Устройство для защиты синхронной машины от замыкания обмотки возбуждения на заземленный корпус в одной точке Советский патент 1986 года по МПК H02H7/06 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите электрооборудонания, и может быть использовано для релейной защиты синхронных электрических мапган от замыкания на землю в одной точке цепи возбуждения.

Целью изобретения .является повышение точности измерения путем исключения зависимости чувствительности от места замыкания и величины напряжения обмотки возбуждения.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для защиты

1277289

34 включает в себя регулируемый резистор 36, подключенный к входным зажимам 31, 33 блока измерения. Подвижный контакт резистора 36 через 5 резистор 37 .соединен с базой транзистора 38, эмиттер которого через стабилитрон 39 соединен с общей точкой схемы, которая соединена с вход- нь1м зажимом 33. База транзистора 38 блока 32 измерения через конденсатор 40 соединена с общей точкой схемы. Коллектор транзистора 38 через резистор 41 соединен с базой транзистора 42, коллектор которого через

10

синхронной машины от.замыкания обмот- резистор 43 соединен с общей точкой

ки возбуждения на заземленный корпус

в одной точке.,

Устройство для защиты синхро.нной

машины от замыкания обмотки возбуждения на заземленный корпус в одной точке содержит генератор 1 высокой частоты, выходы которого подключены к управляющим входам 2, -3 ключевых элементов 4, 5. Основные, входы. 6, 7 ключевых элементов 4, 5 объединены между собой и подключены к минусовому выходному зажиму источника 8 питания. Выходы ключевых элементов 4j 5 через разделительные Диоды 9-12 под-; ключены к выводам первичных обмоТок 13, 14 разделительных трансформато. ров 15, 16. Вторичные обмотки 17, 18 разделительных трансформаторов 15, 16 подключены к входам выпрямителей 19 20. Положительный выходной зажим вьшрямителя 19 и отрицательный выходной зажим выпрямителя 20 через токо- ограничительные резисторы 21, 22 подключены к обмотке 23 возбутвдения. 0т20

25

схемы. Между базой и эмиттером транзистора 42 включен резистор 44. Эмиттер транзистора 42:соединен через стабилитрон 45 с управляющим электродом тиристора 46, анод которого через -обмотку реле 47 соединен с плюсовым выходным зажимом источника 8 питания, минусовой выходной зажим которого подключен к катоду тиристо-. PQ 46, между катодом и управляющим электродом тиристора 46 подключен резистор 48.

. Данное устройство работает следующим образом.

Под действием импульсов напряжения прямоугольной формы частотой 10 кГц, поступающих с выхода тора 1 высокой частоты, нроисходит коммутация ключевых элементов 4, 5. 35 в результате первичные обмотки 13, 14 разделительных трансформаторов 15, 16 через разделительные диоды 9- 12 поочередно подключшотся с частотой 10 кГц к минусовому выводу источника

30

рицательный выходной зажим выпрямите- 8 питания. Одновременно под действи- ля 19 и положительный выходной зажим выпрямителя 20 объединены между собой и подключены к корпусу синхронной машины. Выходы генератора 24 низкой частоты подключены к управляющим входам 25, 26 ключевых элементов 27, 28. Основные входы 29, 30 ключевых элементов 27, 28 подключены к средним точкам первичных обмоток 13, 14 разделительных трансформаторов 15, 16. Выходы ключевых элементов 27, 28 объединены между собой и подключены к входу 31 блока измерения 32, вход 33 которого подключен к положительному выходному зажиму источника 8 питания. Блок 32 измерения со- держит пороговый элемент 34 и исполнительный орган 35. Пороговый элемент

ем импульсов напряжения прямоугольной формы с частотой 1 Гц, поступающих с выхода генератора 24 низкой- частоты, происходит коммутация клю- .

чевЫх элементов 27, 28. Импульсы напряжения на управляющих входах 25, 26 ключевых элементов 27, 28 находятся в противофазе. При появлении управляющего иНпульса напряжения на управляющем входе 25 ключевого эле- jyieHTa 27 средняя точка первичной обмотки 13 разделительного трансформатора 15 подключается через ключевой элемент 27, резистор 36 порогового

55 элемента 34 к плюсовому вьгходному зажиму источника 8 питания. При этом импульсы на лряжения прямоугольной формы с частотой 10 кГц трансфор50

277289

34 включает в себя регулируемый резистор 36, подключенный к входным зажимам 31, 33 блока измерения. Подвижный контакт резистора 36 через 5 резистор 37 .соединен с базой транзистора 38, эмиттер которого через стабилитрон 39 соединен с общей точкой схемы, которая соединена с вход- нь1м зажимом 33. База транзистора 38 блока 32 измерения через конденсатор 40 соединена с общей точкой схемы. Коллектор транзистора 38 через резистор 41 соединен с базой транзистора 42, коллектор которого через

10

схемы. Между базой и эмиттером транзистора 42 включен резистор 44. Эмиттер транзистора 42:соединен через стабилитрон 45 с управляющим электродом тиристора 46, анод которого через -обмотку реле 47 соединен с плюсовым выходным зажимом источника 8 питания, минусовой выходной зажим которого подключен к катоду тиристо-. PQ 46, между катодом и управляющим электродом тиристора 46 подключен резистор 48.

. Данное устройство работает следующим образом.

Под действием импульсов напряжения прямоугольной формы частотой 10 кГц, поступающих с выхода тора 1 высокой частоты, нроисходит коммутация ключевых элементов 4, 5. в результате первичные обмотки 13, 14 разделительных трансформаторов 15, 16 через разделительные диоды 9- 12 поочередно подключшотся с частотой 10 кГц к минусовому выводу источника

8 питания. Одновременно под действи-

8 питания. Одновременно под действи-

ем импульсов напряжения прямоугольной формы с частотой 1 Гц, поступающих с выхода генератора 24 низкой- частоты, происходит коммутация клю- .

чевЫх элементов 27, 28. Импульсы напряжения на управляющих входах 25, 26 ключевых элементов 27, 28 находятся в противофазе. При появлении управляющего иНпульса напряжения на управляющем входе 25 ключевого эле- jyieHTa 27 средняя точка первичной обмотки 13 разделительного трансформатора 15 подключается через ключевой элемент 27, резистор 36 порогового

элемента 34 к плюсовому вьгходному зажиму источника 8 питания. При этом импульсы на лряжения прямоугольной формы с частотой 10 кГц трансфор

10

IS

20

25

31277289

ируются во вторичную обмотку 17 разелительного трансформатора 15. Эти мпульсы выпрямляются с помощью вы- прямителя 19. Положительное напряение, с положительного выходного зажима выпрямителя 19 через токоог- раничивающий резистор 21 прикладывается к обмотке 23 возбуждения синхронной машины.

Аналогично при появлении управляющего импульса на управляющем входе 26 ключевого элемента 28 средняя точка первичной обмотки Н разделительного трансформатора 16 через ключевой элемент 28 резистор 36 порогового эле;мента 34 подключается к плюсовому выходному зажиму источника 8 питания. При этом импульсы напряжения прямоугольной формы с частотой 10 кГц трансформируются во вторичную обмотку 18 разделительного трансформатора 16. Эти импульсы выпрямляются выпрямителем 20. Отрицательное напряжение с отрицательного выходного зажима выпрямителя 20 чег рез токоограничивающий резистор 22 прикладывается к обмотке 23 возбуждения синхронной машины.. Таким образом, к обмотке 23 возбуждения поочередно с частотой 1 Гц подключается относительно корпуса синхронной машины положительное или отрицательное напряжение.

В нормальном режиме работы, когда сопротивление изоляции цепи возбуждения велико, ток, протекающий через резистор 36., мал. Мало падение напряжений на резисторе 36 и транзистор 38 порогового элемента 34 закрыт, а тиристор 46, исполнительного органа 35 не включен.

При снижении сопротивления изоляции цепи возбуждения ниже заданного значения ток через резистор 36 увеличивается. Увеличивается падение наряжения на резисторе 36, пробивается стабилитрон 39 и открываются транзисторы 38, 42 порогового элемента 34. Через открытый транзистор 42 и стабилитрон 45 создается путь тока в цепи управляющего электрода тиристора 46, который включается и вклюает реле 47. Реле 47 сигнализирует срабатывании .

Благодаря введению в устройство ля защиты синхронной электрической , ашины дополнительных элементов и х соединению согласно изобретению

ст си кл по но ин во за ст за же

Ф

ма де то ча фо мо ца за ре вт вы ис вы на

тр пе вы ко те

35 то мо вы к о

0 с в ра ви ср

ко ны ми то вь

50 кл со щи че ви

55 не ср во по

стало возможно к цепи возбуждения синхронной электрической машины прикладывать поочередно с частотой 1 Гц постоянное напряжение .разной полярности. При этом устраняется влияние индуктивности и емкости обмотки возбуждения, а также исключается зависимость чувствительности от места замыкания .цепи возбуждения на заземленный корпус и .величины напряжения обмотки возбуждения.

Формула изобретения

Устройство для защиты синхронной машины от замыкания обмотки возбуждения на зазе шенный корпус в одной точке, содержащее генератор высокой частоты, первый разделительный трансформатор с первичной и вторичной обмотками, первый выпрямитель с отрицательным и положительным выходными зажимами, первый токоограничивающцй резистор, блок измерения с первым и вторым зажимами, включающий пороговый элемент, исгГолнительный орган, источник питания с первым и вторым выходными зажимами, при этом вторичная обмотка первого разделительного

трансформатора подключена к входу ервого выпрямителя, отрицательный выходной .зажим которого подключен к орпусу синхронной машины, а полош - тельный выходной зажим через первый

токоограничивающий резистор - к обмотке возбз ждения, в блоке измеренил выход порогового элемента подключен: к входу исполнительного органа, . отличающееся тем, что,

с целью повьшения точности измерения,, в него дополнительно введены второй разделительный трансформатор с первичной обмоткой, выполненной со средней точкой, и вторичной обмот ;

кой, второй выпрямитель с отрицатель-: ным и пoлoжliтeльным выходными зажимами, второй токоогранич11вающий резистор, генератор низкой частоты, пер- вьй, второй, третий и четвертый

ключевые элементы, каждьй из которых содержит выход, основной и управляющий входы, первьп, второй, третий и четвертый разделительные диоды, первичная обмотка первого разделительего трансформатора выполнена со средней точкой, при этом выходы перого и второго ключевых элементов одключены соответственно через первый, второй, третий и четвертый разделительные диоды к выводам первичны обмоток первого и второго разделительных трансформаторов, основные входы первого и второго ключевых элементов объединены межДу собой и подключены к первому выходному зажиму источника питания, а управляющие входы первого и второго ключевых элементов подключены к выходу генератора высокой частоты, вторичная обмотка второго разделительного трансформатора подключена к входу второго вьетрямителя, положительный выходной зажим которого подключен к корпусу синхронной машины, а от

рицательный выходной зажим через второй токоограничивающий резистор - к обмотке возбуждения, средние точки первичных обмоток первого и второго разделительньгх трансформаторов подключены к основным входам соответственно третьего и четвертого ключевых элементов, управляющие входы последних подключены к выходу генератора низкой частоты, выходы третьего и четвертого ключевых элементов объединены между собой и подключены к первому входному зажиму блока измерения, второй входной зажим которого подключен к второму выходному зажиму источника питания.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной заг щите. Цель изобретения - повьшение точности измерения. При появлении управляющего импульса на управляющем входе 26 к.шочевого элемента 28 средняя точка первичной обмотки 14 разделительного трансформатора 16 через ключевой элемент 28, резистор 36 порогового элемента 34 подключается к -плюсовому выходному зажиму источника питания 8. При этом импульсы Напряжения прямоугольной формы с , частотой 10 кГц трансформируются во вторичн по обмотку 18 разделительного трансформатора 16. Эти импульсы вы-. прямляются вьтрямителем 20. Отрйца тельное напряжение с отрицательного выходного зажнма выпрямителя 20 через токоограничивающий резистор 22 прикладывается к обмотке возбуждения 23 синхронной машины. Таким образом к обмотке возбуждения 23 поочередно с частотой 1 Гц подключает-, ся относительно корпуса синхронной машины положительное или отрицательное напряжение. 1 ил. i (Л N0 to СХ) ;р