Устройство для защиты генератора переменного тока
Владельцы патента RU 2271060:
Государственное образовательное учереждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" (RU)
Использование: в системах электроснабжения переменного тока постоянной и переменной частоты. Технический результат: расширение функциональных возможностей устройства для защиты. Устройство для защиты генератора переменного тока содержит измерительный элемент, исполнительный элемент, два пороговых элемента, стабилизатор напряжения переменного тока и измерительный орган частоты, причем измерительный элемент выполнен в виде дополнительной обмотки, уложенной на статоре в одних пазах с основной обмоткой, при этом число пар полюсов дополнительной обмотки в нечетное число раз больше числа пар полюсов основной обмотки генератора, вход измерительного органа частоты подключен к измерительному элементу через стабилизатор напряжения переменного тока, вход одного порогового элемента подключен к измерительному элементу, вход второго порогового элемента подключен к выходу измерительного органа частоты, выходы обоих пороговых элементов подключены к обмотке исполнительного элемента. 3 ил.
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электроснабжения переменного тока постоянной и переменной частоты.
Известно устройство для защиты генератора переменного тока от понижения частоты, содержащее чувствительный элемент - дроссель, магнитный усилитель с внешней положительной обратной связью и управляющее реле, причем дроссель включен последовательно с управляющей обмоткой магнитного усилителя через выпрямитель на зажимы генератора (Электроснабжение летательных аппаратов / Под ред. Н.Т. Коробана. - М.: Машиностроение, 1975. С.483-484).
Недостатком такого устройства для защиты является то, что не предусматривается защита от повышения частоты, вследствие чего возможно применение устройства для защиты только с системах электроснабжения переменной частоты.
Также известно устройство для защиты генератора переменного тока от повышения и понижения частоты, содержащее измерительный орган частоты, подключенный к исполнительному элементу, в котором на вход измерительного органа частоты подается напряжение подвозбудителя генератора переменного тока (Электроснабжение летательных аппаратов / Под ред. Н.Т. Коробана. - М.: Машиностроение, 1975. С.468).
Однако применение такого устройства для защиты невозможно в одиночных генераторах и электромашинных преобразователях, а возможно только в каскадной системе, состоящей из трех электрических машин: основного генератора, возбудителя и подвозбудителя.
Наиболее близким по технической сущности является устройство для защиты генератора переменного тока от перегрузок и коротких замыканий, содержащее измерительный элемент, подключенный к обмотке исполнительного элемента, измерительный элемент выполнен в виде дополнительной обмотки, уложенной на статоре в одних пазах с основной обмоткой, при этом число пар полюсов дополнительной обмотки в нечетное число раз больше числа пар полюсов основной обмотки генератора (Авторское свидетельство СССР №756536, кл. Н 02 Н 7/08, 1978).
К недостаткам такого устройства для защиты относится то, что не обеспечивается защита генератора переменного тока от изменения частоты.
Задача изобретения - расширение функциональных возможностей устройства для защиты за счет введения дополнительного канала защиты генератора переменного тока.
Поставленная задача достигается тем, что устройство для защиты генератора переменного тока, содержащее измерительный элемент, исполнительный элемент, причем измерительный элемент выполнен в виде дополнительной обмотки, уложенной на статоре в одних пазах с основной обмоткой, при этом число пар полюсов дополнительной обмотки в нечетное число раз больше числа пар полюсов основной обмотки генератора, в отличие от прототипа, устройство снабжено двумя пороговыми элементами, стабилизатором напряжения переменного тока и измерительным органом частоты, причем вход измерительного органа частоты подключен к измерительному элементу через стабилизатор напряжения переменного тока, вход одного порогового элемента подключен к измерительному элементу, вход второго порогового элемента подключен к выходу измерительного органа частоты, выходы обоих пороговых элементов подключены к обмотке исполнительного элемента.
Существо заявляемого изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 приведена функциональная схема устройства для защиты генератора переменного тока. На фиг.2 представлена зависимость ЭДС дополнительной обмотки от тока нагрузки. На фиг.3 представлена выходная характеристика измерительного органа частоты.
Устройство для защиты содержит дополнительную обмотку 1 генератора переменного тока 2, подключенную через пороговый элемент 3 к обмотке 4 исполнительного элемента 5, контакты 6 которого включены в цепь основной обмотки 7 генератора переменного тока 2. Дополнительная обмотка 1 генератора переменного тока 2 через стабилизатор переменного напряжения 8, измерительный орган частоты 9 и пороговый элемент 10 подключена к обмотке 4 исполнительного элемента 5. Дополнительная обмотка 1 размещается на статоре генератора переменного тока 2 в одних пазах с основной обмоткой 7.
Стабилизатор переменного напряжения необходим для исключения срабатывания защиты по частоте при изменении тока нагрузки основной обмотки 7 генератора переменного тока 2. Применение пороговых элементов 3 и 10, например реле, предотвращает срабатывание защиты при одновременном изменении напряжения и частоты генератора переменного тока 2 в допустимых пределах. Без применения пороговых устройств сигналы дополнительной обмотки 1 и с выхода измерительного органа частоты 9 складываются, и может произойти ложное срабатывание системы защиты.
При увеличении тока нагрузки основной обмотки 7 генератора переменного тока 2 увеличивается ЭДС дополнительной обмотки 1. Как только уровень напряжения дополнительной обмотки 1 достигает заданной величины, срабатывает пороговый элемент 3, напряжение подается на обмотку 4 и исполнительный элемент 5 своими контактами 6 отключает основную обмотку 7 генератора переменного тока 2.
Изменение частоты вращения генератора переменного тока 2 вызывает изменение частоты дополнительной обмотки 1, выполненной, например, на утроенное число пар полюсов, выше в три раза по сравнению с изменением частоты основной обмотки 7. Напряжение дополнительной обмотки 1 подается через стабилизатор переменного напряжения 8 на измерительный орган частоты 9, выполненный, например, на резонансных контурах. Если частота дополнительной обмотки 1 выходит за пределы максимального или минимального значений частоты измерительного органа частоты 9, напряжение на выходе измерительного органа частоты достигает напряжения срабатывания порогового элемента 10, напряжение подается на обмотку 4 исполнительного элемента 5, контакты 6 которого отключают основную обмотку 7 генератора переменного тока 2.
Итак, заявляемое изобретение расширяет функциональные возможности устройства для защиты генератора переменного тока за счет введения дополнительного канала защиты генератора переменного тока, и таким образом устройство для защиты обеспечивает защиту генераторов переменного тока от перегрузок и коротких замыканий, повышения и понижения частоты.
Устройство для защиты генератора переменного тока, содержащее измерительный элемент, исполнительный элемент, причем измерительный элемент выполнен в виде дополнительной обмотки, уложенной на статоре в одних пазах с основной обмоткой, при этом число пар полюсов дополнительной обмотки в нечетное число раз больше числа пар полюсов основной обмотки генератора, отличающееся тем, что устройство снабжено двумя пороговыми элементами, стабилизатором напряжения переменного тока и измерительным органом частоты, причем вход измерительного органа частоты подключен к измерительному элементу через стабилизатор напряжения переменного тока, вход одного порогового элемента подключен к измерительному элементу, вход второго порогового элемента подключен к выходу измерительного органа частоты, выходы обоих пороговых элементов подключены к обмотке исполнительного элемента.
