Устройство для определения места замыкания на корпус обмотки возбуждения синхронной машины Советский патент 1986 года по МПК H02H7/06 

Изобретение относится к релейной защите, а именно к защите обмотки возбуждения синхронных машин от замыканий на корпус. Цель изобретения - повьшение быстродействия и надежности устройства. На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 iсхема замещения цепи возбуждения по .постоянному току. Устройство содержит датчики 1 и 2 напряжения, два резистора 3 и 4, фор мирователь 5 импульсов, блок 6 деления, блок 7 памяти, компаратор 8, блок 9 индикации и элемент 10 сигнализации, причем резисторы 3 и 4 соединены последовательно и включены между положительной и отрицательной клеммами обмотки 11 возбуждения, пер вый датчик 1 напряжения включен положительной и отрицательной клем мами обмотки 11 возбуждения, второй датчик 2 напряжения включен между точкой соединения резисторов 3 и 4 и корпусом синхронной машины, выход первого датчика 1 напряжения соедине с первым входом блока 6 деления, а выход второго - с вторым входом блока 6 деления и входом формирователя 5 импульсов, первый выход которого под ;KJl b4eiJ 1с управляющему входу блока 6 деления, а второй - к управлякяцим входам компаратора и блока памяти, информационный вход блока 7 памяти соединен с выходом блока 6 деления, а выход - с входом блока 9 индикации и первым входом компаратора 8, второ вход которого соединен с выходом бло ка 6 деленияJ а выход - с входом эле мента 10 сигнализации. Кроме того, на фиг. 1 изображены обмотка возбуждения синхронной машины 11, корпус синхронной машины 12, К1 - точка пер вого замыкания, К2 (КЗ) - точка второго замыкания. Формирователь импульсов предназна чен для управления работой блока 6 деления, блока 7 памяти и компаратора 8, причем импульс, разрешающий ра боту компаратора 8 и запись информации в блок 7 памяти, появляется с за держкой по отношению к сигналу, разрешающему работу блока 6 деления. Эта задержка необходима для отстройк от времени работы блока 6 деления. Блок 9 индикации предназначен для ин дикации места возникновения первого замыкания обмотки 11 возбуждения син 12 2 ронной машины на ее корпус. Элеент 10 сигнализации служит для сигализации о возникновении второго замыкания обмотки 11 возбуждения на корпус. Сигналы на выходах датчиков напряения могут быть представлены как в аналоговой, так и в цифровой форме. Устройство работает следующим образом. Из схемы замещения по постоянному току (см. фиг. 2) следует, что при отсутствии замыкания обмотки 11 возбуждения на корпус (R,), на выодах датчиков 1 и 2 устанавливаются напряжения и,Kp.U; (1) U,, (2) U - напряжения на выходах где U, первого 1 и второго 2 датчиков напряжения; и - величина напряжения, при кладьшаемого к обмотке 11 возбуждения; KO - постоянный коэффициент преобразования. При возникновении замыкания обмотки 11 возбуждения, например в точке К1, напряжение на выходе датчика 1 остается без изменения, а на выходе второго датчика 2 появляется напряже ние, выражение для определения которого имеет следующий вид Т1 -,v ti vR|-RzJr .,- штшй7;Ё;);2к7к . где R - величина сопротивления резисторов 3 и 4; R,,R2 - активные сопротивления обмотки 11 возбуждения до места замыкания; г - сопротивление измерительной части,датчика 2 напряжения. Напряжения U, и Uj с выходов первого 1 и второго 2 датчиков напряжения поступают на соответствующие входы блока 6 деления. Кроме того, сигнал с выхода второго датчика 2 напряжения поступает также на вход формирователя 5 импульсов, который при отклонении величины входного сигнала от величины О (ноль) разрешает работу блока 6 деления и с некоторой задержкой формирует сигнал, разрешающий запись информации с выхода блока 6 деления в блок 7 памяти и рабо.ту компаратора 8. При этом на выходе блока 6 деления появляется сигнал, пропорционал ный частному от деления „ - -Eiell ll СД) .« и, l2r+R)(R,+R,)+2R,-R/ Принимая R, R2(1-n)-Rj,; R,+R.,R, где RO величина активного сопроти ления обмотки 11 возбуж- дения;,/RQ - расстояние до места первог замыкания на корпус от одной из клемм обмотки 11 возбуждения в относительных единицах (О п i 1) , получают 2+|+2| -п(1-п) Так как , то выражение принимает вид m,(2n-1)/(2+). Учитывая, что (2+-)const, из выражения (6) нетрудно определить место первого замыкания обмотки 11 возбуждения синхронной машины на корпус в относительных единицах. Сигнал с выхода блока 6 еления поступает на информационныйвход бло ка 7 памяти. После прихода на управляющий вход этого блока сигнала с вы хода формирователя 5 импульсов значениё заносится в память, после чего запись нового значения частотного с выхода блока 6 деления уже не возможна. С выхода блока 7 памяти значение т/ подается на вход блока 9 индикации, сигнализирующего .о месте возникновения первого замыкания обмотки 11 возбуждения на корпус 12, и на второй вход компаратора 8. Причем, одновременно с этим на первый вход компаратора 8 поступает сигнал с выхода блока 6 деления Так как значения этих сигналов равны то на его выходе сохраняется уровень логического нуля. При возникновении второго замыка ния на корпус на выходе блока 6 деления появляется сигнгш, значение которого определяется из вьфажений m;-(2n-H-K)/(24)-(1-K);(7 m; (2п-1-К)/(24).(1-К), (8 59 сигнал на выходе блока 6 деления при возникновении второго замыкания обмотки 11 возбуждения в точке К2: II m - сигнал на выходе блока 6 деления при возникновении второго замыкания обмотки 11 возбуждения в точке КЗ. Вьфажение (7) получено путем подстановки в вьфажение (4) значений R,n-Rj,, R2 ( 1-п-К)-Rg, произведении необходимых сокращений и при учете, что R(,ir. Выражение (8) получено путем подстановки в вьфажение (4J значений R,(n-K).-R, R,(1-n)Rg, произведений необходимых сокращений и при учете, что . Сравнивая выражения (6), (7) и (8), легко заметить, что значение m т, а ,. Следовательно, при возникновении второго замыкания на выходе компаратора 8 появляется сигнал с уровнем логической единицы, который поступает на вход элемента 10 сигнализации, загорание которого свидетельствует о возникновении второго замыкания обмотки 11 возбуждения синхронной машины на ее корпус. Таким образом, введение двух одинаковых по величине резисторов, соединенных последовательно и включенных между положительной и отрицательной клеммами обмотки возбуждения синхронной машины,а также включение первого датчика напряжения между положительной и отрицательной клеммами обмотки возбуждения синхронной машины, а второго - между точкой соединения резисторов и корпусом синхронной машины позволяют повысить быстродейСтвие устройства путем исключения операций алгебраического суммирования, а также повысить надежность устройства за счет исключейия из схемы устройства двух .сумматоров. Формула изобретения Устройство для определения места замыкания на корпус обмотки возбуждения синхронной мапшны, содержащее два датчика напряжения, блок деления, выход которого соединен с одним из входов компаратора, формирователь импульсов, вход которого соединен с вторым входом блока деления, а его выходы - с управляющими входами блока деления и блока памяти, информаци-i рнный вход которого соединен с выходом блока деления, блок индикации, вход которого подключен к выходу блока памяти и второму входу компаратора, выход которого соединен с входом элемента сигнализации, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности устройства, в него дополнительно введены два одинаковых по величине резистора, соединенные последовательно и вклюW,яные между положительной и отрицательной клеммами обмотки возбуждения синхронной машины, первый датчик напряжения включен между положительной и отрицательной клеммами обмотки возбуждения синхронной машины, а второй между общей точкой соединения резисторов и корпусом синхронной машины, причем выход первого датчика подключен к одному из входов блока деления а выход второго - к другому входу блока деления и входу формирователя импульсов, второй выход которого соединен с управляющим входом компаратора.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите. Цель изобретения - повышение быстродействия и надежности устройства. При возникновении замыкания обмотки возбуждения в одной точке на выходе датчика 2 появляется напряжение. Напряжение с выходов датчиков 1 и 2 поступает на входы блока деления 6, кроме того, сигнал с выхода датчика 2 поступает также на вход формирователя импульсов 5, который при отклонении величины входного сигнала от нуля разрешает работу блока деления бис некоторой задержкой формирует сигнал, разрешающий запись информации с выхода блока деления 6 в блок памяти 7 и работу компаратора 8. При возникновении второго замыкания на корпус на выходе блока деления 6 появляется сигнал и на выходе компаратора 8 появляется сигнал Лог. 1, который поступает на вход элемента сигнализации Ю,.замыкание которого свидетельствует о возникно Л С вении второго замыкания обмотки возбуждения 11 синхронной машины на ее .корпус. 2 ил.

Фиг. 2