Устройство для защиты генератора от асинхронного режима Советский патент 1982 года по МПК H02H7/06 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах релейной защиты и автоматики электрических станций, в частности для защиты синхронных гене раторов от асинхронного режима, вызванного как потерей возбуждения, так и из-за переходных процессов в энep госистеме. Известны устройства для выявления и прекращения асинхронного хода синхронных генераторов, основанные на выявлении величины скольжения по значению производных угла ГИ. Недостатками известных устройств являются их низкая надежность и сложность исполнения. Наиболее близким по технической : сущности к изобретению является уст ройство содержащее блок формирования прямоугольных импульсов из напряжения генератора и блок формирования . синхроимпульс, пя напряжения системы на выход которых подключен блок выявления и фиксации на четверть периода скольжения угла сДвига между напряжениями генератора и системы свыше 180°, имеющий два выхода для различных знаков угла сдвига, и блок контроля максимального скольжения, подключенный на выходы блока выявления через логический элемент ИЛИГ2. Недостатком такого устройства является чувствительность к глубоким посадкам напряжения и его низкая надежность. В известном устройстве на вход блока выявления и фиксации на четверть периода скольжения угла сдвига между напряжениями генератора и системы свыше 180 поступают прямоугольные импульсы, сформированные блоком формирования прямоугольных импульсов из напряжения генератора, и импульсы сформированные блоком формирования синхроимпульсов из напряжения системы. Так как величина прямоугольных импульсов зависит от величины напряжения, из которого они сформированы, то при глубоких по садках напряжения генератора устройство может не сработать, что приведе к повреждению генератора. Кроме того поскольку нет строго опреде/1енной величины опасного скольжения для синхронных генераторов, особенно гидрогенераторов, возможно зависание генератора в асинхронном режиме со. скольжением ниже заданной установки, но опасном для генератора. Поэтому i известное устройство не обеспечивает требуемой надежности защиты генератора от асинхронного режима. Цель изобретения - повышение надежности работы, устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок формирования импульсов из напряжения генератора, блок формирования импульсов из напряжения сис темы, на выходы которых подключен блок выявления и фиксации угла сдвига фаз между напряжениями генератора и системы на угол 180°, дополнительн введён блок выявления и фиксации угл сдвига фазы между напряжением генератора и системы на угол , вход которого соединен с каждым из блоков формирования импульсов, а выход - с блоком контроля. Кроме того блоки формирования импульсов выполнены в виде пик-трансформаторов, вторичные обмотки которых соединены с входами обоих блоков выявления и фиксации, а блок конг(оля представляет собой счетчик про ворртов, выполненный на тиристорах , цепи управления которых подключены к шинкам управления, одна из которых подключена к первому блоку выявления другая к выходу второго блока выявления, а в анодные цепи первого и последнего тиристоров включены катуш ки исполнительных реле. Надежная защита генератора с помощью устройства достигается за счет выявления и фиксации периода вращения векторов ЭДС генератора и напряжения системы относительно друг друга при углах 180 и 360 в моменты прохождения амплитуды векторов напряжений через ноль, что обеспечивает работоспособность устройства в широком диапазоне изменения напряжения, от 0,05Ин до 2 Ин, последнее может иметь место при асинхронном режиме генератора. Кроме того, наличие счетчика поворотов позволяет выполнить воздействие для ресинхронизации генератора после первого же проворота на 180° и отключить генератор от -сети при неуспешной ресинхронизации, после заданного числа несинхронных поворо- тов, независимо от величины скольжения. На чертеже представлена функциональная схема устройства с раскрытием принципиальной схемы функциональных блоков. Устройство содержит блок 1 формирования импульсдэ из напряжения системы, блок 2 формирования импульсов из ЭДС генаратора (в качестве ЭДС генератора используется напряжение регуляторного генератора), к которым подключены блоки 3. и 4 выявления и фиксации угла сдвига фазы между ЭДС генератора и напряжением системы на угол 180° и ЗбО° соединенные с блоком контроля 5. Блоки 1 и 2 представляют из себя пик-трансформаторы. Первичная обмотка пик-тоансйюоматора блока 1 подключена к напряжению системы, пик-трансформатора блока 2 - к ЭДС генератора. Каждый из блоков 3 и представляет из себя транзисторный ключ с фазовым управлением, цепи базы и коллектора транзисторе служат входами блоков 3 и . Цепи базы подключены к вторичной обмотке : пик-трансформатора блока 1, цепи коллекторов - к двум вторичным обмоткам пик-трансформатор а блока 2. Блок 5 контроля представляет из : себя тиристорный счетчик импульсов, нечетные и четные тиристоры которого подключены к разным шинкам управле- ния, в таком исполнении счетмик фиксирует последовательное чередование импульсов на двух шинках управления. Шинки управления служат входами блока 5 и соединены с выходом блоков и 3. Количество тиристоров в счетчике поворотов определяется числом контролируемых проворотов, каждый проворот фиксируется срабатыванием двух тиристоров счетчика. В анодные цепи первого и последнего Тиристора включены катушки исполнительных реле. Устройство работает следующим образом. Первичные обмотки пик-трансформаторов 1 и 2 подключены соответственно к напряжению системы и ЭДС грнератора,.в качестве ЭДС используется напряжение регуляторного генератора, жестко связанного с ЭДС по фазе. Нап ряжение в форме импульсов с вторичной обмотки пик-трансформатора блока 1 подается в цепи базы транзисторов блоков 3 и 4, с вторичных обмоток пик-трансформатора блока 2 - в коллекторные цепи. Полярность подключения обмоток пик-трансформаторов выполнена таким образом, что при расхождении векторов контролируемого напряжения на угол 180° открывается транзистор блока 3, на угол ЗбО -. транзистор блокад. При этом импульсы тока поочередно подаются на две шинки управления счетчика проворотов и вы зывают последовательное открытие дву тиристоров, В анодные цепи тиристоров, фиксирующего первый проворот на угол 180° и заданное защитой число допус тимых проворотов, включены исполнительные реле 6 и 7. Реле 6, ерабатывающее при первом провороте на 180°, воздействует на разгрузку генератора по активной мощности с целью обеспечения условий его ресинхронизации. При неуспешной ресин хронизации срабатывает реле, фиксиру ющее допустимое число проворотов, и .действует на отключение генератора от сети. .Применение устройства для защиты генератора от асинхронного режима позволяет повысить надежность защиты генератора от асинхронного режима за счет выполнения воздействий, целью обеспечения условий ресинхрон зации генератора, после первого же проворота на 180° и ограничения аси хронного режима количеством несинхронных проворотов, независимо от -тяжести асинхронного режима и велич ны скольжения, за счет того, что асинхронные провороты- фиксируются в моменты прохождения амплитуды век;торов контролируемых напря)кений через ноль, что обеспечивает работоспособность устройства при глубоко снижении напряжения, последнее, как правило, имеет место при асинхронном режиме генератора, удешевить ус рсйство за счет простоты конструкци и меньшего числа элементов. Наряду защитой генератора от асинхронного режима устройство может быть исполь-i зовано для выявления несинхронного режима отдельных секций распределительных шин станций, с выполнением при этом необходимых воздействий на устройства автоматики для обеспечения устойчивости работы отделившегося от энергосистемы участка. Формула изобретения 1.Устройство для защиты генератора от асинхронного режима, содержащее блок формирования импульсов из напряжения генератора,,блок формирования импульсов из напряжения системы, на выход которых подключен блок выявления и фиксации угла сдвига фазы между напряжениями генератора и системы, выход которого подклю-; чен к блоку контроля, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства путем выявления и фиксации циклов несинхронных проворотов векторов контролируемых напряжений относительно один другого в моменты прохожденияамплитуды векторов через ноль, блок выявления и фиксации угла сдвига фазы выполнен с фиксацией расхождения векторов контролируемых напряк ений на угол 180O, дополнительно включен второй блок выявления и фиксации угла сдвига фазы между векторами контролируемых напряжений йа угол ЗбО°, входы которого соединены с каждым из блоков формирования импульсов, а выход - с блоками контроля. 2.Устройство по п,1 о т л и м аю щ е е с я тем, что блок контроля выполнен в виде счетчика проворотов на тиристорах, число которых со-ответствует числу проворотов, цепи управления которых подключены к шинкам управления, одна из которых подключена к выходу первого блока выявления , другие - к выходу второго блока выявления, а в анодные цепи первого и последнего тиристоров включены катушки исполнительных реле. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № i 67«32, кл. Н 02 Н 3/2, 197. 2.Авторское свидетельство СССР № 637906, кл. Н 02 Н 3/24, 1976.