Устройство для автоматического определения потери возбуждения синхронного генератора Советский патент 1981 года по МПК H02H7/06 H02P5/24 

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в устройствах защиты от аварий в энергетических системах. Потеря возбуждения генератором приводит к резкому изменению его режима, а также в большей или меньшей степени режима прилегающей сети. Поэтому потеря возбуждения генератора должна быть выявлена в короткое время либо для раз грузки его до допустимого уровня, либо для отключения от сети. Известно устройство защиты, позволя ющее выявить потерю возбуждения генератора, содержащее шунт в цепи обмотки возбуждения генератора, измерительный трансформатор напряжения в цепи статора генератора li исполнительное реле, выполненное-на герконе с управляющей обмоткой и двумя обмотками подмагничивания СО Известно также устройство для защиты синхронного генератора от потери возбуждения, содержащее измерительный шунт в цепи обмотки возбуждения генератора , измерительный трансформатор напряжения в цепи статора генератора, автоматический регулятор возбуждения генератора и исполнительное герконовое реле, обмотка управления которого подключена к упомянутому измерительному шунту, а одна из обмоток подмагничивания включена последовательно со стабилизатором 2. Недостатками приведенных устройств являются их сложность и нетехнологичность в изготовлении, в связи с чем они не нашли широкое использование. Наиболее близким к изобретению является устройство для автоматического определения потери возбуждения синхронного генератора, получившее наибольшее распространение из-за простоты технического решения и технологичности .в изготовлении З. Устройство содержит фазочувствительный блок, преобразующую ток и напряжение в сигнал, пропорциональный 38 реактивному току генератора, и реле на выходе фазочувствнтельной схемы. В целях повышения надежности выявления режима потери возбуждения применено электромагнитное реле с двумя обмотками, подключенными к выходу фазочувствительной схемы по дифференциальной схеме со средней точкой. Выход фазочувствительной схемы шунтирован диодом. Для исключения вибрации реле последнее дополнительно снабжено короткозамкнутой обмоткой. Устройство позволяет преобразовать первичные величины тока и напряжения генератора во вторичные величины напряжения, подаваемые непосредственно для сравнения к обмоткам выходного ре 1U f и I и-кТ|. Существенным недостатком такой-схем устройства является температурная нест бильность уставки срабатывания,посколь ку токи, протекающие через обмотки выхо ного р.еле, при заданных величинах напряжений на его выводах определяются и сопротивлением этик обмоток. Прииз менении температуры окружающей среды сопротивление обмоток реле изменяется что приводит к изменению уставки срабатывания реле. Кроме того, в известном устройстве для устранения вибрации выходного реле устанавливаются дополнительно коро козамкнутые обмотки, что усложняет конструкцию самого реле. Цель изобретения - устранение вышеуказанных недостатков, повышение помехоустойчивости и упрощение устрой ства. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для автоматического определения потери возбуждения синхронного генератора, содержащем блок сравнения, выполненный на двух трансформаторах, преобразующих ток и напряжение генератора в сигнал пропорци ональный току, при этом вторичная обмотка со средней точкой одного трансформатора подключена к двухполупериод ному выпрямителю, между одним выводом которого и средней точкой включен кон денсатор, другой вывод выпрямителя подключен к выходному реле, а выход блока сравнения шунтирован диодом, и конденсатор, упомянутые трансформаторы выполнены с двумя первичными обмот .1ками, при этом токовые обмотки включе яц последовательно-встречно к цепям тока генератора, а обмотки напряжения 5 включены через резистор.последовательно-согласно к цепям напряжения генератора, а выходная обмотка другого трансформатора выполнена со средней точкой и подключена.к введенному двухполупериодному выпрямителю, один вы вод которого через упомянутый конденсатор подключен; к средней точке, подключенной к одному из входов выходного реле, а другой вывод выпрямителя подключен к другому входу выходного реле. На чертеже приведена принципиальная схема устройства. Устройство содержит два промежуточных трансформатора 1 и 2, резистор 3 в цепи обмоток 4 и 5,подключаемых к напряжению генератора, выходных обмоток 6 и 7 со средней точкой подклю чаемых к выпрямительным блокам, состощим из диодов 8-11 и сглаживающих кон-денсаторов 12 и 13, а также выходное электромагнитное реле 14 и шунтирующий диод 15 на выходе блока сравнения. Токовые обмотки 16 и 17 трансформаторов подключаются последовательновстречно к цепям тока генератора, а обмотки 4 и 5 через резистор 3 включаются последовательно-согласно к цепям напряжения генератора на определенное сочетание фаз: AU Sc В И и, с« ид0. Резистор 3 необходим для преобразования первичного напряжения генератора в пропорциональный ему ток i кО. Геометрическое сложение и вычитание величин VlU и D производится магнитным путем с помощью трансформаторов 1 и 2, в результате чего в выходных обмотках 6 и 7 протекают токи пропорциональные соответственно ЦО + 3 и кО -j. Абсолютные значения сравниваемых величин JKU-ti)j+ -Df получаются с по- мощью двухполупериоднух выпрямителей с средней точкой состоящих соответственно из диодов 8 и 9 сглаживающего , конденсатора 12 и диодов 10 и 11 и сглаживающего конденсатора 13. При работе генератора в режиме с потреблением реактивной мощности ток, протекающий через обмотки 18 электромагниткого реле 14, становится по величине больше, чем ток протекающий по обмоткам 19, и при достижении разбаланса токов уставки срабатывания реле замыкаются контакты 20. Для предотвращения срабатывания реле при нормальных режимах работы генератора на выходе блока сравнения предусматривается шунтирующий диод 15 При этом открытый переход диода уравнивает токи через обмотки 18 и 19 электромагнитного реле и последнее не срабатьшает. Вьшолнение предлагаемого устройства на базе схемы преобразующей первич ные величины тока и напряжения генера тора во вторичные величины токов позволяет практически исключить влияние сопротивления обмоток электромагнитного реле на величину токов, протекающих по его обмоткам, что дает возможность значительно повысить стабильность уставки срабатывания реле при изменениях температуры окружающей среды и повысить его помехоустойчивость. Использование двухполупериоДно схемы выпрямления по сравнению с однополупериодной у -известного устройства, позволяет исключить вибрацию электромагнитного реле без использования короткозамкнутых обмоток, что упрощает конструкцию выходного реле. Формула изобретения Устройство для автоматического определения потери возбуждения сидхронного генератора, содержащее блок срав нения, вьшолненный на двух трансформаторах, преобразующих ток и напряжение генератора в сигнал пропорциональ ный току , при этом вторичная обмотка со средней точкой одного трансформатора подключена к двухполупериодному выпрямителю, между одним выводом которого и средней точкой включен конденсатор, другой вывод выпрямителя подключен к выходному реле, а выход блока сравнения шунтирован диодом, и конденсатор, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повышения помехоустойчивости, упомянутые трансформаторы выпол1нены с двумя первичными обмотками, при этом токовые обмотки включены последовательно-встречно к цепям -тока генератора, а обмотки напряжения включены через резистор последовательно-согласно к цепям напряжения генератора, а выходная обмотка другого трансформатора выполнена со средней точкой и подключена к введенному двухполупериодному выпрямителю, один вывод которого через упомянутый конденсатор подключен к средней точке, подключенной к одному из входов выходного реле, а другой вывод выпрямителя подключен к другому входу выходного реле. Источники информации, принятые во внимание при экспертизь 1.Авторское свидетельство СССР № 553708, кл. Н 02 Н 7/06, 1975. . 2.Авторское свидетельство СССР № 649093, кл. Н 02 Н 7/06, 1977. 3.Авторское свидетельство СССР № 442546, кл. Н 02 Н 7/06, 1972 (прототип).

и

i tfv

9

/2

l

e i

0

17

lOZ 7 V ff

f

/0 i уч

;