Устройство защиты асинхронного генератора от развозбуждения Советский патент 1991 года по МПК H02H7/06 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты асинхронных генераторов с конденсаторным возбуждением.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства для защиты асинхрон- ных генераторов с конденсаторным возбуждением.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 - диаграммы напряжений нелинейного моста.

Устройство для защиты содержит асинхронный генератор 1, через балластный резистор 2 соединенный с нагрузкой 3. Выход исполнительного элемента 4 соединен с балластным резистором, а два входа исполнительного элемента соединены с двумя выходами 5 усилителя, первые два входа которого соединены с двумя выходами измерительного элемента 6. Вход измерительного элемента соединен с третьим входом усилител и выходом фазосдвигающей цепи 7, вход которой соединен с выходом асинхронного генератора.

Измерительный элемент 6 состоит из измерительного трансформатора 8 с одной первичной 9 и двумя вторичными 10, 11 обмотками, двух пороговых элементов 12 и 13, содержащих по два 14-17 стабилитрона, резисторов 18-21, диодов 22 и 23 и подстроеч- мых резисторов 24 и 25. Диод 22 обеспечивает работу первого порогового элемента 12 только в отрицательную полуволну напряжения, а диод 23 только в положительную полуволну второго порогового элемента 13. Элементы 14-19 и 16-21 определяют порог срабатывания измерительного элемента 6, а при помощи подстроенных

О

Јь XI XI N ГО

резисторов 24 и 25 производят его подстройку.

Усилитель 5 состоит из согласующего трансформатора 26 с первичной обмоткой 27 и двумя обмотками 28 и 29, а также двух тиристоров 30 и 31. Управляющие входы этих тиристоров соединены пороговыми элементами 12 и 13 соответственно, В свою очередь, тиристоры 30 и 31 действуют на управляющие переходы тиристоров 32 и 33 исполнительного элемента 6.

Устройство работает следующим образом.

При нормальном режиме работы генератора напряжение на его зажимах имеет номинальное значение, и с выхода измерительного элемента 6 через усилитель 5 на тиристоры 32,33 исполнительного элемента 4 поступают отпирающие импульсы тока, и основной ток нагрузки протекает через них.

При возникновении аварийного режима напряжение на зажимах генератора 1 уменьшается на выходе пороговых элементов 12 и 13. измерительного элемента 6, импульсы пропадают, закрываются тиристоры 30 и 31 усилителя, а также тиристоры 32 и 33 исполнительного элемента 4. Основной ток начинает протекать через балластный резистор 2, падение напряжения на котором прикладывается к возбуждающим конденсаторам, что исключает развозбуж- дение генератора и обеспечивает срабатывание штатной аппаратуры защиты сети нагрузки.

После срабатывания штатной аппаратуры напряжение с измерительного трансформатора поступает на пороговые элементы 12 и 13. При этом пороговый элемент 12, выполненный на элементах 14, 15, 18,19, 22 и 24, отрабатывает только отрицательную полуволну напряжения за счет диода 22, а пороговый элемент 23, выполненный на элементах 16,17, 20,21,23 и 25, только положительную за счет диода 23. Фаэосдвигающий элемент эти полупериоды напряжение сдвигает на угол близкий к 90°, что обеспечивает открытие тиристоров в начале каждого полупериода. Обмотки 10 и 11 измерительного трансформатора 8 включены так, что амплитуда входного напряжения нелинейного моста (14,15, 18, 19 или 16, 17, 20, 21) пороговых элементов (12 или 13) совпадает по времени формирования соответствующих импульсов тока в цепи управляющего перехода тиристора 32 или 33.

В силу нелинейности характеристики нелинейного моста на выходе измерительного элемента формируются импульсы напряжения, форма которых зависит от

значения амплитуды переменного напряжения генератора. На фиг. 3 представлены эпюры входных 1,2,3 и выходных 1,23, импульсов напряжения нелинейного моста

измерительного элемента для трех случаев: 1-1- амплитуда переменного напряжения равна номинальному значению; 3-3 - амплитуда, меньше номинального значения; 2- 2 - промежуточное значение амплитуды.

Как видно из фиг. 3, при значении амплитуды переменного напряжения, равном номинальному, в цепи управляющего электрода тиристора 30 протекает импульс Igv3o. В этом случае через тиристор 30 и управляющий электрод тиристора 32 протекает ток. Тиристор 32 открывается, что обеспечивает протекание по его силовой цепи отрицательного полупериода синусоидального тока нагрузки генератора. Аналогично

происходит протекание отрицательного полупериода напряжения генератора через тиристор 33, при этом сигнал на открытие этого тиристора подается с второго нелинейного моста.

При возникновении перегрузочного режима в сети напряжение генератора становится намного меньше номинального, что соответствует кривой 3 (фиг. 2). В цепи управляющего электрода тиристора 30 не протекает отпирающий импульс igV30. В этом случае через тиристор 30 и управляющий электрод тиристора 32 ток не протекает. Тиристор 32 закрывается, что обеспечивает протекание отрицательного полупериода

синусоидального тока нагрузки генератора через сопротивление 2 (аналогично и для положительного полупериода при этом находится в закрытом состоянии тиристор 33).

40

Формула изобретения

Устройство для защиты асинхронного генератора от развозбуждения, содержащее пофазно идентичные каналы защиты,

каждый из которых выполнен в виде балластного резистора, измерительного элемента, усилителя и исполнительного элемента, выход которого соединен с зажимами балластного резистора, а вход через усилитель

- с выходом измерительного элемента, балластный резистор подключен к клеммам для соединения нагрузки с асинхронным генератором, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства защиты, каждый канал защиты дополнительно снабжен фазосдвигающей цепью, усилитель выполнен с тремя входами и двумя выходами, а исполнительный элемент - с двумя входами, при этом второй вход соединен с вторым выходом усилителя, второй

вход которого через измерительный элемент соединен с третьим своим входом, и через фазосдвигающую цепь подключен к клемме для соединения с выходом асинхронного генератора, при этом измеритель- ный элемент выполнен в виде измерительного трансформатора с одной первичной и двумя вторичными обмотками, двух пороговых элементов, каждый из которых содержит по два стабилитрона и два резистора, диода и подстроенного резистора, а первичная обмотка через фаэосдвига- ющую цепь подключена к клеммам для соединения с соответствующими фазами генератора, каждая вторичная обмотка изме- рительного трансформатора подключена к своему пороговому элементу, при этом диод с подстроечным резистором соединены последовательно, другой вывод подстроечно- го резистора объединен с анодом второго стабилитрона и с выводом второго резистора, другой вывод которого соединен с катодом первого стабилитрона, а катод второго стабилитрона через первый резистор соединен с анодом первого стабилитрона, при этом катод диода первого порогового элемента соединен с началом первой вторичной обмотки, а ее конец - с анодом первого стабилитрона, а катод диода второго порогового элемента соединен с концом второй вторичной обмотки, начало которой соединено с анодом первого стабилитрона, второго порогового элемента, усилитель

выполнен в виде согласующего трансформатора и двух тиристоров, при этом управляющие выводы Их соединены с катодами первых стабилитронов, а катоды - с катодами вторых стабилитронов первого и второго пороговых элементов соответственно и образуют первый и второй выходы измерительного элемента и первый и второй входы усилителя соответственно, первичная обмотка согласующего трансформатора подсоединена согласно к первичной обмотке измерительного трансформатора и образует третий вход усилителя, исполнительный элемент выполнен в виде двух тиристоров, анод первого из них соединен с катодом второго, анод которого соединен с катодом первого, управляющий вывод первого тиристора соединен с концом первой вторичной обмотки согласующего трансформатора, начало которой соединено с катодом первого тиристора усилителя, анод которого подключен к аноду второго тиристора исполнительного элемента и образуют первый вход исполнительного элемента и первый выход усилителя, катод второго тиристора исполнительного элемента соединен с концом второй вторичной обмотки согласующего трансформатора усилителя, начало которой соединено с анодом зторого тиристора, катод которого соединен с управляющим аы- водом второго тиристора исполнительного элемента и образуют его второй вход и второй выход усилителя.

Изобретение относится к злектоотехни- ке, в частности к релейной защите. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства защиты. В нормальном режиме работы генератора напряжение на его зажимах имеет номинальное значение, с выхода измерительного элемента через усилитель на тиристоры исполнительного элемента поступают отпирающие импульсы тока, и основной ток нагрузки протекает через них При возникновении аварийного режима напряжение на зажимах генератора уменьшается, на выходе пороговых элементов измерительного лемента 6 импульсы пропадают, и закрываются тиристоры исполнительного элемента. Основной ток начинает протекать через балластное сопротивление, падение напряжения на котором прикладывается к возбуждающим конденсаторам, что исключает разво у кдение генератора и обеспечивает срэбатьжрние штатной аппаратуры защиты сети потребителей. После срабатывания штатной аппаратуры защиты напряжение на выводах генератора восстанавливается, на тиристоры исполнительного элемента поступают отпирающие импульсы, основной ток начинает протекать через них 2 ил (Л С

. Фиг.1

VuiZ