Устройство для защиты синхронного генератора от асинхронного хода Советский патент 1987 года по МПК H02H7/06 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной за- пщте и автоматике энергетических систем, и предназначено для использования в устройствах защиты синхро ных генераторов.

Цель изобретения - расширение фукциональных возможностей путем выявления знака скольжения.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг, 2 - характеристика измерительного органа„

Устройство содержит фop шpoвaтeл 1-4 сравниваемых величин, подключенные к защищаемой сети и соединенные с элементами 5 и 6 сравнения,, подключенными к лoгичecкo ry блоку 7 и образующими измерительный орган 8 сопротивления, блок 9 формирования одиночного импульса, выполненный на триггерах 10 и 11 и логическом блоке И 12, блок 13 выдержки времени, соединенный с блоком формирования одиночного импульса, на выходе которого выполнены счетчик 14 импульсов и блок 15 вьзделения первоочередности срабатывания, выделяющий знак скольжения, подключенный к выходному органу 16.

Кроме того, на фиг„ 1 приняты .следующие обозначения; Ку, U, Kjl- сигналы, пропорциональные напряжению и току ге нератора; 17, 18, 19 - выходы измерительного органа сопротивления, сигналы на которых появляются при попадании вектора сопротивления генератора в области соответственно I, II, III на фиг. 2 и - выходной сигнал при потере возбужденияj U - выходной сигнал при асинхронном ходе без потери возбуждения; Uj - выходной сигнал при положительном знаке скольжения (т.е. при скорости генератора, меньшей синхронной); U - выходной сигнал при отрицательном знаке скольжения (т.е. при скорости генератора, большей синхронной).

Измерительный орган В сопротивления с комбинированной характеристикой срабатывания включает формирователи 1-4 сравниваемых величий,подключенные к-напряжениям Кy,U и , элементы 5 и 6 сравнения, формирующие охватывающую (окружность 1) и разделяющую (прямая 2) характеристики сравнения на фиг. 2 и подключенные входами к выходам формирователей 1 - 4, а выходами - к входам логического блока 7. Измерительный орган 8 сопротивления имеет три выхода 17-19, соответствующие областям срабатывания I, II, III на фиг. 2. К первому выходу логического блока 7 подключен блок 13 выдержки времени с выходом и. Блок 9 формирования импульса срабатывания, включающий

0 два триггера 10 и 11 и логическую блок И IZj подключен входами установки триггеров Ю и 11 непосредственно к выходам 17 и 18 в измерительном органе 8 сопротивления, а входа5 ми сброса триггеров 10 и 11 - к выходу 19. Входы логического-блока И 12 подключены к выходам триггеров 10 и 11, выход блока И 12 подключен к входам счетчика 14 импульсов с выхо0 дом Uj. Кроме того,, к выходам триггеров 10 и 11 подключены входы до- пол11ительного блока 15 вьзделения первоочередности срабатывания с двумя выходами и, и U. Блок 9 включа-

5 ет, как пример реализации, два элемента 2И-НЕ, причем выход первого элемента 2И-НЕ подключен к выходу второго элемента 2И-НЕ, а выход вто- рого элемента 2Й-НЕ подключен к вхоQ ду первого элемента . 2И-НЕ,

Б нормальном режиме вектор сопротивления генератора Z находится вне областей I и II на фиг. 2. При этом сигналы на выходе устройства (фиг. 1) отсутствуют.

При потере возбуждения вектор Z попадает в область I и через выдержку времени блока 13 на выходе устройства появляется сигнал U, который с вьщержкой времени производит соответствующие отключения.

При глубоких синхронных качаниях возбужденного генератора вектор Z может периодически, в течение времени, меньшего выдержки блока 13, проникать в области I или II (фиг.2), но не пересекает характеристику 2 (фиг.2), соответствующую углу поворота генератора, равному 180. При этом сигналы U, , U j на выходах устройства отсутствуют.

При асинхронном ходе возбужденного генератора при положительном знаке скольжения (т.е. при скорости генератора, меньшей синхронной) вектор Z периодически проходит через области I и II по кривой 3 (фиг. 2). До момента времени, соответствующего точке А на фиг. 2, триггеры 10 и 11

5

0

5

0

5

сброшены из-за наличия сигнала сброса на выходах Сброс триггеров 10 и 11. При этом на выходах триггеров 10 и 11 присутствуют сигналы низкого уровня, рабочие сигналы на выходах блоков 12 и 14 отсутствуют, на выходах блока 15 выделения первоочередности срабатывания рабочие сигналы (низкого уровня) также отсутствуют (есть сигналы высокого уровня).

В точке А (фиг, 2) сигнал сброса на выходе 19 измерительного органа сопротивления исчезает (появляется сигнал разрешения работы на выходе 19) и появляется рабочий сигнал на выходе 17 органа, под действием которого триггер 10 устанавливается в рабочее состояние. Рабочий сигнал высокого уровня с выхода 10 поступает на вход блоков 12 и 15. При этом состояние выходов блока 12 и счетчика 14 не изменяется, а на выходе блока 15 выделения первоочередности срабатывания ,появляется рабочий сигнал (низкого уровня) Uj. При прохождении вектора Z от точки А до точки С (фиг. 2) указанное состояние выходов устройства не изменяется. В точке С на выходе 18 появляется рабочий сигнал, который устанавливает триггер 11 в рабочее состояние. При этом на обоих входах блока И 12 присутствуют рабочие сигналы, на выходе блока И 12 и на входе счетчика 14 появляется одиночный сигнал, а счетчик 14 импульсов увеличивает свое показание на единицу. В точке С (фиг.2) состояние выходов блока вьщеления первоочередности срабатывания не изменяется, так как начиная с момента времени, соответствующего точке А, сигнал низкого уровня с выхода верхнего элемента блока 15 выделения первоочередности срабатьшания поступает на вход нижнего элемента блока, в результате чего рабочий сигнал с выхода триггера 11 не проходит на выход. В точке D (фиг. 2) разрешающий сигнал на выходе 19 в органе 8 сопротивления превращается в сигнал сброса, триггеры 10 и 11 сбрасываются в исходное состояние, а рабочий сигнал на входе счетчика 14 импульсов, а также сигнал Ui на выходе устройства исчезают.

10

15

20

25

30

35

40

45

50

ка 14 появляется однократный рабо импульс в течение времени прохожд ния вектора Z от точки С до точки на фиг. 2. Кррме того, на выходе в течение времени прохождения век ра Z от точки А до точки D также является рабочий импульс. При дос жении содержимым счетчика 14 зада го значения на выходе устройства является сигнал Uj, обеспечивающи срабатывание выходного органа 16 отключение генератора.

При асинхронном ходе возбужден го генератора и отрицательном зна скольжения (т.е. при скорости генератора, большей синхронной) век Z периодически проходит через обл ти II и I (через точки D, С, А кривой 3 на фиг. 2 против часовой стрелки). При этом до момента вре ни, соответствующего точке Она фи триггеры 10 и 11 сброшены, рабочи сигналы на выходах блока И 12 и б ка 15 отсутствуют. В точкеDна фи на выходе 18 органа сравнения по ления рабочий сигнал, который уст навливает триггер 11 в рабочее со тояние, а на выходе блока 15 выде ния первоочередности срабатывания появляется рабочий сигнал (низког уровня) и. В точке С на выходе 1 органа сравнения появляется рабоч сигнал, который устанавливает три гер 10 в рабочее состояние. При э на выходе блока И 12 появляется р бочий сигнал, а счетчик 14 импуль увеличивает свое показание на еди цу и при достижении содержимым сч чика 14 заданного значения сигнал обеспечивает срабатывание выходно органа и отключение генератора. С тояние выходов блока 15 в точке С не изменяется, так как он пропуск на свой выход лишь один из сигнал с выхода триггеров 10 и 11, котор появляется раньше другого. В точк А триггеры 10 и 11, а также блок устанавливаются в исходное состоя ние, а рабочие сигналы на выходах блоков И 12 и 15 исчезают.

Таким образом, при асинхронном де возбужденного генератора и отри тельном знаке скольжения при каждо повороте вектора Z на выходе блока

Таким образом, при асинхронном хо- И 12 появляется одиночный рабочий

де возбужденного генератора и положительном знаке скольжения при каждом провороте вектора Z на входе счетчи

5

0

5

0

5

0

5

0

ка 14 появляется однократный рабочий импульс в течение времени прохождения вектора Z от точки С до точки D на фиг. 2. Кррме того, на выходе U в течение времени прохождения вектора Z от точки А до точки D также появляется рабочий импульс. При достижении содержимым счетчика 14 заданного значения на выходе устройства появляется сигнал Uj, обеспечивающий срабатывание выходного органа 16 и отключение генератора.

При асинхронном ходе возбужденного генератора и отрицательном знаке скольжения (т.е. при скорости генератора, большей синхронной) вектор Z периодически проходит через области II и I (через точки D, С, А по кривой 3 на фиг. 2 против часовой стрелки). При этом до момента времени, соответствующего точке Она фиг. 2, триггеры 10 и 11 сброшены, рабочие сигналы на выходах блока И 12 и блока 15 отсутствуют. В точкеDна фиг.2 на выходе 18 органа сравнения появления рабочий сигнал, который уста навливает триггер 11 в рабочее состояние, а на выходе блока 15 выделения первоочередности срабатывания появляется рабочий сигнал (низкого уровня) и. В точке С на выходе 17 органа сравнения появляется рабочий сигнал, который устанавливает триггер 10 в рабочее состояние. При этом на выходе блока И 12 появляется рабочий сигнал, а счетчик 14 импульсов увеличивает свое показание на единицу и при достижении содержимым счетчика 14 заданного значения сигналом обеспечивает срабатывание выходного органа и отключение генератора. Состояние выходов блока 15 в точке С не изменяется, так как он пропускает на свой выход лишь один из сигналов с выхода триггеров 10 и 11, который появляется раньше другого. В точке А триггеры 10 и 11, а также блок 15 устанавливаются в исходное состоят ние, а рабочие сигналы на выходах блоков И 12 и 15 исчезают.

Таким образом, при асинхронном ходе возбужденного генератора и отрицательном знаке скольжения при каждом повороте вектора Z на выходе блока

сигнал, существующий в течение времени прохождения вектора Z от точки С до А. Кроме того, на выходе блока 15

первоочередности срабатывания появляется рабочий сигнал U4, существующий в течение времени прохождения вектора Z от точки D до А,

Сигнал и , поступающий на выход- ной орган, свидетельствует о потере возбуждения генератора (появляется при длительном нахождении вектора Z в области I на фиг. 2), сигнал U свидетельствует об установившемся асинхронном ходе генератора без потери возбуждения (появляется при заданном количестве поворотов угла генератора относительно системы),

- свидетельствуют со- о положительном или отс-игналы Uj и и.

ответственно рицательном знаке углового скольжения генератора при асинхронном ходе, а также о нарушении нормального режима работы генератора (угол | /Ь90° а годограф сопротивления расположен в областях I и II на фиг. 2),

Сигналы и, и и используются для соответствующих отключений генератора и для сигнализации об асинхронном ходе с потерей и без потери возбуждения. Сигналы Uj и и могут использоваться для принятия мер к нормализации режима генератора (например, вручную) для отработки команд При- .бавить или Убавить, или для предупредительной сигнализации о глубокой потере во збуждения (например, при длительном существовании сигнала Uj) Сигнал Uj может контролироваться также сигналом и4 по логической схеме И обеспечивая отключение генератора или

1350738 ° 6 .

части генераторов на передающей станции только с избытком мощности генераторов и не обеспечивая отключение с дефицитом мощности,

t)

Формула изобретения

Устройство для защиты синхронного генератора от асинхронного хода, содержащее измерительный орган сопро- , тивления с тремя выходами и комбинированной характеристикой срабатывания и входными выводами для подключения к контролируемой цепи, блок вьщержки времени, соединенный с одним из входов блока формирования одиночного импульса, включающий два триггера, подключенных входами установки к первому и второму выходам измерительного органа сопротивления, а входами сброса - к третьему выходу измерительного органа сопротивления, и логический блок. И, подключенный входом к выходам триггеров, а выходом - к входу счетчика импульсов, при этом выходы блока вьщержки времени и счетчика импульсов подключены к выходному органу, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей путем выявления знака скольжения, дополнительно включен блок вьщеления первоочередности срабатывания с двумя выходами, входы которого подключены к выходам упомянутых триггеров, а выходы - к выходном органу.

Изобретение относится к области электротехники. Цель изобретения - повышение и расширение функциональных возможностей путем выявления знака скольжения. Это достигается тем, что за счет введения блока 15 выделения первоочередности срабатывания появляется возможность выявления положительного или отрицательного знака скольжения генератора при асинхронном ходе еще до момента потери устойчивости характера нарушения нормального режима с избытком или дефицитом мощности генератора. 2 ил. (Л с f6 со сд о 4 оо 00

ВНИИПИ Заказ 5291/52

Произв.-полигр. пр-тие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Тираж 618

Подписное