Устройство для защиты от замыкания на землю обмотки статора генератора Советский патент 1992 года по МПК H02H3/16 H02H7/06 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к защите от замыкания на землю обмотки статора генератора.

Известны устройства защиты от замыканий на землю, основанные на наложении на генератор контрольного тока непромышленной частоты.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для защиты от замыкания на землю обмотки статора генератора, содержащее источник контрольного тока непромышленной частоты, подключенный через фильтр присоединения к шинам генераторного напряжения, фипьтр тока нулевой последовательности, выход которого подключен к тормозному органу и частотно-избирательному органу, содержащему последовательно соединенные частотно- избирательный усилитель и пороговый блок, причем выходы тормозного органа и порогового блока подключены к логическому органу, выход которого подключен к исполнительному органу. Тормозной орган включает последовательно соединенные фильтр низких частот и собственно тормозной блок, собранный на базе порогового элемента,

В нормальном режиме по выводам генератора протекает незначительный контрольный ток, обусловленный собственной емкостью генератора по отношению к земле. Частотно-избирательный орган от этого тока отстроен по амплитуде. При появлении в генераторе замыкания на землю контрольный ток, протекающий по его выводам, увеличивается, что приводит к срабатыванию частотно-мзбирательного органа и, следовательно, к появлению сигнала на выходе логического и исполнительного органов, т мозной орган в этом случае не работает, так как он отстроен от высших гармоник тока однофазного замыкания по частоте (с помощью фильтра низких частот), а от составляющей промышленной частоты - по амплитуде. Тормозной орган предотвращает срабатывание защиты при обрыве провода в цепях фильтра тока нулевой последовательности и при внешних межфазных замыканиях, когда ток небаланса фильтра становится настолько большим, что вызывает срабатывание частотно-избирательного органа.

Недостаток известного устройства состоит в том, что при подаче питания на схему защиты, при появлении помехи в цепях питания, при воздействии на комплект защиты мощной импульсной электромагнитной наводки в частотно-избирательном усилителе имеет место внутренний переходный процесс, вследствие чего на его

выходе появляется напряжение частотой 25 Гц, обусловливающее срабатывание на 0,4 с порогового блока Столь значительное время переходного процесса обусловлено

тем, что частотно-избирательный усилитель должен качественно выделять весьма малый контрольный ток (0, 3 А) на фоне значительного тока небаланса фильтра (30-10 А). Эта задача может быть реше0 на только с помощью высокодобротного частотно-избирательного усилителя, т.е усилителя с большим временем внутреннего переходного процесса Для отстройки от последнего в исполнительном органе при5 ходится вводить выдержку времени 1,0 - 1,5 с, что снижает защитные свойства реле Кроме того, указанная выдержка времени не обеспечивает отстройку защиты от помех, следующих с интервалом меньше 0,4 с

0 в течение времени, превышающего время срабатывания защиты. Например, четыре импульсные электромагнитные помехи, следующие с интервалом 0,4 с раскачают частотно-избирательный усилитель на время

5 0,4 с х 4 1,6 с, что приведет к срабатыванию защиты. Увеличение выдержки времени уменьшит вероятность ложных срабатываний от подобных помех, но не исключит ее полностью

0Целью изобретения является уменьшение времени срабатывания защиты и повышение ее помехоустойчивости

Указанная цель достигается тем, что в устройство для защиты от замыкания на

5 землю обмотки статора генератора, содержащее источник контрольного тока, подключенный через фильтр присоединения к клемме для соединения с шиной генераторного напряжения, фильтр тока нулевой по0 следовательности, вуход которого подключен к тормозному органу и частотно-избирательному органу, содержащему последовательно соединенные частотно-избирательный-усилитель и пороговый блок,

5 выходы тормозного органа и порогового блока подключены к логическому органу ЗАПРЕТ, выход которого подключен к исполнительному органу, введен блокирующий орган, также содержащий последовательно

0 соединенные частотно-избирательный усилитель и пороговый блок, выход которого подключен к дополнительному входу порогового блока частотно-избирательного органа, при этом частотно-избирательный

5 усилитель блокирующего органа идентичен частотно-избирательному усилителю, входящему в состав частотно-избирательного органа.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства

Устройство содержит источник 1 контрольного тока, подключенный через фильтр 2 присоединения к шинам генераторного напряжения, фильтр 3 тока нулевой последовательности (ФТНП), тормозной орган 3, частотно-избирательный орган 5, состоящий из частотно-избирательного усилителя 6 и порогового блока 7, блокирующий орган 8, также состоящий из частотно-избирательного усилителя 9 и порогового блока 10, логический элемент ЗАПРЕТ 11 и исполнительный орган 12.

Устройство работает следующим образом.

При подаче питания на схему защиты в частотно-избирательном усилителе 6 имеет место внутренний переходный процесс, на протяжении которого на его выходе существует напряжение с частотой 25 Гц. При отсутствии блокирующего органа это напряжение вызвало бы срабатывание порогового блока 7 на 0,4 с и запуск на 0,4 с реле времени в исполнительном органе 12. Благодаря блокирующему органу этого не происходит, так как в частотно-избиратель- ном усилителе 9 имеет место такой же пере- ходный процесс, как и в усилителе 6, обусловливающий срабатывание порогового блока 10 тоже на 0,4 с. Идентичность переходных процессов обусловлена идеи- тичностью схем узлов 9 и 6. Сигнал с выхода блока 10 поступает на дополнительный вход порогового блока 7 и блокирует его, т.е. предотвращает подачу сигнала в логический элемент ЗАПРЕТ 11 и исполнительный орган 12. При помехах в цепях питания и при воздействии на комплект защиты импульсной электромагнитной наводки усилители б и 9 в силу их идентичности раскачиваются одинаковым образом, поэтому блокирующий орган 8 исключает появление сигнала на выходе частотно-избирательного органа 5. Таким образом, благодаря введению органа 8 появляется возможность исключить выдержку времени в исполнительном органе 12.

При однофазном замыкании в генераторе на выходе ФТНП наряду с другими составляющими тока однофазного замыкания появляется контрольный ток 25 Гц, обус- ловливающий срабатывание частотно-избирательного органа и, следовательно, исполнительного органа. Тормозной орган в этом режиме не срабатывает, поскольку он

отстроен от тока однофазного замыкания Блокирующий орган не срабатывает, потому что сигнал от ФТНП на его вход вообще не подается.

Тормозной орган предотвращает срабатывание защиты в целом при обрыве провода в цепях ФТНП и при внешних межфазных замыканиях, когда ток небаланса ФТНП становится настолько большим, что вызывает срабатывание частотно-избирательного органа.

В предлагаемом устройстве защиты в отличие от других защит, основанных на наложении контрольного тока непромышленной частоты, отсутствует выдержка времени, предназначенная для отстройки от внутреннего переходного процесса в частотно-избирательном органе, что позволяет существенно уменьшить время срабатывания защиты. Кроме того в зая&ляемом устройстве исключена возможность ложного срабатывания при помехах в цепях питания и при электромагнитных наводках на входные цепи и на саму электронную схему защиты.

Формула изобретения

Устройство для защиты от замыкания на землю обмотки статора генератора, содержащее источник контрольного тока, подключенный через фильтр присоединения к клеммам для соединения с шинами генераторного напряжения, фильтр тока нулевой последовательности, выход которого подсоединен к тормозному органу и частотно-избирательному органу, выполненному из последовательно соединенных частотно-избирательного усилителя и порогового блока, выходы тормозного органа и порогового блока подключены к логическому элементу ЗАПРЕТ , выход которого подключен к исполнительному органу, отличающееся тем, что, с целью уменьшения времени срабатывания и повышения помехоустойчивости, введен блокирующий орган, выполненный в виде последовательно соединенных частотно-избирательного усилителя и порогового блока, выход которого подключен к дополнительному входу порогового блока частотно-избирательного органа, при этом частотно-избирательный усилитель блокирующего органа идентичен частотно-избирательному усилитепю, входящему в состав частотно-избирательного органа.

Использование: защита статора цепей блоков генератор-трансформатор от замыкания на землю в одной точке без зоны нечувствительности. Сущность изобретения: при подаче питания на схему защиты в частотно-избирательном усилителе 6 имеет место внутренний переходный процесс, на протяжении которого на егй выходе существует напряжение с частотой 25 Гц. При отсутствии блокирующего органа это напряжение вызвало бы срабатывание порогового блока 7 на 0,4 с и запуск на 0,4 с реле времени в исполнительном органе 12. Благодаря блокирующему органу этого не происходит, так как в частотно-избирательном усилителе 9 наблюдается такой же переходный процесс, как и в усилителе б, обусловливающий срабатывание порогового блока 10 тоже на 0,4 с. Сигнал с выхода блока 10 поступает в пороговый блок 7 и блокирует его, T.ev предотвращает подачу сигнала в логический элемент 11 и исполнительный орган 12, Т ил. сл С ««А 2 ю Ч) о 44