Устройство для защиты от между полюсных замыканий в вентильной системе возбуждения синхронной машины Советский патент 1980 года по МПК H02H7/08 

Изобретение относится к электро,энергетике и может быть использован для защиты цепей возбуждения синхронной машины. Известны устройства, содержащие реле защиты на полупроводниковых приборах 1 . Недостаток таких устройств невозможность их отстройки от переходных процессов, возникакнцих в сис теме возбуждения в режиме ассинхрон ного хода и коротких замыканий в цепи якоря синхронной машины, а так же при внутренних повреждениях в преобразователе вентильного возбудителя. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройстве для защиты вентильных преобразователей от внешних и внутренних повреждений, содержащее датчики тока и напряжения вентильного преобразователя, которые вместе с орга ном, реагирующим на внутренние повреждения вентильного преобразователя, подключены к органу обработки сигналов, выход которого подключен исполнительному органу защиты. Однако данное устройство усложнено, особенно усложнен орган, реагирующий на внутренние повреждения вентильного преобразователя, так как используются датчики тока, устанавливаемые в фазах и в каждом плече преобразователя. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и упрощение защиты от междуполюсных замыканий в вентильной системе возбуждения синхронной машины. Указанная цель достигается тем, что орган обработки сигналов выполнен на полупроводниковом триоде, эмиттер которого подключен к датчику тока, а коллектор через входную цепь исполнительного органа подключен (по схеме делителя напряжения) к резистору нагрузки датчика напряжения, база триода через резистор соединена с общим полюсом выпрямителей датчиков тока и напряжения, а через диод с другим полюсом датчика напряжения, а орган, реагирующий на внутренние повреждения вентильного возбудителя, выполнен из последовательно соединенных диода, резистора и излучателя световых сигналов оптронаf подключенных на выход вентилного возбудителя, а светоприемник оптрона соединен с базой триода и.чрез конденсатор с эмиттером триода, при этом параллельно конденсатору черва резистор подключен вновь введенный источник постоянного напряжения,

На чертеже представлена схема прлагаемого устройства.

Устройство защиты от междупогаоскых эа1 Ш Каний в вентильной системе возбуждения синхронной машины 1 со;держит датчики тока 2 и напряжения ;вспомогательного генератора 4, вы;Прямитель 5 датчика тока и ВЫПЕ Я:-митель б датчика напряжения, оргав ;7 обработки сигналов, содержащий по;проводниковый триод 8, эмиттер кото:рого подключен к датчику 2 тока, :а коллектор через входную цепь ис- полнительного орхана 9 подключен по Iсхеме делителя напряжения к резйстс;РУ 10 нагрузки датчика 3 напряжения I база триода через резистор 11 соеди;кена с общим полюсом выпрямителей 5 ;-и б датчиков тока и напряжения, а :через диод 12 - с другим полюсом выпрямителя датчика напряжения. I Орган 13 реагирует на внутренние повреждения вентильного возбудителя |и содержит цепочку, подключенную на ;вшгод вентильного возбудителя, сос|1гоящую из диода 14 резистЬра 15 и излучатели 16 световых сигналов оптрона, светоприемник 17 которого соединяет базу триода 8 с одной из обкладок конденсатора 18, другая :Обкладка которого подключена к эмит:теру триода 8, а параллельно кондэнсатору 18 через резистор 19 под:ключен источник постоянного напряжения 20.

Параллельно конденсатору 18 вклюна ограничивающая цепь, состоящая и стабилитрона 21 и диода 22, Резистор 23 служит нагрузкой датчика 2 тока. Выход выпрямителя 5 через резистор 24 диод 25 и конденсатор 26 подключен к резистору 11. Параллельно выходу выпрямителя б подключена цепь из диода 27 и конденсатор 28, а также сглаживающий конденса.top 29. Один из полюсов выпрямителя б через резистор 30 и диод 31 соединен со стабилитроном 21.

Выпрямитель 32 входит в состав вентильного возбудителя.

Устройство работает следующим образом,

. Нерабочем режиме напряжение выхода измерительного органа 2 тока меньше напряжения выхода измерительного органа 3 напряжения. К переходу эмиттер-база полупроводникового триода 8 через диоды 12 и 27 приложена в запирающем на.правлении разность напряжения измерительного органа б напряжения.

Транзистор 8 закрыт, исполнительный орган 9 обесточен. Конденсатор 18 заряжен от. источника постоянного напряжения 20 через резистор 19. Напряжение на конденсаторе 26 равно полному напряжению выхода измерительного органа тока и также приложено к базе транзистора 8 через пиод 25 в запирающем направлении

При коротком замыкании в цепи возбуяодения синхронной машины 1 ток вспомогательного генератора 4 резко возрастает, а напряжение снижается д нуля. Напряжение на эмиттере транзистора 8 возрастает со скоростью измерения тока, как и ток вспомогательного генератора, а напряжение на базе, определяемое напряжением на конденсаторе 26, с постоянной времени цепи заряда конденсатора 26. При превышении напряжения эмиттера над напр51жением базы транзистора 8, последний открывается и запускает исполнительный орган 9.

При коротком замыкании плеча преобразователя вентильного возбудителя защита должна быть загрублена на время срабатывания предохранителей, защищающих вентили преобразователя. В этом режиме происходит провал до нуля выпрямленного напряжения вентильного возбудителя и через преобразователь в прямом направлении iipoтекает ток ротора, переводя возбудитель в режим короткого замыкания. При этом на преобразователе падает напряжение, равное прямому падению напряжения в вентилях преобразователя. По цепочке диод 14, резистор 15 включает светоязлучатель 16 оптрона, который своим светоприемником 17 подключает предварительно заряженный от источника постоянного напряжения конденсатор 18 к переходу эмиттер-база транзистора 8 и этим препятствует срабатыванию защиты на время данного аварийного режима. Для ускорения готовности конденсатора к новому циклу работы служит цепочкарезистор 30, диод 31, подзаряжающая конденсатор 18 от измерительного оргна 3 напряжения.

Аналогичным образом защита загрубляется при повреждениях в цепи якоря синхронной машины.

Для исключения неправильной работ защиты в асинхронном режиме синхронной машины служит схема, содержгицая емкость 28, которая через диод 27 заряжается от измерительного органа напряжения возбудителя и разряжается на резистор 11 через диод 12 с постоянной времени, достаточной, чтобы емкость 26 зарядилась до уровня, обеспечивакяцего нормальную разность сравниваемых сигналов по току и напряжению возбудителя.. Таким образом сохраняется нормальный уровень разности сравниваемых сигналов при колебаниях тока и напряжения возбудителя в данном режиме. Применение данного изобретения по воляет, упростить орган обработки сигналов (так как исключается схема выходного нуль-органа) и упростить орган, реагирующий на внутренние повреждения .вентильного возбудителя вследствие применения оптрона, позволяющего исключить гальваническую связь между высокопотенциальными цепями ротора и низковольтными цепями защиты, и схемы, которая обеспе чивает загрубление защиты как по величине, так и по времени с регулируе мыми уставками. Причем уставка по вр мени автоматически уменьшается при возрастании сигналов по току и напряжению возбудителя. Формула изобретения Устройство для защиты от междуполюсных замыканий в вентильной системе возбуждения синхронной машины, со держащее датчики тока и напряжения вентильного возбудителя, ко вторичны обмоткам которых подключены выпрямит ли, выходы которых подключены к орга ну обработки сигналов и орган, реагирующий на внутренние повреждения вентильного возбудителя, и исполнительный орган, отличающее с я тем, что,с целью расширения фун циональных возможностей и упрсйцения защиты, орган обработки сигналов выполнен на полупроводниковом триоде, эмиттер которого подключен к датчику тока, а коллектор через входную цепь исполнительного органа подключен (по схеме делителя напряжения к резистору нагрузки датчика напряжения, база триода через резистор соединена с общим полюсом вьтрямителей датчиков тока я напряжения, а через диод с другим полюсом датчика напряжения, а орган, реагирующий на внутренние повреждения вентильного возбудителя, выполнен из последовательно соединенных диода, резистора и излу«1ателя световых сигналов оптрона, подк.ляоченных иа выход вентильного возбудителя, а светоприемник оптрона соединен с базой триода и через конденсатор с эмиттером триода, при этом параллельно конденсатору через резистор подключен вновь введенный источник постоянного напряжения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 188560, кл. Н 02 d, 1964. 2.Авторское свидетельство СССР №408416, кл. Н 02 Н 3/28, 1970. 3.Глух Е. М. Зеленов В. Е. Защита полупроводниковых преобразователей. М., Энергия, 1970, с. 412.