Устройство для защиты турбогенератора от двигательного режима Советский патент 1993 года по МПК H02H7/06 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите и автоматике, и может быть использовано для защиты генераторов электрических станций от разноса при неплотной посадке стопорных клапанов турбины.

Цель изобретения - повышение точности устройства в работе.

На фиг,1 дана структурная схема устройства; на фиг.2 - структурная схема блока формирования сигналов.

Устройство содержит первый 1 и второй

2 блоки формирования сигналов, два блока

3 формирования сравниваемых величин,

каждый из которых состоит из сумматора 4 и выпрямителя 5, а также блок 6 сравнения. Каждый блок 1 и 2 формирования сигналов содержит первый 7 и второй 8 масштабирующие сумматоры, генератор 10 опорных сигналов, первый 9 и второй 11 перемножители, промежуточный сумматор 12 и заграждающий фильтр 13. Генератор 10 формирует два высокочастотных синусоидальных ортогональных сигнала sin nt и cos nt, где частоты трехфазной сети. Один генератор 10 работает на оба блока 1 и 2 формирования сигналов.

Устройство работает следующим образом. На выходе блока 1 из трехфазной сие00

Ј ы

СП

темы напряжений генератора иа, иь и ur. формируют высокочастотный синусоидальный сигнал ui Umisln(ntft))t) «i, пропорциональный симметричной составляющей прямого следования фаз этих напряжений. На выходе блока 2 формируют из трехфазной системы токов генератора 1а, 1ь и ic сигнал iHmisin(n+(w) , пропорциональный симметричной составляющей прямого следования фаз токов.

Работу блока формирования сигналов рассмотрим на примере блока 1 (блок 2 работает аналогично).

На вход блока 1 поданы напряжения генератора иа, иь и ис, которые, как известно, можно представить в виде суммы симметричных составляющих Umisln( + щ )ПРЯМОГО, Um2Sin( 0)1 + «2 ) ОбрЭТНОГО И

Umosln( +OQ) - нулевого следования фаз в следующем виде:

Ua UmlSln(ftJt +«1) + +Um2sln(wt- + aa)+Umosln(/wt + «о);

О ТГ

Ub UmlSin( М t + «1 - + Um2Sin(ftH +«2

Uy- - иь- ---.uc--Uriiicos( wt+rti}4- v3 V3

+ Urn2COS( ft) t + 02),

(3)

что также несложно показать, переходя к комплексной форме выражений (1).

Сигнал (2) с выхода сумматора 7 перемножают в перемножителе 9 на сигнал cosnt генератора 10, В результате на выходе перемножителя 9 получают сигнал

lT UxCOSnt -0,5Um1Sln(n- (W)t-

+ 0,5Umisln(n+oj)t+ai

0,5Um2Sin(n-«)t-a2 +0,5Um2Sin(n+wt)+0:2 (4)

Сигнал (З) с выхода сумматора 8 перемножают в перемножителе 11 на сигнал sinnt генератора опорных напряжений. На выходе перемножителя 11 получают сигнал

u uysinnt -0,5Umisin(n- w)t -ai - -0,5Um1sln(nH-0)) 30+ 0,5Um2Sln(n-0))

Использование: для защиты генераторов электрических станций от разноса при неплотной0посадке стопорных клапанов турбины. Существенным отличием устройства является введение в него блоков формирования сигналов с их внутренними связями, которые из трехфазных напряжений (токов) статора генератора формируют однофазные высокочастотные синусоидальные сигналы, пропорциональные мгновенным значениям симметричных составляющих прямого следования фаз напряжений (токов). В результате исключается влияние на работу устройства несимметрии напряжений и токов генератора и оно реагирует лишь на мощность основного потока, кроме того, исключается необходимость точного подбора коэффициентов суммирования при настройке уставки, т.к. в блоках формирования сравниваемых величин используется лишь по одному сумматору. И, наконец, переход к однофазным выпрямителям исключает погрешность за счет несимметричной коммутации вентилей. 2 ил. Ё

+ Uniosin(ft)t -foo);(1)2,

2 тс,

Uc UmlSin( 0) t + «1 + + Um2Sin(to t + «2 - -тр)+

+ UmoSin( +Oo),

где Umi, Um2, Umo амплитудные значения составляющих;

a, CQ, Oo - начальные фазы;

ш- угловая частота сети.

Масштабирующий сумматор 7 из напряжений иа, иь, и ис формирует сигнал

2 1 1 UX Ua- Ub- ис

Umisin(wt +«1)4

+ Um2Sin(fOt +02).

(2)

что нетрудно показать, подставляя в (2) выражение (1).

Масштабирующий сумматор 8 из напряжений иь и ис формирует сигнал

0,5Um2Sln(n+ CO ) t + «2

(5)

35

Сигналы (4) и (5) вычитают в сумматоре 12 так, что на его выходе создается сигнал

u u -u Umisin(n+ о)) t +

-Um2Sin()(6) Заграждающий фильтр 13 подавляет частоту (п - У) и на его выходе остается сигнал ui lmisin(n+ со)т + ом, пропорциональный симметричной составляющей прямого следования фаз напряжений.

Совершенно аналогично на выходе блока 2 формируется сигнал ii lmisin(n+o))t+ + , пропорциональный симметричной составляющей тока прямого следования.

Полученные сигналы ui и и подаются на входы сумматора 4 первого блока 3 формирования сравниваемых величин. На выходе этого сумматора появляется сигнал rrtuui+miii, который подается на однофазный выпрямитель 5. Среднее значение напряжения на выходе выпрямителя 5 определяется выражением

mu Uri-fmfi lri+m,, mi U, 1 Ь i ,

(7)

где Кь коэффициент выпрямления:

rriu, mi коэффициенты пропорциональности:

- «1 - - угол сдвига фаз между напряжением и током генератора прямого следования фаз;

Аналогично на выходе сумматора 4 второго блока 3 формирования сравниваемых величин появляется сигнал luui+l|ii, который после выпрямителя 5 преобразуется в на- пряжение

VlS lri+lu li Uri Iri cospi.

где lu, li - коэффициенты пропорциональности.

Напряжения Ui и Ua подаются на входы д. блока сравнения 6, сигнал на выходе которого появляется при равенстве средних значений входных сигналов. Это обеспечивается при равенстве подкоренных выражений в формулах (7) и (8):„

р -и летг 2+

+™ - $ ГПц rrii - lull

т.е. при равенстве величины обратной мощности генератора прямого следования фаз (прямого потока) и мощности его элект- рических потерь.

Таким образом, устройство реагирует лишь на мощность генератора прямого потока, которая определяет его разгон при неплотной посадке стопорных клапанов турбины.

5

10

15

д. „

5

30

35

40

Формула изобретения Устройство для защиты турбогенератора от двигательного режима, содержащее входные клеммы для подключения к измерительным трансформаторам напряжений и токов статора турбогенератора, два блока формирования сравниваемых величин, каждый из которых выполнен на последовательно соединенных сумматоре и выпрямителе, выходы обоих выпрямителей подключены к входам блока сравнения, выход которого служит выходом устройства, отличающее с я тем, что, с целью повышения точ- ности-8 работе, введен блок формирования сигналов напряжений, входы которого соединены с клеммами для подключения к измерительнымтрансформаторамнапряжений, и блок формирования сигналов токов, входы которого соединены с клеммами для подключения к измерительным трансформаторам токов, а их выводы подключены на входы сумматоров блоков формирования сравниваемых величин, причем указанные блоки формирования сигналов содержат первый и второй масштабирующие сумматоры, входы которых служат входами блоков фэрмирдвания сигналов, выход первого масштабирующего сумматора присоединен к входу первого перемножителя, на второй вход которого подключен первый выход генератора опорных сигналов, а выход второго масштабирующего сумматора присоединен к входу второго перемножйтеля, на второй вход которого подключен второй выход генератора опорных сигналов, выходы перемножителей под- ключены на входы промежуточного сумматора, выход которого соединен с входом заграждающего фильтра, а выход фильтра служит выходом указанных блоков формирования сигналов.