения, на основании измеренных токов определяют несимметрию цепей возбуждения, отключают и закорачивают обмотку, цепи которой повреждены, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в режимах коротких замыканий в цепях обмоток возбуждения, обмотку с повреждением цепей возбуждения в результате короткого замыкания определяют путем измерения одновременно с выявлением несимметричной потери возбуждения в результате измерения линейных напряжений всех фаз обеих вторичных обмоток трансформатора возбуждения, выделения наименьшего из напряжений каждой из обмоток, сравнения выделенных напряжений между собой и последующей фиксации достижения меньшего из них заданной уставки.

Изобретение касается заш,иты цепей возбуждения асинхронизированной синхронной машины, позволяет повысить надежность в режимах коротких замыканий в цепях обмоток возбуждения и применяется в релейной защите энергосистем. В устройстве, реализующем способ, при коротком замыкании в цепи любой из обмоток возбуждения узел 3 выявления несимметричной потери возбуждения выявляет несимметрию цепей возбуждения, одновременно происходит посадка напряжения на вторичных обмотках трансформатора возбуждения, но на той обмотке, в цепи которого произошло короткое замыкание. Напряжение снижается больше. Это определяется органом сравнения 12, напряжение это снижается ниже уставки и это выявляют орган сравнения 13 или 14. Этим определяется, что произошло короткое замыкание. При нормальных режимах устройство не работает, т.е. нет несимметрии и напряжение не снижается. При внешних коротких замыканиях то же устройство не срабатывает, т.к. нет несимметрии, хотя напряжение снижается. При несимметричной g потере возбуждения без короткого замыка- ния узла выявления несимметричной потери возбуждения срабатывает и выполняет функцию защиты от несимметричной потери возбуждения, а напряжение не снижается и устройство не фиксирует короткого за- мыкания. 1 ил. (Л Ю ю QO СХ 00 СЛ