Устройство для защиты синхронного генератора Советский патент 1980 года по МПК H02H7/06 

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для защиты синхронных генераторов от коротких замыканий в статорных цепях и защиты нагрузок генераторов от повышения напряжения в случае выхода из строя регулятора напряжения.

В известных устройствах защиты синхронных генераторов измерительными органами короткого замыкания являются преимущественно трансформаторы тока. В качестве исполнительных органов устройств защиты применяются специальные коммутационные аппараты, закорачивающие цепь обмотки возбуждения либо до выпрямителя возбуждения, либо после его непосредственно на зажимах обмотки возбуждения. Применение громоздких трансформаторов тока и . специальных коммутационных аппаратов значительно усложняет устройство защиты генератора 2.

Наиболее близким техническим рещением к данному изобретению является устройство для защиты синхронного генератора, содержац ее. измерительные органы напряжения обмотки возбуждения и статорной обмотки генератор-а с выходными элементами в виде

реле, реле времени, подключенное к источнику оперативного постоянного тока и исполнительный орган на тиристоре. Недостатком рассмотренного устройства является то, что оно не обеспечивает защиты генератора

J от коротких замыканий. Кроме того, устройство осложнено применением в качестве исполнительного органа защиты специального тиристора, включенного параллельно обмотке возбуж.аения генератора 5.

Целью изобретения является расщире10 ние функциональных возможностей устройства путем обеспечения защиты генератора от короткнх замыканий в его статорных цепях.

Поставленная цель достигается Тем, что

, в устройстве для защиты синхронного гене- ратора, содержащем измерительные органы напряжения обмотки возбуждения и статорной обмотки генератора с выходными элементами в виде реле, реле времени, подключенное к источнику оперативного постоянного тока, и исполнительный орган на тиристоре, контакт упомянутых выходных реле измерительных органов налряжения

. обмотки возбуждения и статорной обмотки генератора, соединенные параллельно, включены в рассечку между реле времени и источником оперативного постоянного тока, а выход реле времени соединен с управляющим электродом и катодом тиристора исполнительного органа, включенного между выводом обмотки возбуждения и одним из выводов выходной обмотки трансформатора, питающего обмотку возбуждения. Такое соединение обеспечивает не только защиту нагрузок от превышения напряжения генератора, но и защиту генератора от коротких замыканий в цепях его статорных обмоток. Кроме того, при таком соединении их схемы исключается исполнительный, орган защиты, так как его роль выполняет тиристор, являющийся одновременно исполнительным органом релулятора напряженияНа чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства для защиты синхронного генератора. Обмотка 1 возбуждения синхронного генератора 2 соединена через выпрямитель 3 возбуждения и устройство 4 прямого фазового компаундирования со статорными обмотками генератора. К выводу обмотки 1 возбуждеимя и одному из выводов выходной обмотки трансформатора, питающего обмотку воз -буждения, подключен тиристор 5, являющийся исполнительным органом регулятора 6 напряжения и одновременно исполнительным органом защиты. Положительный и отрицательный полюсы выпрямителя 3 возбуждения соединены со входом измерительного органа 7 напряжения обмотки возбуждения генератора. Измерительный орган 7 состоит из делителя напряжения, выполненного на резисторах 8 и 9 измерительной схемы, состоящей из резистора 10, стабилитрона 11, транзистора 12. Последовательно с транзистором 12 включено контактное реле 13, являющееся исполнительным элементом измерительного органа 7. Блок-контакты 14 реле 13 включены в цепь источника 15 оперативного постоянного тока реле 16 времени. Измерительный орган 17 напряжения статорных обмоток генератора состоит из измерительной мостовой схемы, выполненной на резисторах 18, 19 и стабилитроне 20. В диагональ измерительной мостовой схемы включен эмиттер - базовый переход транзистора 21, сигнал с выхода которого поступает на вход транзистора 22, работающего в ключевом режиме. Последовательно с транзистором 22 включено контактное реле 23, являющееся исполнительным элементом измерительного органа 17 напряжения статорных обмоток генератора. Блок-контакты 24 реле 23 включены параллельно контактам 14 реле 13 на входе реле 16 времени. Постоянное напряжение, пропорциональное напряжению генератора, подается на вход измерительного органа 17 через преобразователь 25. Устройство работает следующим образом При двух- или трехфазном коротком замыкании в цепях обмоток статора генератора напряжение возбуждения достигает 3...5 кратного Значения от номинальной величины. Это напряжение поступает на вход измерительного органа 7, сравнивается с напряжением стабилизации стабилитрона 11 и включает транзистор 12. Катушка реле 13 получает питание и его блок-контакт 14 замыкается. К реле 16 времени поступает Напряжение от источника 15 оперативного постоянного тока и с выдержкой времени, определяемой уставкой реле времени, к тиристору 5 подается постоянное управляющее напряжение. Ток возбуждения генераТ2ЕЯ Р ЗКо уменьшается, происходит проц с-развозбуждения генератора. ГГосле развозбуждения транзистор 12 выключается, блок-контакты 14 реле 13 размыкаются, однэко благодаря самоподхвату реле 16 времени на управляющем электроде тиристора 5 сохраняется постоянное напряжение, оно снимается с тиристора только после останова генератора. Уровень напряжения воз.буждения, при котором происходит срабатывание защиты, определяется положением движка резистора. При превышении напряжения генератора выше допустимой величины в случае выхода ИЗ строя регулятора 6 напряжения возрастает также постоянное напряжение на входе мостовой схемы измерительного органа 17. В диагонали мостовой схемы появляется напряжение, включающее тран-. зистор 21. Включается также транзистор 22, катушка реле 23 получает питание и его блок-контакт 24 замыкается. В дальнейшем процесс paзвoзбyждel йF происходит таким же образом, как и при коротком замыкании. Уставка, при которой происходит срабатывание защиты по превышению напряжения, устанавливается резистором 18. Отстройка от ложных срабатываний за щиты при набросах и сбросах нагрузки обес печивается соответствующим выбором ус тавки реле 16 времени. В качестве испол нительных элементов измерительных орга 1ов 7 и 17 вместо контактных реле 13 и 2 йогут быть использованы бесконтактные элементы. В результате использования описанного изобретения расширяются функциональные возможности устройства и исключается необходимость применения для устройств защиты трансформаторов тока и дополнительных тиристоров, благодаря чему снижается стоимость изделия. Формула изобретения Устройство для защиты синхронного генератора, содержащее измерительные органы напряжения обмотки возбуждения и статорной обмйтки генератора с выходными элементами в виде реле, реле, времени, подключенное к источнику оперативного постоянного тока, и исполнительный орган на. тиристоре, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения защиты генератора от коротких замыканий в его статорных цепях, контакты упомянутых выходных реле измерительных органов, соединенные параллельно, включены в рассечку между реле времени и источником оперативного постоянного тока, а выход реле времени соединен с управляющим электродом и катоаом тиристора исполнительного органа, вклюценного между выводом обмотки возбуждения и одним из выводов выходной обмотки трансформатора, питающего обмотку возбуждения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 399955, кл. Н 02 Н 3/08, 1971. 2.Максимов Ю. И., Павлюченков А. Н. Эксплуатация судовых синхронных генераторов. М., «Транспорт, 1966, с. 71-73. 3. Авторское свидетельство СССР № 284121, кл. Н 02 Н 7/06, 1969 (прототгип).