Устройство контроля изоляции на корпус обмотки возбуждения синхронного генератора Советский патент 1989 года по МПК G01R31/08 H02H7/06 

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к устройствам обнаружения повреждения изоляции электрических машин.

Цель изобретения - повышение чувствительности обнаружения повреждения изоляции за счет сравнения напряжения возбуждения и напряжения, подаваемого на обмотку возбуждения от вспомогательного источника.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит понижающий трансформатор 1, первый 2 и второй 3 балластные резисторы, соединенные соответственно с первым 4 и вторым 5 транзисторными ключами и с обмоткой 6 возбуждения синхронного генератора. Обмотка 6 возбуждения имеет

сосредоточенное сопротивление 7 изоляции. Первый 8 и второй 9 измерительные шунты соединены соответственно с коммутирующими выводами первого 4 и второго 5 ключей, а общая точка шунтов соединена с корпусом. КоMhryтирующие выводы первого 4 и второго 5 ключей соединены соответственно с первыми входами повторителя 10 и инвертора 11. Между первым 2 и вторым 3 балластными резисторами соединена группа стабилитронов 12.

Вторые входы повторителя 10 и инвертора 1I соединены с корпусом.

Вьпсод повторителя 10 через интегратор 13 соединен с одним из входов сумматора 14, а выход инвертора 11 через интегратор 15 соединен с другим входом сумматора 14.

14

Выхол сумматора , 14 соединен с первым входом дифференциального усилителя 16, второй вход которого соединен с выходом делителя 17 напряжения возбуждения .

Выход дифференциального усилителя 16 соединен с входом регистрирующего блока 18, а через компаратор уставки 19 соединен с входом выходного комму- татора 20.

Первичная обмотка лонижающего трансформатора I соединена с трансформатором собственных нужд станции, а вторичные обмотки соединены разно- полярными концами с управляющими выводами первого 4 и второго 5 ключей, одни коммутирующие выводы которых соединены с первым 2 и вторым 3 балластными резисторами, которые соединены с разнополюсньми выводами обмотки 6 возбуждения, а другие коммутирующие выводы соединены с первым 8 и вторым 9 измерительными шунтами.

Устройство работает следующим об- разом.

На понижающий трансформатор 1 подается «напряжение 50 Гц собственных нужд станции. При положительном полупериоде напряжения управления от- крывается ключ 4 (ключ 5 закрыт) и от положительного вывода обмотки 6 возбуждения через место дефекта протекает ток

i J. + - ye-2L

U)- R R R, R, + R/

так как Rg«R-, a при отрицательном полупериоде открывается ключ 5 (ключ 4 закрыт) и к отрицательной шине че

рез место дефекта идет ток

i L:lJll2 1 . UjBlll- l

-(г1

R, - RT

7 - Rc) + R, так как , при этом Ug, - напряжение системы возбуждения; оС - р.:1сстояние места дефекта в обмотке от плюсовой шины возбуждения; Rj и R - сопротивление балластных

резисторов;

R RI - сопротивление изоляции в месте дефекта обмотки (резистор 7);

R и RQ - сопротивление измеритель 8

пых шунтов.

в резупьтаге на измерительных шунтах в ра 1ы( полупериоды возникают напряжения:

19

8 Ч., «8 - ,-

и

ч Н-) - к + R,, -

R«.

Эти напряжения с помощью повторителя 10, инвертора 11 и интеграторов 13 и 15 преобразуются в однополярны : напряжения

и

13

К U.J.RU

RJ + Ra

t, К

г R R,

где К, К K(j - коэффициенты передачи цепи повторитель - интегратор и инвертор - интегратор. Из этих напряжений сумматор 14 с

коэффигщентом передачи К образует

за период напряжение

и К „ lJe(:oj.::iiRi

. R, + R,.

К,

1 в с RJ

R-J + R.

0

5

0

5

если :рыполнены условия равенства сопротивлений измерительных шунтов и балластных резисторов, т.е. Rg R, Rj и Ri R-, - Rf.

Напряжение на выходе сумматора определяется величиной сопротивления изоляции и не зависит от места дефекта изолинии в обмотке.

I

Это напряжение подается на один

из входов дифференциального усилителя 16, на другой вход которого поступает напряжение с делителя 17, подключенного к разнополярным выводам обмотки 6 возбуждения,

и, к. и,:

где KQ - коэффицент передачи дели0. -I

теля 17.

Тогда на выходе усилителя 16 получается напряжение:

1, V V II

t - Kg-; R, i BПри нормальном состоянии изоляции Rк ° Rиор выходе сумматора 14 имеет место напряжение, соответствую- iJiee нормальному уровню изоляции и 6 RU,

и

U

К

RS +

При коэффициенте передачи делите

к

R

R У R нор

напряжение на выходе дифференциального усилителя равно нулю. Регистрирующий блок 18 и компаратор уставки 19 не работают.

Если при нормальной изоляции возрастает напряжение возбуждения, то это вызьшает увеличение напряжения на выходе сумматора 14. Однако в той же мере увеличивается напряжение с делителя 17 напряжения возбуждения. В результате на входах дифференциального усилителя 16 изменение одного напряжения компенсируется изменением другого и напряжение на выходе усилителя остается равным нулю. Регистрирующий блок и компаратор уставки не действуют.

При неизменном напряжении возбуждения и ухудшении изоляции в результате повреждения Rno& напряжение на выходе сумматора 14

i;

U

к

,

cRy R

по в

увеличивается, так как . Напряжение с делителя напряжения возбуждения остается постоянным. В результате возрастают разность напряжений на входе дифференциального усилителя 16 и напряжение на его выходе, что отмечается регистрирующим блоком 18.

Рост показания свидетельствует об увеличении проводимости или соответственно о снижении уровня изоляции. Когда напряжение с выхода дифференциального усилителя 16 достигает заданного уровня (уставки, определяемого требованиями эксплуатации, срабатывает компаратор 19 и выходной коммутатор 20 сигнала, предупреждая персонал об опасйом ухудшении состоя «ия изоляции.

Устройство позволяет получить независимую от места дефекта высокую чувствительность и повысить надежность реализации устройства для контроля изоляции на корпус обмотки возбуждения генератора. Это предотвращает возникновение и развитие аварий генераторов, и тем самым сокращает

923196

затраты на простои генераторов в аварийном ремонте и на дополнительный аварийный резерв в энергосистеме.

g

Формула изобретения

Устройство контроля изоляции на корпус обмотки возбуждения синхроннсГ10 го генератора, содержащее первый и второй балластные ргчисторы, соединенные с разнополюсными выводами обмотки возбуждения, первый и второй управляемые ключи, один из коммути15 РУРЩИХ выводов которых соединен с балластными резисторами, первый измерительный шунт, элемент сигнализации, отличающееся тем, что, с целью повышения чувстви2Q тельности обнаружения повреждения изоляции, введены понижающий трансформатор управления ключами, второй измерительный шунт, повторитель, инвертор, два интегратора, сумматор,

25 делитель, напряжения возбуждения, днф- ференцнальный усилитель, регистрирующий блок и компаратор уставки срабатывания, коммутатор сигнала, причем первичная обмотка понижающего

3Q трансформатора соединена с трансформатором собственных нужд станции, а вторичные обмотки разнополярными концами соединены с управляющими выводами первого и второго ключей, свободные от балластных резисторов коммутирующие выводы которых соединены соответственно с первыми входами повторителя и инвертора и с первым и вторым измерительными шунтами, щая точка которых соединена с корпусом и вторыми входами повторителя и инвертора, выходы которых через интеграторы соединенны с входами сумматора, выход которого соединен с

g первым входом дифференциального усилителя, второй вход которого соединен с выходом делителя напряжения возбуждения, а выход соединен с входом регистрируюп1его блока и входом компаратора уставки срабатывания, выход которого соединен с входом коммутатора сигнала, а между первым и вторым балластными резисторами соединена группа стабилитронов.

35

Изобретение относится к электроизмерительной технике ,в частности, к устройствам обнаружения повреждения изоляции электрических машин. Цель изобретения - повышение надежности обнаружения повреждения изоляции. На входы дифференциального усилителя поступает напряжение возбуждения от делителя и напряжение, пропорциональное проводимости изоляции обмотки возбуждения синхронного генератора. При отсутствии повреждения изоляции отсутствует напряжение на выходе дифференциального усилителя и на входе регистрирующего блока. Надежность обнаружения повреждения изоляции обеспечивается путем сравнения напряжения возбуждения и напряжения, подаваемого на обмотку возбуждения от вспомогательного источника. 1 ил.

Щ Ч.А.. Р

Н

nU