Устройство для защиты установки постоянного тока на многообмоточном синхронном генераторе,работающем через параллельно включенные выпрямительные мосты на общую нагрузку Советский патент 1981 года по МПК H02H7/06 

ное для защиты синхронных электричес ких машин, имеющих постоянную частот вращения вала генератора и содержит датчик тока возбуждения, подключенны к одному из входов сумматора, к другим входам которого подключены датчи ки тока якоря генератора и через фун циональный преобразователь, датчик напряжения якоря генератора. Выход сумматора в свою очередь подключен к исполнительному органу, который при возникновении аварийной ситуации фор мирует рабочий сигнал, направляемый систему регулирования возбуждения ге нератора (СРВ) 2. Недостатком этого устройства яв)ляется нечувствительность к изменени частоты вращения вала, при котором происходит изменение зависимости величины напряжения на выходе генератора от тока возбуждения, так как , где Uq - напряжение якорной обмотки; Се электромашинная постоянная; ф - магнитный поток в рабочем зазоре машины, созданный обмоткой возбуждения; п - число оборотов вала машины Кроме того, недостатком устройства является невозможность осуществлять защиту выпрямителей, так как для рассматриваемого устройства аварийная ситуация, возникающая в них при пробое вентилей, представляет собой внешнее короткое замыкание, на которое устройство не реагирует. Цель изобретения - повышение чувствительности устройства и расширение его функциональных возможностей путем обеспечения защиты кабельных трасс и выпрямительных мостов. Поставленная цель достигаетсятем что устройство для защиты установки постоянного тока на многообмоточном синхронном генераторе, работающем через параллельно включенные выпря мительные мосты на общую нагрузку, содержащее датчик тока возбуждения и функциональный преобразователь, подключенные к сумматору, датчик напряжения якоря и исполнительный орган, связанный с сумматором, допо нительно снабжено датчиком постоянн го тока нагрузки, включенным на вы ходе установки и подключенным к одному .из входов сумматора, а между выходом датчика напряжения якоря генератора и входом функционального реобразователя включено корректирущее звено, имеющее зависимую от частоты тока генератора передаточную ункцию. На чертеже приведена схема предлагаемого устройства. Устройство содержит датчик 1 тока возбуждения,подключенный к входу сумматора 2, к другим входам которого подключены выход датчика 3 постоянного тока нагрузки и через корректируюее звено и функциональный преобразователь 5 выход датчика 6 напряжения якоря генератора. В свою очередь выход сумматора 2 подключен через исполнительный орган 7 к системе регулирования возбуждения (СРВ) и к катушке отключения выключателя В 1. Устройство работает следующим образом. В нормальных эксплуатационных режимах рабочий сигнал защиты, поступающий от датчика 1 тока возбуждения на вход сумматора 2, сравнивается в нем с тормозным сигналом, формируемым из сигналов, поступающих от датчика 3 постоянного тока нагрузки и датчика 6 напряжения якоря генератора. Сигнал датчика 6 напряжения перед поступлением на вход сумматора 2 проходит предварительную обработку. Так как зависимость напряжения на зажимах цепи якоря от величины тока возбуждения носит нелинейный характер, то сигнал датчика б напряжения преобразуется в сигнал тока в соответствии с характеристикой намагничивания стали генератора, что позволяет исключить ложную работу реле при отключении внешней нагрузки установки. Однако в тяговом электроприводе скорость вращения вала генератора не постоянна, и, следовательно, не постоянна частота тока генератора. Если величина тока нагрузки не зависит от частоты и определяется величиной нагрузки, то величина напряжения на зажимах якорной цепи при постоянной величине тока возбуждения определяется при отключенной нагрузке следующим соотношением: . и., где DC - напряжение на зажимах якорной цепи; f - частота тока генератора; ib - величина тока возбуждения; С постоянный коэффициент, характеризующий конструкцию генератора. 58 Таким образом, величина сигнала, поступающего на вход функционального преобразователя 5, при изменении частоты меняется в широких пределах. Для устранения этого влияния производится коррекция сигнала датчика 6 напряжения посредством включения на его выходе корректирующего звена t, имеющего зависимую от частоты тока передаточную функцию

При увеличении частоты тока сигнал, поступающий от датчика 6 напряжения поступает на вход функционального преобразователя 5, а при прнижении частоты тока происходит обратный процесс, что исключает ложную работу защиты и повышает ее чувствительность и быстродействие, так как не требует отстройки от этих режимов.

При возникновении короткого замыкания в зоне действия защиты, охватывающей обмотку возбуждения, обмотки якоря, соединительную кабельную трассу от генератора до выпрямителей и выпрямители, вызванного разрушением изоляции проводников или пробоем вентилей в любом из плеч мостов, обра зуется контур тока, вызывающий резкое увеличение тока возбуждения, не сопровождающееся увеличением напряжения генератора или тока нагрузки, что приводит к нарушению равновесия в суммирующем устройстве и формировании рабочего сигнала защиты поступающего на вход исполнительного органа.

Таким образом, введение корректирующего звена в цепь датчика напряжения позволяет повысить чувствительность и быстродействие устройства защиты, исключить случаи ложной его работы, а введение датчика постоянного тока нагрузки, включенного на выходе установки, дает возможность осуФормула изобретения

Устройство для защиты установки постоянного тока на многообмоточном синхронном генераторе, работающем через параллельно включенные выпрямительные мосты на общую нагрузку,

содержащее датчик тока возбуждения и функциональный преобразователь, подключенные к сумматору, датчик напряжения якоря и исполнительный орган, связанный с сумматором, о т личающееся тем, что,с целью повышения чувствительности и расширения функциональных возможностей путем обеспечения защиты кабельных трасс и выпрямительных мостов, оно

дополнительно снабжено датчиком постоянного тока нагрузки, включенным и подключенный к одному из входов сумматора,а между выходом датчика напряжения якоря генератора и входом функционального преобразователя включено корректирующее звено, имеющее зависимую от частоты тока генератора передаточную функцию.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР N 491182, кл, Н 02 Н 7/Об, 197.

2,Авторское свидетельство СССР № 639076, кл. Н 02 Н 7/06, 1976. 5 ществлять защиту не только генератора, но и кабелъных трасс переменного тока (от генератора до выпрямительных мостов) и постоянного тока (от выпрямителей до распределительного щита), а также выпрямительных мостов от пробоя вентилей, что резко увеличивает функциональные возможности защиты, повышает ее надежность, упрощает реализацию схемы.