Устройство для защиты бесщеточного возбудителя синхронной машины от внутренних повреждений Советский патент 1990 года по МПК H02H7/08 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты синхронной машины,работающей на выпрямительную нагрузку, в частности бесщеточного возбудите- . ля.

Цель изобретения - повьш1ение быстродействия.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - диаграммы переходного процесса .

Датчики 1-3 соответственно выпрямленного напряжения возбудителя,выпрямленного тока и тока возбуждения подключены к соответствующим блокам 4-6 преобразования сигналов, на выходе которых включены согласующие звенья 7-9. Звено 7 по каналу выпрямленного напряжения имеет характеристику с нелинейностью, обратной характеристике холостого хода возбудителя, и коэсЪфициентом

передачи 1 на линейной части. Звено 8 по каналу выпрямленного тока 1 имеет коэффициент передачи К,оп.ределяемый параметрами возбудителя.

сл со

4 Ot) 4

Звено 9 по каналу тока воэбужде- ния возбудителя Ig имеет переда-

точную функцию

It ofj

т - постоянная времени демпферного контура возбудителя по продольной оси при замкнутой обмотке возбуждения и разомкнутой обмотке якоря, р - постоянный коэффициент,

Далее сигналы поступают на два инвертирующих и один неинвертирующий входы сумматора 10, выход которого подключен к блоку 11 сравнения. Выход последнего подключен к испол- нительному органу 12,

Защита основана на следующем принципе. Ток в обмотке возбуждения возбудителя Ig, не имеющего демпферной системы, в любом режиме зависит как от выпрямленного напряжения U вращающегося выпрямителя, так и от вьш- рямленного тока Ij по закону

IE IE(U) + ).

Принципиально функции 1Е(П) и IE(IJ) нелинейные, но расчеты,проведенные на ЦВМ по уравнениям Парка- Горева для синхронного генератора, работающего на выпрямительную нагруз ку, показали, что переходный процесс проходит практически линейно (Фиг.2)

Следовательно, в относительных единицах в форме Горева, в которых базисный ток возбуждения равен току холостого хода , можно записать

I и Kl5,

„ I Е и - I ЕО

j( .

i- ся

где

Ев

I gfj - номинальный ток возбуждения возбудителя.

Если возбудитель поврежден, то это равенство нарушается, причем

4

Возможен случай, когда

Ь . ..

но это случай не аварийный, а режим сквозного горения, возникающий при гашении поля за счет более высокого быстродействия возбудитешя цо сравнению с основным генератором.

i

Если возбудитель снабжен де шферной обмоткой,то в переходных режимах скорость изменения тока возбуж

5

0

0

5

дения возбудителя выше скорости изменения выпрямленного напряжения.Чтобы не произошло ложного отключения,для выравнивания скоростей в канал измерения тока 1с до-пжно быть включено инерционное звено с постоянной времени, равной сверхпереходной постоянной времени возбудителя при разомкнутой обмотке якоря.

Если возможен при ф.орсировке выход возбудителя в область насыщения, то необходимо предусмотреть нелинейный элемент в канале измерения выпрямленного напряжения.

Устройство работает по принципу .дифференциальной защиты.В сумматоре- дифференциальном усилителе 10 сравнивается сигнал, пропорциональный току индуктора возбудителя I , с суммой сигналов, пропорциональных напряжению 1 и току ротора генератора. В нормальном режиме возбудителя на выходе дифференциального усилителя небольшое напряжение небаланса вблизи, нулевого уровня (применительно к аналоговой схемотехнике). При повреждении возбудителя сигнал по каналу датчика тока индуктора, подключенный к неинвертирующему входу, становится больше суммы сигналов по каналам датчиков напряжения и- тока ротора генератора, подключенных к инвертирующему входу дифференциального усилителя 10. На его выходе появляется положительный уровень напряжения, на который реагирует блок 11 сравнения. На отрицательньй уровень напряжения, которьй появляется в режиме гашения возбудителя, блок 11 сравнения не реагирует.

Формула изобретения Устройство для защиты бесщеточного возбудителя синхронной машины от внутренних повреждений, содержащее датчики тока и напряжения якорной цепи и датчик тока индуктора возбудителя, выходы каждого из которых сое- динень с входом соответствующего блока преобразования, выход каждого из которых подключен к блоку коррекции, блок сравнения и исполнительный орган, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения быстродействия защиты, оно дополнительно снабжено сумматором, а блок коррекции выполнен в виде трех согласующих звеньев, при этом инвертирующие входы-сумматора

15946416

подключены к выходам согласующих согласующего звена в канале датчика звеньев в каналах датчиков тока и тока возбуждения, а выход сумматора напряжения якоря, неинвертирующий подключен через блок сравнения к ис- вход сумматора подключен к выходу . полнительному органу.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты бесщеточных синхронных машин. Цель изобретения - повышение быстродействия защиты. Это достигается за счет того, что звено по каналу U D имеет характеристику с нелинейностью обратной характеристики холостого хода возбудителя и коэффициентом передачи 1 на линейной части. Звено по каналу I D имеет коэффициент передачи K, определяемый параметрами возбудителя, а звено по каналу I E имеет передаточную функцию I/(1+PT D @ ), где T D @ - постоянная времени демпферного контура возбудителя, P - постоянный коэффициент. Выходы всех трех каналов поступают на входы сумматора, где происходит сравнение тока I E с суммой сигналов, пропорциональных напряжению U D и току I D. В нормальном режиме возбудителя на выходе сумматора напряжения нет, а при повреждении на его выходе появляется положительный уровень напряжения, на который реагирует исполнительный орган. 2 ил.

I, ff.f

Jti.o.e. d.o-s

tJ.

0 U.6B o,ff4 o,os o.oa ff.f o,ff

(Pue.s

tJ.c