Устройство для защиты цепи возбуждения синхронной электрической машины Советский патент 1986 года по МПК H02H7/08 H02H7/85 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в релейной защите и автоматике энергосистем. Цель изобретения - повышение чувствительности при перегрузках и коротких замы- каниях в обмотке возбуждения синхронной машины, повышение чувствительности при коротких замыканиях в тиристорах и трансформаторе возбуждения.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - диаграммы ра- боты устройства.

Устройство для защиты цепи возбуждения синхронной электрической машины 1, выполненной с рабочим 2 и форсировочным 3 тиристорными выпрямителями, входами под- ключенными соответственно к рабочи.м 4 и форсировочным 5 выводам вторичной обмотки трансформатора 6 возбуждения, а выходами - параллельно к обмотке 7 возбуждения электрической маишны, содержит первый трансформатор 8 тока, включенный в первую фазу (А) питания первичной обмотки трансформатора 6 возбуждения, первый дифференциатор 9, формирователь 10 прямоугольных импульсов, к выходу которого подключен преобразователь 11 длитель- пости импульсов в напряжение. Выход последнего подключен к первому входу реагирующего элемента 12, к второму входу которого подключен выход блока 13 опорного напряжения. Между выходом первого трансформатора 8 тока и входом первого диффе- ренциатора 9 включен первый однополупе- риодный выпрямитель 14, второй однополу- периодный выпрямитель 15 включен между выходом дифференциатора 9 и входом формирователя 10 прямоугольных импульсов. Кроме того, устройство содержит пер- вую цепочку, выполненную из последовательно соединенных второг о трансформатора 16 тока, однополупериодного третьего выпрямителя 17, второго дифференциатора 18, однополупериодного четвертого выпря- мителя 19, вторую цепочку, выполненную из последовательно соединенных третьего трансформатора 20 тока, однополупериодного пятого выпрямителя 21, третьего дифференциатора 22, однополупериодного шестого выпрямителя 23, и сумматор 24. Второй 16 и третий 20 трансформаторы тока включены соответственно во вторую (В) и третью (С) фазы питания первичной обмотки трансформатора 6 возбужденияТретий 17, четвертый 19, пятый 21 и шестой 23 однополупериодные выпрямители включены согласно первому 14 и второму 15 выпрямителям, а выходы второго 15, четвертого 19 и шестого 23 однополупериодных выпрямителей подключены к входу формирователя 10 прямоугольных импульсов через сумматор 24.

На диаграммах работы устройства защиты (фиг. 2) даны следующие обозначения:

IA- Б с-- токи на выходах первого 8, второго 16 и третьего 20 трансформаторов тока; тг- угол коммутации тиристоров рабочего выпрямителя 2; /i/ - сигналы на выходах первого 14, третьего 17 и пятого 21 однополупериодных выпря.митслей; di/dt - сигналы на выходах первого 9, второго 18 и третьего 22 дифференциаторов; /di/dt/ - сигналы на выходах второго 15, четвертого 19 и шестого 23 однополупериодных выпрямителей соответственно, а также на выходе сумматора 24; U пр - сигналы на выходе формирователя 10 прямоугольных импульсов; Utp - сигналы на выходе преобразователя 11 длительности импульсов в напряжение; и on - напряжение на выходе блока 13 опорного напряжения; и; - угловая частота; 1 - время.

Устройство работает следующим образом.

В нормальных режимах в основном работает выпрямитель 2. Его работе соответствует угол коммутации г. Форсировочный выпрямитель 3 искажает входные сигналы. Токи с выходов трансформаторов тока JA, ig, i с подаются на выпрямители 14, 17, 21, где выпрямляются (пропускаются только положительные полуволны входных сигналов). Затем сигналы дифференцируются дифференциаторами 9, 18. 22. С выходов дифференциаторов сигналы поступают на выпрямители 15, 19, 23, выделяются только положительные части входных сигналов. С выходов выпрямителей 15, 19, 23 сигналы подаются на сумматор 24. Сумматор выполняет функцию сложения сигналов, совпадающих во времени. Если сигналы не совпадают во времени, то сумматор работает как логическая схема ИЛИ. После сумматора сигналы поступают на формировате дь 10 пря.мо- угольных импульсов, где из входных сигналов формируются сигналы прямоугольной формы Unp. Данные импульсы поступают на преобразователь 11 длительности импульсов в напряжение, амплитуда выходных сигналов которого пропорциональна длительности входных. В результате амплитуда Ucp выходного сигнала преобразователя 11 пропорциональна углу У коммутации тиристоров рабочего выпрямителя 2. Искажающие сигналы Ul: (фиг. 2), которые зависят от работы форсировочного тиристорного выпрямителя 3, всегда меньше по амплитуде полезных сигналов Ьчр и поэтому не оказывают влияния на работу устройства. Сигналы подаются на первый вход реагирующего элемента 12, на второй вход которого подано опорное напряжение Uon с блока 13 опорного напряжения. Если Uc,, ре- гистрируюиаий орган не срабатывает, что характерно для нормальных режимов. При повреждениях (токовых перегрузках в цепи возбуждения, коротких замыканиях в обмотке возбуждения синхронной машины, в

тиристорных выпрямителях, в трансформаторе возбуждения) угол У коммутации увеличивается, что приводит к увеличению . В случае Uop Uon реагирующий орган срабатывает.

Для выявления перегрузок и коротких замыканий в обмотке возбуждения достаточно использовать одну цепочку устройства, например, элементы 8, 9,-10. 11, 12, 14, 15. Для выявления коротких замыканий в тиристорных выпрямителях и в трансформаторе возбуждения необходимо контролировать токи во всех трех фазах, так как при указанных повреждениях токи могут изменяться не во всех фазах. Например, при двухфазном коротком замыкании в трансформаторе возбуждения ток в неповрежденной фазе может оставаться таким же, как и при отсутствии данного короткого за.мы- кания.

Положительный эффект, создаваемый изобретением, заключается в повышении чувствительности защиты почти в два раза по сравнению с максимальной токовой защитой на реле типа РТ-40, что позволяет выявить аварию в начальной стадии и умень- щить последствия повреждений (расходы на ремонт, время простоя оборудования и т.д.).

Формула изобретения

1. Устройство для защиты цепи возбуждения сихронной электрической машины, выполненной с рабочим и форсировочным ти- ристорными выпрямителями, входами подключенными соответственно к рабочим и форсировочным выводам вторичной обмотки трансформатора возбуждения, а выходами - параллельно к обмотке возбуждения электрической машины, содержащее первый трансформатор тока, включенный в первую фазу питания первичной обмотки трансформатора возбуждения, первый дифференциа0

тор, формирователь прямоугольных импульсов, к выходу которого подключен преобразователь длительности импульсов в напряжение, выходом подключенный к первому входу реагирующего элемента, к второму входу которого подключен выход блока опорного напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности при перегрузках и коротких замыканиях в обмотке возбужл1ения синхронной машины, в него введены включенные согласно однополу- периодные первый и второй выпрямители, первый выпрямитель включен между выходом первого трансформатора тока и входом первого дифференциатора, выходом подклю5 ченного к входу второго выпрямителя, а выход второго выпрямителя подключен к входу формирователя прямоугольных импульсов.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности

0 при коротких замыканиях в тиристорах и трансформаторе возбуждения, в него введены первая цепочка, выполненная из последовательно соединенных второго трансформатора тока, однополупериодного треть5 его выпрямителя, второго дифференциатора, однополупериодного четвертого выпрямителя, вторая цепочка, выполненная из последовательно соединенных третьего трансформатора тока, однополупериодного пятого выпрямителя, третьего дифференциатора,

0 однополупериодного шестого выпрямителя, и сумматор, причем второй и третий трансформаторы тока включены соответственно во вторую и третью фазы питания первичной обмотки трансформатора возбуждения, третий, четвертый, пятый и шестой выпрямители включены согласно первому и второму выпрямителям, а выходы второго, четвертого и щестого выпрямителей подключены к входу формирователя прямоугольных импульсов через сумматор.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите. Цель изобретения - повышение чувствительности при перегрузках и к.з. в обмотке возбуждения. В нормальных режимах работает выпрямитель 2. Форсированный выпрямитель 3 искажает входные сигналы. Токи после трансформаторов выпрямляются выпрямителями 14, 17, 21, затем сигналы дифференцируются на дифференциаторах 9, 18, 22, после чего сигналы поступают на выпрямители 15, 19, 23, с выходов которых - на сумматор 24, который выполняет функцию сложения сигналов, совпадающих во времени, и затем сигналы поступают на формирователь 10 прямоугольных сигналов. Сформированные сигналы подаются на первый вход реагирующего элемента 12, на второй вход которого подано опорное напряжение. При повреждениях угол коммутации увеличивается, что приводит к срабатыванию реагирующего органа. 1 3. п. ф-лы, 2 ил. Q (Л 1C Фиг.

hi

ВНИИПИ Заказ 6849/55 Тираж 612 Подписное Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

- Л /ll

Фиг. 2