Существующие в настоящее время устройства для продольной дифференциальной защиты якорных обмоток синхронных генераторов от внутренних коротких замыканий имеют тот недостаток, что их чувствительность ограничивается необходимостью отстройки от токов небаланса в нормальном режиме и при повреждении вспомогательных проводов.
В предлагаемом устройстве реагирующий орган выполнен на управляемых диодах (по числу фаз). Каждый диод включен в контур, состоящий из встречно соединенных вторичных обмоток трансформаторов защиты, установленных в данную фазу и имеющих разное количество витков. Управляющие электроды диодов присоединены к нулевой точке трансформаторов защиты.
Все это позволяет повысить чувствительность, быстродействие и надежность устройства, исключить ложное срабатывание при обрыве или закорачивании вспомогательных проводов и при внешнем перемежающемся замыкании.
Исполнительный орган защиты может быть выполнен на управляемом диоде, который последовательно с отключающей катушкой включен в цепь оперативного тока, а его управляющий электрод соединен с контурами, образованными трансформаторами защиты.
На чертеже представлена принципиальная схема устройства в трехфазном исполнении для генератора с заземленной нейтралью.
Три управляемых диода П, Яо, Яз, включенные в рассечку между трансформаторами защиты r/73i и ТПЗ, работают в качестве реагирующего органа. Управляющие электроды этих диодов подключены через обычные диоды Дь Да, Дз и добавочные сопротивления
ДJ, д,, к общей нулевой точке 0. Четвертый управляемый диод П, являющийся исполнительным органом защиты, соединен последовательно с отключающей катушкой ОК контактора К на сеть оперативного постоянного тока.
Для защиты использованы две группы трансформаторов ТПЗг и ТПЗ-2. Трансформаторы имеют одинаковые стальные сердечники с воздушным зазором и первичные обмотки с одинаковым числом витков. Вторичные обмотки IFu трансформаторов ТПЗ- имеют равное количество витков, но меньщее, чем количество витков вторичных обмоток Wz трансформаторов ТПЗ-2.
Щ W,
2 т
7- Ло, жением на вторичных обмотках ТПЗ при сквозном коротком замыкании. Неидентичность магнитных характеристик трансформаторов не может превышать 20%, поэтому /Со принят равным 1,2. Витки обмоток Wz и выбраны так, что амплитуды э.д.с. на этих обмотках Е и «2 и модули их векторных сумм и разностей всегда меньше напряжения пробоя управляемых диодов Ях, Яа, Яз, т. е. .. Поэтому управляемые диоды могут открываться только своими управляюш;ими токами при совпадении по фазе и положительных зиачениях напряжений на управляюш,ем электроде LJy и на коллекторе U. Схема имеет три независимых контура, каждый из которых образован двумя вторичными обмотками трансформаторов, охватывающих одну из фаз обмотки синхронного генератора, сопротивлением R,, и одним из управляемых диодов Hi-Яз. Эти контуры объединены на управляющей цепи управляемого диода П. Причем один из контуров присоединен к управляющей цепи диода П непосредственно, а два других через изолирующий трансформатор ИТ. Диоды Ях, Яг, Яд, сопротивления .,, Кя,, Rik, диоды Дь Д2, Дз, трансформатор ИТ, диод Д4, управляемый диод П, трансформаторы ТПЗ-2 соединены между собой короткими монтажными проводами. Провода защиты, соединяющие трансформаторы ТЛЗ с эмиттерами диодов П, Яа, Яз, должны быть экранированы, а экраны заземлены. Сопротивления , ss,. предназначенные для ограничения тока во вторичных обмотках трансформаторов ТПЗ в случае короткого замыкания проводов защиты на землю, находятся в непосредственной близости от соответствующих трансформаторов группы ТПЗ. Нулевые точки трансформаторов Tn3i и ТП32 соединены между собой проводом и заземлены или соединены с корпусом генератора. Добавочные сопротивления , , Кц,, R, предназначены для - ограничений управляющих токов, и кроме того, для задержки момента открывания управляемых диодов на 2-3 электрических градуса, что необходимо при переходных режимах, когда возможны расхождения по фазе между вторичными э.д.с. е и . Учитывая, что трансформаторы защиты работают В линейном режиме и, следовательно, их вторичные э.д.с. ез и е практически синусоидальны и совпадают или сдвинуты на 180° по фазе соответственно при согласном или встречном включении вторичных обмоток, действие защиты объясняется так. При нормальном режиме работы генератора или при однофазном коротком замыкании фазы Л вне зоны защиты, например, на землю в точке KI, э.д.с. еа и вторичных обмоток трансформаторов, охватывающих фазу А, оказываются направвходяш;ий в контур фазы А, закрыт, так как напряжение на его коллекторе равно ,-Е, и имеет фазу большей э.д.с. Е(), а напряжение на управляющем электроде равно ,I.R., и имеет фазу меньшей э.д.с. Е , т. е. фазы коллекторного U и управляюш,его Uy напряжений противоположны. Через управляемый диод Ях проходит начальный коллекторный ток /„н, который во много раз меньше тока открытого диода и недостаточен для открытия управляемого диода Я. Зашита не срабатывает и при любом другом виде внешнего короткого замыкания. При коротком замыкании фазы А генератора в зоне , например, на землю в точке лз в случае параллельной работы защищаемого генератора с одним или более генераторами на общую нагрузку, когда э.д.с. f 2 и -2 оказываются направленными между собой согласно, управляемый диод Я открывается и по цепям защиты начинает проходить ток, так как напряжение на его коллекторе, практически равное г 7 jr-f г Г7// 2, имеет фазу э.д.с. , а напряжение на управляющем электроде, равное ,, по-прежнему имеет фазу э.д.с. Е-2, т. е. фазы коллекторного U и управляющего Uy напряжений совпадают, управляемый диод П открывается и по цепи защиты проходит ток. В зависимости от вида короткого замыкания внутри защищаемой зоны по цепям защиты проходят токи в одном из контуров, одновременно в двух или во всех трех. Эти токи достигают управляющей цепи диода П, который открывается и пропускает ток от сети оперативного постоянного тока по отключающей катушке ОК контактора /с. Последний срабатывает и отключает генераор от распределительного устройства и одноременно включает автомат гашения поля. При коротком замыкании проводов защиты, оторые соединяют трансформаторы ТПЗ эмиттерами управляемых диодов П, Яо, Яд, ок в управляющих электродах этих диодов рекращается и диоды запираются. Это ведет отказу защиты, но не к ее ложному дейтвию. Обрыв проводов защиты в любом месте хемы не дает ложного действия, как и в бычной дифзащите, на равновесие напряжеий. Предмет изобретения
полнительный органы, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и чувствительности, реагирующий орган выполнен на управляемых диодах (по числу фаз), работающих как элементы сравнения, по амплитуде и фазе, каждый из которых включен в контур, состоящий из встречно соединенных вторичных обмоток трансформаторов защиты, установленных в данную фазу и имеющих
разное количество витков, причем управляющие электроды диодов присоединены к нулевой точке трансформаторов защиты.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что исполнительный орган выполнен на управляемом диоде, включенном последовательно с отключающей катущкой на сеть оперативного тока, управляющий электрод которого соединен с указанными контурами.
К ТПЗ,
иг
