Устройство для защиты генератора от асинхронного хода Советский патент 1987 года по МПК H02H7/08 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите и автоматике энергетических систем, и предназначено для использования в устройствах защиты синхронных генераторов.

Цель изобретения - упрощение и повышение точности устройства и селективности при выявлении знака скольжения генератора при асинхронном ходе.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - блок формирования импульса срабатывания (БФ) с выявлением положительного или отрицательного знака скольжения генератора при асинхронном ходе; на фиг. 3 - характеристики измерительного орг ана; на . 4 - структура логического блока.

Блок-схема устройства содержит формирователи Ь 4 сравниваемых величин, подключенные к элементам 5 и б сравнения с тремя входами, связанными с логическим блоком 7 с двумя вы.ходами и логическим элементом ИЛИ 8, который выходом подключен к входам сброса триггеров 9 и 10, выходы которых соединены с входом логического элемента И 11, подключенного к выходу устройства. Элементы 1-8 образуют измерительный орган 12 сопротивления (ОС) с тремя выходами 13-15 и комбинированной характеристикой срабатывания.

Элементы 9-11 входят в состав блока 16 формирования импульса срабатывания, элементы НЕ 17 и 18 и элементы И 19 и 20 - состав логического блока 7.

Приняты следующие обозначения: К„Ь , K l - сигналы, пропорциональ н 1е напряжению и току генератора; Ui - выходной сигнал нри потере возбуждения; УФ -- выходной сигнал блока формирования имиу.чьса срабатывания, поступающий на счетчик циклов

скольжения и блок контроля СКОЛЬЖС1Н1Я.

Сигналы на выходах измерительного органа сопротивления появляются при попадании вектора сопротивления генератора в области, соответственно, I, II и 111 (фиг. 3).

Сигналы, пропорциональные напряжению KuU и току KI генератора, подводятся к измерительному органу сопротивления с комбинированной характеристикой срабать - вания ОС, включающему формирователи 1-4 сравниваемых величин, элементы 5 и 6 сравнения с тремя входами, формирующие, соответственно, две смежные пересекающиеся области срабатывания, ограниченные характеристиками 21 н 22 (фиг. 3), первая из которых подключена к выходам первого, второго и третьего формирователей, вторая - к выходам первого, третьего и четвертого формирователей, логический блок 7 с двумя выходами 13 и 14, формирующий раздельные области срабатывания I и И (фиг. 3) и логический элемент ИЛИ 8 с выходом 15, формирующий охватываюпдую область 111 (фиг. 3), подключенный к выходам элементов 5 и 6 сравнения. Сигналы с выходов 13 и

14 органа 12 сопротивления поступают на входы установки триггеров 9 и 10 в блоке 16 формирования импульса срабатывания, выходы которых подключены к входам логичеСКОРО элемента И П. Сигнал с выхода 15 поступает на входы сброса триггеров 9 и 10. Логический блок 7, формирующий раздельные области срабатывания I и II (фиг. 3), состоит из двух элементов НЕ 17 и 18 и двух элементов И 19 и 20 (фиг. 4).

При потере возбуждения вектор Z попадает в область I и на выходе устройства появляется сигнал Ui, который с выдержкой времени производит соответствующие отключения.

5 При асинхронном ходе возбужденного генератора вектор (кривая 23 на фиг. 3) последовательно проходит через раздельные области I и И. При этом на выходах 13 и 14 в моменты времени, соответствующие точкам Л и С появляются импульсы, которые запо0 .минаются триггерами 9 и 10, на выходе элемента И 11 - импульсы, которые также запоминаются триггерами 9 и 10. На выходе элемента И 11 импульс срабатывания появляется в момент времени С и заканчиj. вается в момент времени D, когда на вы- xoiie 15 ОС 12 появляется сигнал сброса. Таким образом, при каждом проворрте вектора Z по часовой или против часовой стрелки и прохождении его через области I и И на выходе формируется импульс сраQ батывапия, поступающий на счетчик импульсов, и блок контроля скольжения. Благодаря включению триггеров исключается влияние многократных импульсов (вибраций) на грани срабатывания схем сравнения.

5 На фиг. 2а приведена схема блока 16 формирования импульса срабатывания с выявлением положительного знака скольжения генератора при асинхронном ходе, со- нровождающемся вращением вектора Z по часовой стрелке. При этом вектор Z после

0 довательно проходит через области II и I (фиг. 3), а сигнал на выходе БФ 16 появляется в момент времени, соответствующий точке В и заканчивается в момент времени А. При отрицате:1ьном знаке скольжения гене- г рагора обеспечивается вращение вектора Z против часовой стрелки и последовательное прохождение его через области I и II (фиг. 3). Так как сигнал с выхода 13 исчезает раныпе, чем появляется сигнал с выхода 14,элемепт И препятствует прохождению сигп нала на триггер 9 и выход БФ 16, а устройство не реагирует на отрицательный знак скольжения.

Схема БФ 16 (фиг. 26) обеспечивает выявление отрицательного знака скольжения, сопровождающегося вращением векто5 ра Z против часовой стрелки и последовательным прохождением вектора Z через области i и 1 (фиг. 3), и не реагирует на положительный знак скольжения. Принцип

действия ее аналогичен описанной выше, а работа входов и триггеров меняется местами.

При выполнении БФ 16 в соответствии с фиг. 2а, или б сигналы LJ0 на выходе устройства могут использоваться также для автоматического регулирования мощности турбины.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным выполнено с использованием лишь двух, а не трех элементов сравнения, что упрош.ает устройство. Каждый из элементов сравнения формирует области, ограниченные характеристиками 21 и 22 (фиг. 3), а формирование областей I, II и III обеспечивается логическим путем, {рассмотрим характеристику 21 на фиг. 3. Она обеспече- на путем формирования и одновременного сравнения по фазе трех электрических величин EI, Ег и ЕЗ, формируемых на выходах формирователей 1-3, связанных линейным соотношением с векторами Z-Zi, Z-Z2, Z-Za, где Zi, Z2, Za - особые точки характеристики 21 срабатывания (фиг. 3). При этом уставка по углу срабатывания выбирается примерно равной (ру 135° в отличие от уставки по углу срабатывания схемы сравнения известного устройства, равной 90°, а влияние высших гармоник на форму характеристики срабатывания существенно ограничено (подавление третьей гармоники примерно в 1,5 раза лучше, чем у известного устройства. Последнее повыматериальный ущерб при крупных авариях в энергосистемах.

Формула изобретения

г1. Устройство для защиты генератора от

асинхронного хода, содержащее измерительный орган сопротивления с тремя выходами, состоящий из последовательна включенных формирователей сравниваемых величин, двух блоков сравнения, логического

блока с двумя входами, блока формирования импульса срабатывания, состоящего из двух триггеров и логического элемента И, подключенного к выходу измерительного органа сопротивления, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повышения точности, блоки сравнения выполнены в виде двух одинаковых элементов сравнения трех величин с тремя входами, первый из которых подключен к выходам первого, второго и третьего формирователей

20 сравниваемых величин, второй - к выходам первого, третьего и четвертого формирователей, а выходы блоков сравнения подключены к входам сброса триггеров через вновь введенный элемент ИЛИ.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения селективности при выявлении положительного знака скольжения в условиях асинхронного хода, первый выход измерительного органа сопротивления соединен с одним входом логиче25

шает точность работы устройства при выяв- j ского элемента И, второй вход логичелении потери возбуждения и асинхронного

хода.

Устройство имеет область наибольшего быстродействия, ограниченную треугольником Zi, Z2, Za, в отличие от линии наибольшего быстродействия, совпадающей с мнимой осью у известного устройства. Последнее повышает точность работы устройства при выявлении асинхронного хода.

В отличие от известного предлагаемое устройство имеет аналогичные элементы

35

ского элемента И соединен с выходом второго триггера, а выход логического эле.мен- та И соединен с входом установки первого триггера, выход которого является выходом устройства.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения селективности при выявлении отрицательного знака скольжения в условиях асинхронного хода, второй выход измерительного органа сопротивления соединен с одним входом логичесравнения с одинаковыми уставками по углу 40 ского элемента И, второй вход логического

срабатывания, формирующие подобные характеристики срабатывания, проходящие через общие точки Z и Za. При этом динамические характеристики срабатывания при асинхронном ходе мало отличаются от

элемента И соединен с выходом первого триггера, а выход элемента И соединен с входом установки второго триггера, выход которого является выходом устройства. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем.

статических, а точность работы устройства что логический блок содержит два элеменпри асинхронном ходе повыщается. Предлагаемое выполнение БФ 16 (фиг. 2а или б) обеспечивает выявление положительного или отрицательного знака скольжения генератора при асинхронном ходе, что повышает селективность устройства.

Устройство может быть использовано в защите турбогенераторов единой серии от асинхронного хода и потери возбуждения.

Использование изобретения обеспечивает упрощение устройства, повышение точности и селективности защиты, что повышает надежность электроснабжения и уменьшает

50

та НЕ и два двухвходовых элемента И, причем выход первого элемента И является первым выходом измерительного органа сопротивления, первый вход первого элемента И подключен к выходу первого элемента сравнения, а его второй вход - к выходу второго элемента сравнения через второй элемент НЕ, выход второго элемента И является вторым выходом измерительного органа сопротивления, первый вход второго 55 элемента И подключен к выходу второго элемента сравнения, а его второй вход -- к выходу первого элемента сравнения через первый элемент НЕ.

материальный ущерб при крупных авариях в энергосистемах.

Формула изобретения

1. Устройство для защиты генератора от

асинхронного хода, содержащее измерительный орган сопротивления с тремя выходами, состоящий из последовательна включенных формирователей сравниваемых величин, двух блоков сравнения, логического

блока с двумя входами, блока формирования импульса срабатывания, состоящего из двух триггеров и логического элемента И, подключенного к выходу измерительного органа сопротивления, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повышения точности, блоки сравнения выполнены в виде двух одинаковых элементов сравнения трех величин с тремя входами, первый из которых подключен к выходам первого, второго и третьего формирователей

0 сравниваемых величин, второй - к выходам первого, третьего и четвертого формирователей, а выходы блоков сравнения подключены к входам сброса триггеров через вновь введенный элемент ИЛИ.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения селективности при выявлении положительного знака скольжения в условиях асинхронного хода, первый выход измерительного органа сопротивления соединен с одним входом логиче5

ского элемента И, второй вход логиче

ского элемента И соединен с выходом второго триггера, а выход логического эле.мен- та И соединен с входом установки первого триггера, выход которого является выходом устройства.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения селективности при выявлении отрицательного знака скольжения в условиях асинхронного хода, второй выход измерительного органа сопротивления соединен с одним входом логичеэлемента И соединен с выходом первого триггера, а выход элемента И соединен с входом установки второго триггера, выход которого является выходом устройства. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем.

что логический блок содержит два элемен0

та НЕ и два двухвходовых элемента И, причем выход первого элемента И является первым выходом измерительного органа сопротивления, первый вход первого элемента И подключен к выходу первого элемента сравнения, а его второй вход - к выходу второго элемента сравнения через второй элемент НЕ, выход второго элемента И является вторым выходом измерительного органа сопротивления, первый вход второго 5 элемента И подключен к выходу второго элемента сравнения, а его второй вход -- к выходу первого элемента сравнения через первый элемент НЕ.

7J

qj

a

Фиг. 2

т

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите генератора от асинхронного хода. Цель изобретения - упрощение, повышение точности устройства и селективности при выявлении знака скольжения генератора при асинхронном ходе. Устройство содержит орган 12 сопротивления с тремя выходами 13-15 и комбинированной характеристикой срабатывания. Орган 12 сопротивления снабжен двумя блоками 5 и 6 сравнения. Логический блок 7 с двумя входами через триггеры 9 и 10 присоединен к элементу И 11. Формирование и одновременное сравнение по фазе трех электрических величин позволяет обеспечивать селективность при появлении как положительного, и отрицательного знака скольжения. 3 з.п. ф-лы, 4 ил. S 1СП со со СЛ Фиг.1

От Cl

От CZ

Редактор Н. Тупица Заказ 2521/49

Составитель В. Орлов

Техред И. ВересКорректор Л. Пилипенко

Тираж 618Подписное

ВНИИПИ 1 осударственного комитет; (.( по де.чам и: Обрете11ий и открытий

1 13035, Москва. Ж.- -.Ч5, ауп1ская аб.. д. 4/5 Производстнеимо-полиграфическое (редг1р11ятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4