Устройство защиты генератора от потери возбуждения Советский патент 1988 года по МПК H02H7/06 

Изобретение относится к релейной защите и автоматике энергосистем,а именно к устройствам для выявления потери возбузкдения.

Цель изобретения - повышение селективности устройства.

На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 - характеристики срабатывания.

Устройство содержит первичные преобразователи тока 1 и напряжения 2, подключенные через полосовые фильтры 3 и 4 к блоку 5 формирования сравниваемых величин, содержащему фазоповоротный блок 6 и сумматор 7, соединенные соответственно с детекторными преобразователями 8 и 9, соединенными с усилителем-формирователем 10; дополнительный 11 и основной 12 блоки сравнения, соединенные с первым 13 и вторым 14 триггерами; первый 15, второй 16, третий 17 элементы И;двоичный счетчик 18, выходами подключенный к элементу И 16; генератор 19 импульсов стабильной частоты; дополнительный двоичный счетчик 20, R-вхоД которого соединен с R-выходом дополнительного триггера 21, вход которого подключен к выходу дополни- тельного дешифратора 23; дополнительный элемент И 23, через дополнитель- ный элемент НЕ 24 и элемент И 15 соединенный с исполнительным блоком 25.

На фиг. 2 приведены основная 26 и дополнительная 27 характеристики срабатывания; векторы 28 сопротивления на выводах генератора в установившемся режиме однофазного короткого замыкания на стороне высшег нап- ряжения Ълока годограф 29 сопротивления при потере возбуждения; годограф 30 сопротивления при вигишем несимметричном коротком замыкании.

О стройство работает следующим образом.

В нормальных или аварийных режимах работы генератора, когда конец вектора сопротивления находится вне характеристик срабатывания, на выходах установки в О двоичных счетчиков 18 и 20, на входах установки в О (R-входах) триггеров 13, 14 и 21 и входе инвертора 24 поддерживается положительный потенциал, поступающий с выхода дополнительного блока 11 , сравнения, находящегося в несработанном состоянии. Основной блок 12 сравнения также находится в несработанном

10

15 20 25 ЗО

.

Q е

5

5

состоянии, чему соответствует наличие на его выходе нулевого потенциала.

При потере возбуждения сопротивление на выводах генератора изменяется таким образом, что годограф 29 сопротивления перемещается в четвертый квадрант к характеристикам 26 и 27 срабатывания. При пересечении годографом дополнительной характеристики 27 срабатывания срабатывает дополнительный блок 11 сравнения, чему соответствует появление нулевого потенциала на его выходе, а также на R-входах триггеров 13, 14 и 21, что не изменяет их состояния, и на входа с установки в О двоичных счетчиков 18 и 20 и на входе элемента НЕ 24.

При появлении нулевого потенциала на входе элемента НЕ 24 на его выходе появляется сигнал логической единицы, который поступает на третий вход дополнительного элемента И 23. Поскольку первый триггер 13 находится в состоянии логического нуля, то на его инверсном выходе присутствует сигнал логической единицы, который поступает на второй вход дополнительного элемента И 23. Таким образом, при срабатывании дополнительного блока 11 сравнения на счетный вход дополнительного счетчика 20 через дополнительный элемент И 2-3 начинают поступать импульсы от генератора 19 импульсов.

Дополнительный счетчик 20 работает до тех пор, пока годограф 29 сопротивления не пересечет основной характеристики 26 срабатывания. При этом срабатывает основной блок 12 сравнения, первый триггер 13 переходит в состояние логической единицы и на его инверсном выходе появляется нулевой потенциал, который поступает на второй вход дополнительного элемента И 23 и вызывает появление на его выходе нулевого потенциала. На вьсходе дешифратора 22 появляется сиг- логической единицы при выполнении условия

K./f tg, ,

где tg, - установка времени на срабатывание; К, - число импульсов генератора 19, прошедших на счетный вход дополнительного счетчика 20; f - частота импульсов.

Сигнал логической единицы, поступив на вход установки в 1 (S-вход)

третьего триггера-21, переводит его в состояние логической единиць,следствием чего является появление положительного потенциала на третьем вхо де первого элемента И 15. Сигнал логической единицы на прямом выходе первого триггера 13, появившийся вследствие срабатывания основного блока 12 сравнения, поступает на вто рой вход третьего элемента И 17, на вькод которого начинают проходить импульсы генератора 19 импульсов,поступающие на счетный вход двоичного счетчика 18, На входе второго элемента И 16 появля ется сигнал логической единицы при выполнении условия

K,,/f t

вг

где установка времени на срабатывание; К - число импульсов генератора 19, прошедших на счетный вход двоичного счетчика 18.

Сигнал логической единицы, поступив на S-вход второго триггера 14, перебрасывает его в состояние логической единицы, следствием чего является появление положительного потенциала на втором входе первого элемента И 15. На вход исполнительного блока 25 сигнал срабатывания поступает в том случае, если и на первом входе первого элемента И 15 присутствует положителы ый потенциал, что соответствует сработанному состоянию основного блока 12 сравнения, т.е. конец вектора сопротивления на выводах генератора находится внутри основной характеристики 26 срабатывания.

При выходе конца вектора сопротивления из основной характеристики 26 срабатывания до выполнения условия Kg/f S t основной блок 12 сравнения возвращается в исходное состояние, состояние первого триггера 13 при этом не изменяется и на счетный вход счетчика 18 продолжают поступать импульсы от генератора 19. Таким образом, возможно вьтолнение условия Kj/f tg в тот момент, когда конец вектора сопротивления находится вне пределов основной характеристики 26 срабатывания. Второй триггер 14 переходит при этом в состояние логической единицы,, которая присутствует на втором входе первого элемента И

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

15. При вторичном вхождении конца вектора сопротивления (годограф 29) в основную характеристику 26 срабатывания срабатывает основной блок 12 сравнения, появляется сигнал логической единицы на первом входе перБого логического элемента И 15 и на вход исполнительного блока 25 поступает сигнал срабатывания.

Если условие tg выполняется в момент времени, когда конец вектора сопротивления находится вне пределов основной характеристики срабатывания, -НО в дальнейшем покидает и дополнительную, срабатывание устройства не происходит, поскольку при выходе конца вектора сопротивления из дополнительной характеристики сраба- бывания дополнительный блок 11 сравнения возвращается в исходное состояние, обнуляет счетчики 18 и 20 и устанавливает в состояние логического нуля триггеры 13, 14 и 21. Это позволяет надежно селектировать, например, такой режим, как асинхронный ход с возбуждением.

В случае внешнего несимметричного короткого замыкания конец вектора сопротивления может оказаться внутри основной 26 характеристики срабатывания (например, один из векторов 28), Годограф сопротивления при этом может иметь вид кривой 30. Отстройка от такого режима осуществляется на основе того, что сопротивление в процессе короткого замыкания изменяется очень быстро, практически скачком. При пересечении концом вектора сопротивления (кривая 30) дополни- тельной характеристики срабатывания срабатывает дополнительный блок 11 сравнения и включается в работу дополнительный двоичный счетчик 20. Он останавливается при пересечении годографом основной характеристики срабатывания.

Если время, в течение которого конец вектора сопротивления находил ся между дополнительной и основной характеристиками срабатывания,больше или равно tg, , на выходе дешифратора 22 появляется положительный импульс, который переводит в состояние логической единицы дополнительный триггер 21, и на третьем входе первого элемента И 15 появляется положительный потенциал, что является разрешающим фактором для дальнейшей работы схемы.

Если время, в течение которого конец вектора сопротивления находится между дополнительной и основной характеристиками срабатывания, меньше , например в случае внешнего короткого замыкания, положительный импульс на выходе дешифратора 22 не появляется, дополнительный триггер 21 остается в нулевом состоянии и на третьем входе первого логического элемента И 15 присутствует нулевой потенциал, что исключает прохождение сигнала срабатывания на исполнительный блок 25 даже в случае выполнения условия 5: tg2 перехода в состояние логической единицы второго триггера 14 и сработанного состояния основного блока 12 сравнения - нахожения конца вектора сопротивления нутри основной характеристики срабатывания (годограф 30),

Формула изобретения

Устройство защиты генератора от потери возбуждения, содержащее блок формирования сравниваемых величин.

чен к выходу сумматора, а выход - к управляющим входам детекторных преобразователей, выходы которых подключены к входам основного и дополнительного блоков сравнения, выход дополнительного блока сравнения подсоединен к входам установки в О первого и второго триггера и двоичного

счетчика, выход основного блока сравнения подсоединен к входу установки в 1 первого триггера, первому входу первого элемента И, вторым входом подсоединенного к выходу второго триггера, а выходом - к исполнительному блоку, второй элемент И, входами подсоединенный к выходам двоичного счетчика, а выходом - к входу установки в 1 второго триггера, третий элемент И, одним входом соединенный с выходом генератора импульсов стабильной частоты, вторым - с прямым выходом первого триггера, а выходом - со счетным входом двоичного счетчика,

отличающееся тем, что, с целью повышения селективности, в него введены дополнительные двоичный счетчик, триггер, дешифратор, логические элементы И и НЕ, причем дополнитель

Изобретение относится к релейной защите и противоаварийной автоматике энергосистем. Цель изобретения - повышение селективности. За счет введения в устройство двоичного счетчика, триггера, дешифратора,элементов И и НЕ стало возможно оценивать время нахождения конца вектора сопротивления между дополнительной и основной характеристиками срабатывания. При внешнем несимметричном коротком замыкании в случае попадания конца вектора сопротивления внутрь характеристик срабатывания это время очень мало, поскольку сопротивление при коротком замыкании изменяется очень быстро. Такой характерный признак изменения сопротивления при коротком замыкании позволяет надежно селектировать этот режим от других нормальных и аварийных режимов работы ,генератора. 2 ил. (Л

состоящий из сумматора и фазоповорот- зо ™ элемент И своим первым входом

ного блока, выход которого соединен с одним из входов сумматора, другой вход которого через первый полосовой фильтр соединен с выходом первичного преобразователя напряжения, имеющего вьшоды для подключения к выводам обмотки статора генератора, вход фазо- поворотного блока через второй полосовой фильтр соединен с выходов первичного преобразователя тока, имеющего выводы для подключения к выводам обмотки статора генератора, два детекторных преобразователя, управляемые входы которых подключены к выходам соответственно фазоповорот- ного блока и сумматора, усилитель- формирователь, вход которого подклю5

0

5

подсоединен к выходу генератора импульсов стабильной частоты, вторым входом - к .инверсному выходу первого триггера, третьим входом через элемент НЕ - к выходу дополнительного блока сравнения, а выходом - к счетному входу дополнительного двоичного счетчика, дополнительный триггер выходом подсоединен к третьему входу первого элемента И, входом установки в О - к выходу дополнительного блока сравнения и к входу установки в О дополнительного двоичного счетчика, а входом установки в 1 - к выходу дешифратора, входами подсоединенного к выходам дополнительного двоичного счетчика.