Устройство для релейной защиты блока генератор-трансформатор от увеличения проводимости Советский патент 1991 года по МПК H02H7/06 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите блока генератор-трансформатор.

Цель изобретения - расширение диапазона точного контроля проводимости изоляции при значительных изменениях

удельной проводимости охлаждающей жидкости-дистиллята и повышение надежности функционирования устройства в переходных режимах замыкания на землю

На чертеже представлено предлагаемое устройство.

Устройство содержит блочный трансформатор 1, обмотку 2 статора, измеритель- ный трансформатор 3 напряжения, подключенный к выводам обмотки статора, включенный между нейтралью первичной обмотки измерительного трансформатора и землей, конденсатор 4, проводимости изоляции 5 цепи генераторного напряжения и системы охлаждения 6, источник накладываемого постоянного напряжения 7, преобразователь 8 напряжения в напряжение и преобразователь 9 тока в напряжение подключены к первому и второму входам первого сумматора 10, усилитель 11с дискретно-управляемым коэффициентом передачи, схему управления которого составляют аналоговый ключ 12 и компаратор 13, второй сумматор 14, третий сумматор 15, соединенный с делительным блоком 16, выполненным на базе аналогового перемножителя 17 сигналов, включенного в цепь обратной связи операционного усилителя 18, первый 19 и второй 20 датчики удельной проводимости охлаждающей среды, каждый из которых содержит источник 21 опорного напряжения, измерительный элемент 22 датчика удельной проводимости и операционный усилитель 23, исполнительный орган 24 с одним 25 и другим 26 входами, включающий в себя первый 27, второй 28 и третий 29 компараторы, первый 30 и второй 31 логическое элементы ИЛИ.

Устройство работает следующим образом.

Под действием напряжения U источника 7 в контролируемой цепи, преобразованной проводимостью 5 изоляции (Си) и системы охлаждения 6 (Go) обмотками 2 статора генератора и измерительного трансформатора 3, протекает ток

- иго

1

+

JL

G

Си 4-Go

где G 1 /(Rt+Ra) - проводимость, представляющая собой величину, обратную сумме внутреннего сопротивления преобразователя 9 тока (Ri) и активного сопротивления обмоток трансформатора 3 (Ra). В формуле не учтено активное сопротивление обмоток статбра генератора вследствие его малости. Выражение (1) можно преобразовать относительно суммарной проводимости контролируемой цепи G t , образованной проводимостями изоляции Си и системы охлаждения Go.

GЈ-inHh--G +G°

А с учетом того, что произведение UG равно максимально возможному току Макс в контролируемой цепи, когда суммарная проводимость GЈ о° то предыдущее выражение приводится к следующему виду:

2. 1макс I

В схеме устройства защиты напряжение, пропорциональное суммарной проводимости, формируется следующим образом. Напряжение U источника и ток в контролируемой цепи, пройдя соответствующие преобразователи 8 и 9, поступают на входы первого сумматора 10, на выходе которого формируется напряжение, пропорциональное знаменателю в выражении (2). В

делительном блоке 16 под действием выходного сигнала первого сумматора 10, прошедшего через усилитель 11, и сигнала с выхода преобразователя 9, пропорционального току I, вычисляется напряжение,

пропорциональное суммарной проводимости контролируемой цепи. Следует отметить, что усилитель 11 может иметь два фиксированных коэффициента передачи: К(1)пер и К(2)пер;К(2)пеР К(1 пер такие, что

общий коэффициент передачи знаменателя может принимать также два значения М(1)зн и М(2)зн; М(2)зн М(1)зн. Следовательно, выражение (2) в схеме реализуется с помощью алгоритма 2, в котором все реальные

величины заменены пропорциональными им напряжениями

uS

мн 0 G) мн ( G)

M vaViiT-n ЫЈЩ i -П

УЛзн V, и G - I J IVtjH макс - I J UH и3н

(3)

Выбор того или иного коэффициента

осуществляется автоматически с помощью аналогового ключа 12 и компаратора 13. Установка в схеме соответствующего коэффициента зависит от уровня сигнала напряжения на выходе первого сумматора 10:

если этот сигнал выше некоторой величины и3нпор, которая обеспечивает работу делительного блока 16 с заданной точностью, то общий коэффициент передачи знаменателя Мзн , в случае, когда напряжение Кзн станет меньше 1)знпор, то компаратор изменит свое состояние и подаст сигнал управления на аналоговый ключ 12. Тот замкнет контакт и изменит (уменьшит) величину предвклю- ченного сопротивления усилителя 11, и тем

самым установит коэффициент передачи к 2 пер/К 1 пер. Одновременно и аналогичным образом с помощью второй контактной группы аналогового ключа 12 происходит усиление в K(2Vp/K(1)nep раз сигнала на выходе сумматора 15. Это необходимо для

согласования изменившегося уровня выходного-сигнала делительного блока 16 с уровнями сигналов остальной схемы.

Введение в устройство усилителя 11 с дискретно-регулируемым коэффициентом передачи, компаратора 13 и аналогового ключа 12 с двумя контактными группами позволяет расширить диапазон точного контроля суммарной проводимости.

Датчики 19 и 20 удельной проводимости дистиллята и сумматор 14 в устройстве формируют сигнал, пропорциональный полной проводимости системы охлаждения.

Ток, протекающий от внутреннего источника 21 опорного напряжения UBH через электроды измерительного элемента 22, заполненного охлаждающей жидкостью, пропорционален удельной проводимости. Действительно

i -11 п 5датч

датч - Uon 9

датч

где Uon - опорное напряжение;

g - удельная проводимость дистиллята;

датч, Здэтч - длина и сечение измерительного элемента (датчика кондуктомера) в виде плоского конденсатора.

На выходе преобразователя тока в напряжение, выполненного на основе операционного усилителя 23, являющегося выходом датчиков 19 и 20, напряжение будет также пропорционально удельной проводимости U19 позв Uon Здатч D „позе

- дотв

, Uon Здатч

Ro

. ПОЗВ . i,

9отв к ,

где к:

ROC- коэффициент

чиков 19 и 20;

Эподв, дотв - удельная проводимость дистиллята со стороны подвода и отвода системы охлаждения генератора.

Выходные сигналы датчиков 19 и 20, пропорциональные проводимостям дистиллята на входе и выходе системы охлаждения, поступают на входы сумматора 14. Коэффициенты передачи сигналов по входам сумматора 14 пропорциональны конструктивным коэффициентам системы подвода и отвода дистиллята. Конструктивный коэффициент К системы подвода (отвода) дистиллята определяется числом п подводящих (отводящих) шлангов, их эквивалентным сечением Зэкв и длиной 1Экв

v п Зэкв Кj .

экв

Как видно, выходной сигнал сумматора 14 пропорционален полной проводимости системы охлаждения Go . так как

Un 2 R К (дподв + QOTB) R K-g3KB R-G0 ,

где дЭкв -я- (дпозв + дотв) - эквивалентная

удельная проводимость дистиллята.

В сумматоре 15 производится вычита- 5 ние из выходного сигнала делительного блока 16, пропорционального суммарной проводимости контролируемой цепи GJ. , сигнала сумматора 14, пропорционального полной проводимости системы охлаждения

0 Go. Следовательно, на выходе сумматора 15 сигнал пропорционален тогько проводимости изоляции Си.

В исполнительном органе 24 с помощью компараторов 28 и 29 производится сравне5 ние сигнала, пропорционального Си с уставками на сигнализацию G сигн и отключение Соткл генератора. К выходам сумматоров 14 и 15 возможно подсоединение цифровых измерительных приборов для постоянного

0 визуального контроля проводимостей изоляции цепи генераторного напряжения и системы охлаждения.

С помощью компаратора 27 выявляется изменение полярности (знака) на выходе

5 преобразователя 8 тока в напряжение в условиях возникновения на разделительном конденсаторе 4 перенапряжений из-за замыканий на землю через перемежающуюся дугу. Для этого компаратор имеет отрица0 тельную и близкую к нулю уставку на срабатывание - 10ткл.(сиг). Срабатывание канала выявления режима замыкания на землю в исполнительном органе приводит к одновременному появлению сигналов на вы5 ходах логических элементов ИЛИ 30 и 31 (выходах устройства).

Формула изобретения 1. Устройство для релейной защиты блока генератор-трансформатор от увеличения

0 проводимости (уменьшения сопротивления) изоляции цепи генераторного напряжения, содержащее измерительный трансформатор напряжения, подсоединенный к клеммам для подключения к выводам обмотки

5 статора, конденсатор, включенный между нейтралью первичной обмотки измерительного трансформатора напряжения и клеммой для соединения с землей, источник накладываемого постоянного напряжения,

0 подсоединенный одним полюсом к нейтрали первичной обмотки трансформатора напряжения, а другим через преобразователь тока в напряжение - к клемме для соединения с землей, первый сумматор и де5 лительный блок, первые входы которых подключены к выходу преобразователя тока в напряжение, другой вход первого сумматора подключен к выходу преобразователя напряжение в напряжение, входные зажимы которого подключены к выводам источника постоянного напряжения, первый и второй датчики удельной проводимости охлаждающей жидкости-дистиллята системы охлаждения статора генератора, выходы датчиков соединяют со входами второго сумматора, выходы второго сумматора и делительного блока подключены к первому и второму входам третьего сумматора, с выходом последнего соединен вход исполнительного органа с двумя выходами, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона точного контроля проводимости изоляции при значительных изменениях удельной проводимости дистиллята и повышения надежности функционирования устройства в переходных режимах замыкания на землю, в него введены усилитель с дискретно-управляемым коэффициентом передачи, компаратор и аналоговый ключ с двумя замыкающими контактными группами, а третий сумматор и исполнительный орган снабжены дополнительными входами, при этом выход первого сумматора соединен одновременно с информационным входом вновь введенного компаратора, с первым входом усилителя непосредственно, а с его вторым входом - через первую

контактную группу аналогового ключа, вход управления которого соединен с выходом компаратора, выход усилителя соединен с вторым входом делительного блока, выход

которого через вторую контактную группу аналогового ключа подключен к дополнительному входу третьего сумматора, а дополнительный вход исполнительного органа подключен к выходу преобразователя тока в напряжение.

2. Устройство поп,1,отличающее- с я тем, что исполнительный орган выполнен в виде первого, второго, третьего компараторов, первого и второго логических

элементов ИЛИ, при этом первым входом исполнительного органа являются объединенные информационные входы второго и третьего компараторов, вторым входом - информационный вход первого компаратора, выход которого соединен с первыми входами первого и второго логических элементов ИЛИ, со вторыми входами которых соединены соответственно выходы второго и третьего компараторов, а выходы

первого и второго логических элементов ИЛИ являются выходами исполнительного органа.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите блока генератор - трансформатор. Цель изобретения - расширение диапазона точного контроля проводимости изоляции при значительных изменениях удельной проводимости охлаждающей жидкости - дистиллята и повышение надежности функционирования устройства в переходных режимах замыкания на землю. На входы сумматора 10 поступают напряжения от преобразователей 8 и 9, на выходе которого формируется сигнал, поступающий через усилитель 11 с дискретно-управляемым коэффициентом передачи на первый вход делителя 16, на второй вход которого поступает сигнал, пропорциональный накладываемому току. На выходе делителя 16 формируется сигнал, пропорциональный суммарной проводимости, поступающий на первый вход сумматора 15, а на второй вход поступает сигнал с сумматора 14, пропорциональный проводимости охлаждающего дистиллята, а на первый вход исполнительного органа 24 поступает сигнал, пропорциональный проводимости изоляции статора генератора, и, если он больше порога срабатывания тока исполнительного органа 24, появляется сигнал. Если уровень сигнала на выходе сумматора 10 имеет малый уровень, то срабатывает компаратор 13, переключая масштаб усилителя 11 и сумматора 15, чем повышает точность работы делителя 16. При замыкании на землю обмотки статора генератора через перемежающуюся дугу на конденсаторе 4 может появиться напряжение обратной полярности по отношению к источнику 7, то в этом случае напряжение с преобразователя 9 поступает на второй вход исполнительного органа 24, вызывая срабатывание компаратора 27, и на выходе исполнительного органа 24 появляются сигналы. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

П