Электромагнитное реле для защиты роторов генераторов от нагрева и повреждений Советский патент 1938 года по МПК H02H7/06 

Роторы генераторов имеют довольно частую аварийность от повреждений изоляции, обрыва обмотки и перегрева при больших возбуждающих токах (работа при малых cos). Предлагаемое реле, объединяя в себе функции защиты при подобных по-, вреждениях, имеет своею целью разрешить задачу полной защиты роторов (совместно с отдельной защитой ротора от однополюсных повреждений).

Как показано на чертеже, предлагаемое реле состоит из двух электромагнитных систем тока и напряжения, моменты вращения которых уравновешены (будучи направлены в раз-, ные стороны). Токовая система состоит из сериесной катушки 4, втягивающей серповидный сердечник /. Шунтовая катушка 3 также имеет свой серповидный сердечник 2 и создает вращение оси реле в противоположную сторону (по часовой стрелке). Ось подвижной системы реле покоится на подшипниках и имеет подвижной контакт 5, к которому подводится ток посредством арретирующей пружинки 8. Неподвижные контакты 6 и 7 могут устанавливаться в различных положениях вдоль

дуговой щкалы 10. Пружинка 8 арретирует подвижную систему в нейтральное положение между неподвижными контактами. Подвижная система может быть также снабжена демпферным устройством (например, магнитным или катарактным) для устранения вибрации контакта и демпфирования свободных колебаний системы.

Токовая катущка 4 включается на шунт 9 в цепи возбуждения генератора, а шунтовая катушка 3-на напряжение возбуждения. Благодаря диференциальному действию катушек на ось реле и подобному включению моменты токовой и щунтовой систем, будучи уравновешенными при определенном положении подвижной системы, не будут изменять положения последней при изменении напряжения возбуждения: вместе с изменением напряжения будет изменяться в той же мере и ток возбуждения и моменты систем тока и напряжения будут также равны при любых режимах возбуждения. Однако, если, например при неизменном напряжении будет изменяться ток возбуждения, то подвижная система будет устанавливаться в различных положениях равновесия. Таким образом положение подвижной

системы не зависит от изменения режимов возбуждения, а зависит только от величины отношения напряжения и тока возбуждения, т. е. от сопротивления ротора.

При увеличении сопротивления ротора вследствие обрыва или нагрева его обмотки момент шунтовой системы преодолеет действие токовой катушки и подвижная система повернется по часовой стрелке в сторону замыкания сигнального контакта 7. При уменьшении сопротивления обмотки ротора (вследствие виткового замыкания или же двойного заземления) будет преодолевать момент токовой системы, вращающий ось против часовой стрелки- на замыкание контакта выключения б. Подбором шунта 9 и положения контактов на шкале 10 можно предотвратить замыкание контактов в нормальных температурных режимах ротора; в то же время нормальные температурные режимы могут быть нанесены на шкале 10, а положение подвижного контакта 5 будет указывать по шкале степень нагрева ротора. Достаточный угол поворота подвижной системы и длина шкалы обусловливаются серповидной формой сердечников предлагаемого электромагнитного реле-омметра.

Чтобы достигнуть лучшего действия реле при экстра-токах размыкания цепи возбуждения, обе катушки реле следует включать между ротором и автоматом гашения поля.

Кроме катушек постоянного тока каждая из систем реле имеет дополнительную обмотку, включенную в сеть /2 переменного тока. Благодаря размагничивающему действию этих обмоток на серповидные сердечники влияние гистерезиса на точность реле сводится к минимальной величине (до + 3° по шкале).

Серповидные сердечники / и 2 могут перестанавливаться вокруг оси подвижной системы для осуществления регулировки реле; опыт показал, что каждое реле требует калибровки путем индивидуального поворота якорей на оси. Такой калибровки не дает известный логометр Гейгера, имеющий лишь один серповидный сердечник.

Для удлинения шкалы реле между серповидными якорями вводится магнитная перемычка //.

При включении предлагаемого реле в цепь защиты применяют для него блокировки по току и по времени для обеспечения селективности Действия при нестационарных явлениях в цепи возбуждения. Для этого применяют реле времени с выдержкой порядка 2 сек., служащее для блокировки действия предлагаемого реле в тех случаях, когда возможны динамические режимы регулировки возбуждения (быстро-действующими регуляторами напряжения и пр.). Также применяются реле, служащие для блокировки действия предлагаемого реле от токовой защиты (например, максимальные мгновенные блокирующие реле); подобная блокировка желательна в режиме нарушения устойчивости параллельной работы, когда в роторе индуктируется переменный ток, могущий вызвать замыкание контактов предлагаемого реле (т. е. выключение генератора до действия его максимальной защиты).

Предмет изобретения.

1. Электромагнитное реле для защиты роторов генераторов от нагрева и повреждений, отличающееся применением двух электромагнитных катушек-тока 4 и напряжения 3 с серповидными сердечниками 7 и, соответственно 2, укрепленными на общей оси, воздействующих через посредство 1ЭТИХ сердечников на ось с подвижным контактом 5 в противоположные стороны и уравновешенных при отсутствии повреждений с той целью, чтобы при повреждениях, вызывающих уменьшение сопротивления обмотки ротора генератора (например, при замыкании между витками), подвижной контакт 5 под преобладающим действием токовой катушки 4 взаимодействовал с неподвижным выключающим контактом б, а при повреждениях, вызывающих увеличение сопротивления этой обмотки (например, нагрев или обрыв ) подвижной

контакт 5 под преобладающим действием катушки напряжения 3 взаимодействовал с сигнальным контактом 7.

2.В реле по п. 1 применение, с целью дополнительной регулировки, передвижных по шкале контактов б и 7, взаимодействующих с подвижным рычажным контактом 5, установленным на оси реле.

3.В реле по п. 1 применение в катушках размагничивающей обмотки переменного тока с целью уменьшения ошибки при измерении температуры.

4.В реле по п. 1 применение магнитной перемычки 7/ между серповидными сердечниками, с целью расширения шкалы реле (предела измеряемых температур).

5.В реле по п. 1, при включении его в цепь защиты, применение блокировок по току и времени, обеспечивающих селективность действия при нестационарных явлениях в цепи возбуждения.