Изобретение относнтся к релейной защите.
Извеетны уетройства для защиты мощны.х генераторов энергоблоков от однофазных замыканий на землю без зоны нечувствительности, содержащее общие блоки питания и сигнализации и иараллель}10 вк,1;С)чен1;ые но входным пеням блок основной гармоники и блок третьей гармоники, состояи1ий из носледовате.1ьно включен1 ых настроенного фильтра третьей гармоники, изме1Уите:1ы;ого о|;гана, реагирующего органа, элемента иременно задержки и исио:1ннтельного органа..
С целью новышення 11адежности н чувствительности в предлагаемом устройстве зап1нты из.ме})итсльный оргаи, подключенный к .коду фильтра блока третьей rapMoiiiiKH, еодержит три на|)аллельные неночкп. каждая из которых состоит из двух носледо;;ательновстречно включеи1;ых диодов, причем в двух цепочках диоды объединены однои.мен11ыми электродами одной иоляр1;остн, а в третьей-одноименными электродами д|)угой полярности, к указа ным точкам объедннения диодов через / С-цепочки нодсоедииена цепь эмиттер- база перво1о транзистора реагирующего органа, коллектор этого транзистора соединен с пенями баз второго и третьего транзпсторов указанного реагирующего органа, а коллекторная цепь второго тра зпстора подключена к выходному резистору одной из RCнепочек, к коллектору третьего транзистора подключен, элемент времен -;ой задержки на срабатывание с минимальной задержкой па возврат, па выход которого включен исполнительный орган.
На че|)теже приведена приппи1П1альная схема нред.лагаемого уетройства.
Устройство состоит нз двух основных 6.10ков: б.-ioiva осиовиой состав.1ЯЮП1.ей 1 и б.юкл третьей гармоиикп 2.
Б.юк третьей i-aj iMOHHivii представляег собой но,1унроводннко1)0е )елс, реагпруюгцее на Г)онзводную амн.пггуды входного папряжепия Г1() врсл;с:п1, пре;и1аз 1ачеп для ре1нстрации зпл;ь капнй на корпус i; нейтра.1и и нримыкающей к ней MiicTi; обмотки статора генератора.
Он eocToirr из LC-срильтра т|ХПьеи гap :oHiiKH 3. H3Mepirre.ib uii-o 4 н {реагирующего 5 Oi.ranoB, элемен а време 1иой () н н ;1олните.1ьного органа 7.
Измерительны ojiia со;,срж(т TJMI 1араллель 1Ь1с цсночкн с двумя ДЮдам в каждой ( 8----13) н две )C-iie i04KH 14 21.
Реа иру1О Ц п 1 оргаЕ собран а. транз сторах 22. 23 24.
Элемент време 10Й задержкн ссстонт з ре31 стора 25, 26 н емкости 27.
Испол тсльнь Й нредставл};ет собой ia т 1анзисторах 28 и 29 с выходным реле 30.
В схему устройства для входят также блок стабилизированного питания 31 и схема сигнализации места повреждения 32, построенные на известных принципах.
Устройство для защиты работает следующим образом.
При отсутствии замыкания и поданном напряжении питания блок основной составляющей 1 находится в несработанном состоянии, так как нанряжение осиовной составляющей ниже уставки срабатывания.
Нанряжение третьей гармоники, выделенное фильтром 3 блока третьей гармоники, подается на узел, включающий диоды 8--13. На его выходах имеются два равных выпрям;1е11ных ноложнтельиых напряжения. Эти напряжения подаются на двецепочкпИ-17н 8---21. Выходное напряжение на резисторе 20 (в соответствии с выбором параметров 7 С-цепочек) превышает в К, (коэффициент надежностн) раз напряжение на резисторе 17 в установившемся режиме. Благодаря этому, а также наличию резистора смещения 33, первый транзистор 22 реагирующего органа находится в открыто.м состоянии, а транзисторы 23 и 24 - в закрытом. Вследствие этого нервый транзистор 28 триггера блока третьей гармоники находится в открытом состоянии, а транзистор 29 - в закрытом. Реле 30 обесточено.
Нри однофазном замыкании вблизи выводов или в средней части обмотки статора генератора основная составляющая напряжения пулевой последовательности (снимаемого со вторичной соединенной в разомкнутый треугольник обмотки трансформатора напряжения, включенного па выходах генератора) увеличивается до значения, превышающего уставку. Вследствие этого срабатывает выходное реле блока основной составляющей. Загорается сигнал «./С удаленное от нейтрали. При исчезновении замыкания реле блока возвращается в исходное положенне. Сигнал остается до квитирования его кнопкой.
При пробое на корнус обмотки статора в нейтрали или вблизи нее амплитуда третьей гармоники нанряжепия иулевой последовательности увеличивается, причем процесс увеличения сопровождается весьма малой постоянной временн.
В этих условиях также с малой постоянной времени увеличиваются два выпрямленпых напряжения на выходе узла 8-13. Так как постоянная времени второй 7 С-цепочки выбрана много большей, чем постоянная времени первой цепочки 14-17, то иа входе транзистора 22 в переходном режиме появляется напряжение, запирающее этот транзистор. Трапзисторы 23 и 24 переходят в открытое состояние. При этом резистор 34 коллекторной цени транзистора 23 шунтирует выходной резистор 20 второй / С-цепочки, чем пзменяет соотношение выходных нанряжение / С-ценочек таким образом, что в установившемся режиме выходное напряжение первой / С-ценочкн (на резисторе 16) превышает в ./(„ раз выходное напряжение второй цеиочки. Это обусловливает закрытое состояние транзистора 22 в установившемся режиме. При переходе транзистора 24 в открытое состояние через выдержку времени, определяемую элементом временной задержки, опрокидывается триггер на транзисторах 28, 29, и реле 30 срабатывает и удерживается в сработапно.м состоянии. Загорается сигна.ч «/(ji) вблизи нейтрали.
Запирание транзисто)а 23, а следовательно, и срабатывание блока третьей гар.мопики происход1гг в .момент, когда разность выходпых напряжений цепочек блнзка к нулю (ток смеп,е1Н1я через резисто) 33 относительно невелик), т. е. когда выходное ПиН)яжепие первой ./ С-цепочкп в /Си раз превышает выходное напряжение второй цепочки. Други.ми слова.МП, транзистор 22 запирается при определенном отпошеппи выходпых нанряжений / С-цепочек, т. е. независимо от абсолютных значений этих напряжений.
Эти.м обеспечивается пезависи.мость порога срабатывапия защиты от абсолютной величины третьей гармоники, т. е. независимость чувствительности защиты от режима нагрузки генератора,
При исчезновении за.мыкания амплитуда третьей гармоники уменьшается с малой постоянной времени. Это приводит к появлению отпирающего напряжения на входе транзистора 22, а следовательно, к возврату блока третьей гармоники и его реле 30. Сигнал остается до квитирования его кнопкой.
Возврат блока третьей гармоники также осуществляется нри заданном отношении выходных напряжений на ./ С-цепочек, т. е. также независимо от абсолютной величинь т)етьей гармоники.
Нз.менепие иагрузочного режима генератора, включая и режимы изменения возбуждения, связано с изменением магнитного поля машины, вследствие чего ироизводная амнлитуда иаиряжения третьей гармоники по времепп в этом случае ниже порогов срабатывания и возврата блока третьей гармоники (нороги срабатывапия и возврата соответствеппо выбираются из этих условий), а сле/ювателыю, блок третьей гармоники остается в прежнем состоянии - сработанном или несработанном.
При воздействии одиночного и.мпульса напряжения достаточно большой амплитуды ироизводпая положительна на фронте импульса и может быть выше порога срабатываиия. В этих условиях срабатывает реагируюший оргап блока третьей гармоники. Далее производная проходит через нулевое значение (па вершине импульса) и становится отрицательной на епаде импульса. Нри этом реагирующий орган возвращается. Из-за наличия элемента задержки исполнительный орган не реагирует на это срабатывание. Исполнительный орган мог бы сработать,
если бы ширина импульса превысила время задержки. Однако для этого потребовалось бы, чтобы импульс был заполпеи переменной составляющей 150 гц, т. е. чтобы было однофазное замыкание на землю.
При подаче на вход блока пакетов, заполненных составляющими, имеющими отличную от 150 ГЦ частоту, на вход измерительного органа воздействуют периодические затухаюихие колебания, определяемые параметрами фильтра 3 и измерительного органа.
Эти колебания имеют малую постоянную времени и по своему воздействию эквивалентны импульса, ширина которого равна времени воздействия указанных затухающих колебаний, отсчитанного от мо.мента срабатывания до момента возврата реагирующего органа. Время задержки элемента временной задержки выбирается существенно большим, чем максимально воз.можное время воздействия затухающих колебаний, вследствие чего исполнительный орган не срабатывает при подаче толчком на вход защиты напряжения практически любой амплитуды, имеющего отличающуюся от 150 ГЦ частоту.
Аналогичные условия создаются при однофазном коротком замыкании на высокой стороне блока. В этом случае на блок третьей гармоники воздействует появивщееся толчком напряжение 50 гц. В соответствии с описанным выше блок третьей гармоники не срабатывает в этом режиме.
Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает защиту генератора при замыканиях на зем;по в любой точке обмотки статора. При этом оно обладает высокой чувствительностью (и при замыканиях на нейтрали или вблизи ее) при относительно невысокой чувствительности реагирующего органа. Защита отличает за.мыкания на нейтрали или вблизи нее и выдает отдельный сигнал «/Vdi вблизи нейтрали. Кроме того, замыкания в части обмотки от 10 до 40% витков, отсчитанных от нейтрали, также отличаются по срабатыванию обоих блоков с подачей соответствующих сигналов.
Защита надежно отстроена от воздействия различных помех и наводок, а также от нагрузочного режима генератора.
Для данного устройства защиты никакой. информации о напряжении нейтрали генератора не требуется, поэтому нет необходимости в подключении дополнительной высоковольтной аппаратуры в сети генераторного напряжения, что весьма важно при выполнеНИИ защиты турбогенераторов энергоблоков.
Предмет изобретения
Устройство для защиты мощных генераторов э}1ергоблоков от однофазных замыканий на землю без зоны нечувствительности, содержащее общие блоки питания и сигнализации и параллельно включенные по входным цепям блок основной гармоники и блок третьей гармоники, состоящий из последовательно включенных настроенного фильтра третьей гармоники, измерительного органа, реагирующего органа, элемента временной задержки и исполпительного органа, отличающееся
тем, что, с целью повыщения надежности и чувствительности, измерительный орган, подключенный к выходу фильтра блока третьей гармоники, содержит три параллельные цепочки, каждая из которых состоит из двух
последовательно-встречно включенных диодов, причем Б двух цепочках диоды объединены одноименными электродами одной полярности, а в третьей - одноименными электродами другой полярности, к указанным точкам объединения диодов через /- С-цепочки подсоединена цепь эмиттер - база первого транзистора реагирующего органа, коллектор этого транзисто)а соединен с цепями баз второго и третьего транзисторов указанного реагирующего
органа, а коллекторная цепь второго транзистора подключена к выходному резистору одной нз / С-цепочек, к коллектору третьего транзистора подключен элемент временной задержки на срабатывание с минимальной
задержкой на возврат, на выход которого включен нсполннтельный орган.
