Устройство для защиты синхронного генератора от асинхронного хода Советский патент 1992 года по МПК H02H7/06 

(Л

С

Сущность: вход элемента выдержки времени на возврат подключен к первому и второму выходам измерительного органа сопротивления через логический элемент ИЛИ, что обеспечивает запоминание и замедление первого сигнала срабатывания органа сопротивления по первому или второму выходам, выявление первоочередности этого сигнала относительно первого или повторного срабатывания органа сопротивления по первому выходу и фиксацию совпадения выявленного сигнала с выходным сигналом срабатывания органа сопротивления по первому выходу, что уменьшает время срабатывания защиты. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите синхронного генератора от асинхронного хода.

Цель изобретения - уменьшение времени срабатывания устройства.

На фиг.1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - характеристики срабатывания и поведение годографа сопротивления при частичной потере возбуждения и асинхронном ходе генератора.

Блок-схема устройства содержит следующие элементы: 1 - измерительный орган сопротивления с комбинированной характеристикой срабатывания; 2, 6 - первый и второй элементы выдержки времени на срабатывание; 3 - выходной орган; 4 - логический элемент ИЛИ; 5 - элемент выдержки времени на возврат (расширитель импульсов); 7 - блок выявления первоочередности

срабатывания на основе триггера-арбитра; 8 - логический элемент И.

К первому выходу измерительного органа 1 сопротивления последовательно включены первый элемент 2 выдержки времени на срабатывание и выходной орган 3 своим первым входом, а также последовательно включенные логический элемент ИЛИ 4, подключенный первым входом, элемент 5 выдержки времени на возврат, второй элемент 6 выдержки времени на срабатывание, блок 7 выявления первоочередности срабатывания, подключенный первым входом к выходу второго элемента выдержки времени на срабатывание, логический элемент И 8, подключенный первым входом к выходу блока 7 выявления первоочередности срабатывания, первый выход измерительного органа сопротивления подключен к вторым входам блока 7 выявления

х|

XI 00

со

сл со

первоочередности срабатывания и логического элемента И 8. Выход логического элемента И 8 подключен к второму входу выходного органа 3, а второй вход логического элемента ИЛИ 4 - к второму выходу измерительного органа 1 сопротивления.

Измерительный орган сопротивления имеет определенные области срабатывания I в IV квадранте и II в 111 квадранте комплек сной плоскости сопротивления (см. фиг.2). При потере возбуждения без существенных колебаний годографа сопротивления (например, при ошибочном отключении АГП генератора) вектор сопротивления (кривая 9 на фиг,2) попадает в область срабатывания I органа сопротивления (т.е. обеспечивается срабатывание по первому выходу) и устройство производит разгрузку генератора (или отключение) с выдержкой времени элемента 2 через выходной орган 3, При этом дополнительный канал, состоящий из блоков А- 8, не формирует выходной сигнал, так как входной сигнал, поступающий на второй вход блока 7 с первого выхода блока 1, приходит раньше чем входной сигнал, поступающий на первый вход блока 7 через блоки 4-6, на выходе блока 7 имеется блокирующий сигнал, а элемент 8 не срабатывает.

При синхронных качаниях (кривая 10 на фиг.2), возникших, например, из-за появления и последующего отключения короткого замыкания (гкз), годограф сопротивления может попадать в область на фиг.2. Однако при этом не обеспечивается действие устройства, так как выдержка времени элемента 2 выбирается больше, чем время нахождения годографа сопротивления в области срабатывания I, а дополнительный канал, состоящий из элементов 4-6, также не работает. Последнее объясняется тем, что при синхронных качаниях колебания годографа сопротивления происходят сравни- течьно медленно, а блок 5 за время паузы импульса, снимаемого с выхода I (т.е. за время отсутствия срабатывания органа сопротивления), успевает вернуться в исходное состояние, что обеспечивает быстрый возврат блока 6: Поэтому при синхронных качаниях блок 7 обеспечивает постоянный блокирующий сигнал, а элемент 8 не срабатывает.

При частичной потере возбуждения (например, глубоким снижением уставки АРВ) или полной потере возбуждения (например, инвертированием тиристорного возбудителя) и возникновении асинхронного хода происходят существенные колебания годографа сопротивления (кривая 11 на фиг.2). При этом устройство не обеспечивает действия через элемент 2 времени, так как последний не успевает набрать требуемую выдержку времени. Однако при этом обеспечивается действие устройства по дополнительному каналу 4-6. При первом

вхождении годографа сопротивления в область срабатывания It в точке А блок 5 запоминает импульс срабатывания органа сопротивления по выходу II на заданное время (т.е. расширяет его на заданное вре0 мя) и обеспечивает быстрое срабатывание блоков б и 7.

В момент времени В обеспечивается

возврат органа сопротивления по выходу II,

однако блоки 5-7 удерживаются в сработан5 ном состоянии, В момент времени С обеспечивается срабатывание органа сопротивления по выходу I и на обоих входах элемента И 8 присутствуют рабочие сигналы. При этом на выходе элемента 8

0 появляется рабочий сигнал, который через блок 3 производит разгрузку (или отключение) генератора. Выдержка времени на возврат блока 5 выбирается больше времени прохождения годографа сопротивления от

5 точки В до С при потере возбуждения и асинхронном ходе (например, 0.5 с), а выдержка времени элемента 6 может выбираться значительно меньше выдержки времени элемента 2 (например, 0,1 с), поэ0 тому в момент времени С обеспечивается быстрое срабатывание устройства.

Таким образом, дополнительный канал из блоков 4-8 не работает при первом вхождении годографа сопротивления в заданную

5 область сопротивления I в IV квадранте комплексной плоскости сопротивлений и отстроен от повторных срабатываний при глубоких синхронных качаниях (так как при синхронных кач-аниях колебания вектора

0 сопротивления происходят сравнительно медленно). При быстрых и интенсивных колебаниях годографа сопротивления в III и IV квадрантах (кривая 11 на фиг.2) комплексной плоскости (например, при инвертирова5 нии тиристорного возбудителя) по каналу из блоков 4-8 обеспечивается быстрое действие устройства на разгрузку после потери устойчивости генератора в момент времени С.

0 Технико-экономический эффект изобретения заключается в повышении надежности работы энергосистемы и предотвращении аварий мощных турбо- и гидрогенераторов.

5 Формула изобретения

Устройство для защиты синхронного генератора от асинхронного хода, содержащее измерительный орган сопротивления с комбинированной характеристикой срабатывания, выход которого подключен к второму входу блока выявления первоочередности срабатывания на основе триггер-арбитра, второму входу логического элемента И и через первый элемент выдержки времени на срабатывание к первому входу выходного органа, выход элемента выдержки времени на возврат через второй элемент выдержки времени на срабатывание - к первому входу блока выявления первоочередности срабатывания, выход которого сот

единен с первым входом логического элемента И, а выход последнего к второму входу выходного органа, отличающееся тем, что, с целью уменьшения времени срабатывания устройства, дополнительно введен логический элемент ИЛИ, входы которого подключены к первому и второму выходам измерительного органа сопротивления, а выход - к входу элемента выдержки времени на возврат.

Фиг.Г