Реле @ -фазное реактивной мощности Советский патент 1992 года по МПК H02H7/06 

(Л

С

Использование: изобретения предназначено для защиты мощных турбогенераторов при потери возбуждения. Сущность изобретения заключается в том, что реле реактивной мощности снабжено п-входовым элементом И, а блок формирования сравниваемых величин выполнен в виде последовательно соединенных сумматора и фазосдвитающего блока, блок сравнения состоит из фазного компаратора, причем один вход сумматора предназначен для подключения к контролируемым цепям тока, а вход фазосдвигающего блока - для подключения к контролируемым цепям напряжения и соединен также с первым входом фазового компаратора, второй вход которого соединен с выходом сумматора, а вход фазового компаратора подключен к п- входовому элементу И. 1 йл.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите и автоматике энергосистем, и направлено на повышение быстродействия и надежности устройств защиты мощных турбогенераторов при потере возбуждения.

Известно реле реактивной мощности, используемое в устройстве для защиты турбогенератора при потере возбуждения. Это реле состоит из двух блоков формирования сравниваемых величин, входы которых присоединены к измерительным трансформаторам тока и напряжения статора генератора, а выходы - на входы блока сравнения, представляющего собой амплитудный компаратор, выход которого является выходом реле. Один из блоков формирования сравниваемых величин является измерительным преобразователем реактивной

составляющей тока статора генератора. Он состоит из двух сумматоров, двух мостовых выпрямителей и сглаживающего фильтра, необходимого для подавления пульсаций сигнала, подаваемого на вход компаратора. Этот преобразователь построен на основе метода двух ваттметров, включенных для измерения реактивной мощности: на напряжение UCB, ток а и на напряжение иав, ток ic. Второй блок формирования величины - мостовой выпрямителей напряжений статора генератора со сглаживающим фильтром.

Описанное выше включение преобразователя реактивного тока статора обеспечивает его точную работу лишь в симметричном режиме генератора, При несимметрии появляется существенная методическая погрешность измерения, приводящая к снижению точности работы

XI

со XI о о ел

реле. Использование в прототипе сглаживающих фильтров, необходимых для правильной работы амплитудного компаратора и состоящих из реактивных элементов, определяет значительную постоянную времени реле и снижает его быстродействие. Как показывает опыт быстродействие прототипа около 0,5 с, что недостаточно для работы на мощных генераторах 1000-1200 МВт. Кроме того, три мостовых трехфазных выпрями- теля усложняют схему.

Целью изобретения является повышение точности работы реле с учетом несимметрии режима генератора, повышения его быстродействия, а также упрощения схемы, что позволит повысить надежность работы защиты мощных турбогенераторов при потере возбуждения.

Цель достигается тем, что реле п-фаз- ной реактивной мощности дополнительно снабжено n-входовым элементом И, а блок формирования сравниваемых величин выполнен в виде последовательно соединенных сумматоров и фазосдвигающего блока, блок сравнения - в виде фазного компара- тора, причем один вход сумматора предназначен для подключения к контролируемым цепям тока, а вход фазосдвигающего блока - для подключения к контролируемым цепям напряжения и соединен также с пер- вым входом фазового компаратора, второй вход которого соединен с выходом сумматора, а выход фазового компаратора подключен к n-входовому элементу И.

На чертеже .изображена функциональ- ная схема предлагаемого реле.

Устройство содержит п одинаковых однофазных реле 1 реактивной мощности (по числу фаз генератора), входы которых подключены к измерительным трансформато- рам фазных напряжений и токов статора генератора, а выходы - к п входовой схеме И 2, выход которой является выходом устройства. Каждое однофазное реле 1 содержит формирователь сравниваемой величины, состоящий из сумматора 3, один вход которого присоединен к измерительному трансформатору напряжения статора генератора через фазосдвигающее устройство 4, а втброй вход - к измерительному трансформатору тока статора. Выход сумматора 3 подключен на один вход фазового компаратора 5, второй вход которого присоединен к измерительному трансформатору напряжения статора генератора. Выходы компараторов 5 подключены на вход схемы И 2.

Реле работает следующим образом. На один вход фазового компаратора 5 подается фазное напряжение генератора

Ui Vim sin соt. На второй вход компаратора 5 подается напряжение с выхода сумматора 3, сформированное путем суммирования двух напряжений: одного, пропорционального фазному току статора генератора, и другого, пропорционального фазному напряжению статора, но сдвинутому на заданный угол афазосдвигающим устройством 4.

Напряжение на втором входе фазового компаратора 5 определяется по формуле

U m lm sin (( Vim sin( + a), где m и I - постоянные коэффициенты;

(f - угол сдвига фаз между током и напряжением в данной фазе генератора.

Сигнал на выходе фазового компаратора 5 появляется при равенстве фаз напряжений Ui и U на его входе:

arg и arg U

arena m 1m sin 1 Vlm sin a m hm cos p + I Vim cos a

Из равенства -mhmsin f - I Vim sin a- 0 вытекает уставка реле по реактивной проводимости;

.

Условие срабатывания реле по реактивной мощности имеет следующий вид:

Qr Vi h sin «5 - Vi - sin a. 7m

Подбирая коэффициенты m, I и величину можно обеспечить требуемую уставку br

1 , - (где xd - синхронный реактанс генераХа

тора), необходимую для работы реле в устройстве защиты турбогенератора при потере возбуждения. Фазосдвигающий блок 4 требует применения реактивных элементов, определяющих некоторую постоянную времени реле, которая тем больше, чем больше угол а. Однако, подбирая коэффициенты m и I, угол а можно сделать очень малым, но даже при угле а, равным, например, 30° постоянная времени реле составит 0,01 с, что обеспечивает существенное увеличение быстродействия по сравнению с прототипом.

Выходы фазовых компараторов 5 подключаются к входу схемы И 2. Этим определяется срабатывание реле лишь в случае достижения выбранной уставки по реактивной проводимости во всех фазах генератора одновременно. Таким образом, производится отстройка от ложного срабатывания реле в различных неполнофазных режимах работы генератора.

Формула изобретения Реле n-фазное реактивной мощности, содержащее блок формирования сравниваемых величин, выход которого подключен к блоку сравнения, отличающееся темг что, с целью повышения точности, быстродействия и упрощения, оно дополнительно снабжено n-входовым элементом И, а блок формирования сравниваемых величин выполнен в виде последовательно соединенных сумматоров и фазосдвигающего блока, блок сравнения - в виде фазового компара0

тора, причем один вход сумматора предназначен для подключения к контролируемым цепям тока, а вход фазосдвигающего блока - для подключения к контролируемым цепям напряжения и соединен также с первым входом фазового компаратора, второй вход которого соединен с выходом сумматора, а выход фазового компаратора подключен к n-входовому элементу И.