Устройство для защиты синхронного генератора от потери возбуждения
ОПИСА
ИЗОБРЕТ
Союз Соавтскнк
Соцкалистическнк республик
093
К АВТОРСКОМУ СВИДЕ (6l) Дополнительное к авт. (22} Заявлено 14.0976 (21) 240 с присоединением заявки М
7/06
Государственный комигет
СССР
IIo делам изобретений н открнгий (23) ПриоритетОпубликовано 250279 Б
1 ° 316 ° .8) Дата опубликования опи
Ф,Л.Коган, К.A.Áàðàêèí, В.Г.Сутягин, Г.И.Воронин и М.М.Фридман (72) Авторы изобретения
Сибирское отделение Всесоюзного государственного треста по организации и рационализации районных электростанций и сетей ОРГРЗС (71) Заявитель (54 ) УСТРОИСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ СИНХРОННОГО
ГЕНЕРАТОРА OT ПОТЕРИ ВОЗБУЖДЕНИЯ
Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для защиты синхронного генератора.
Известны аналогичные устройства защиты от потери возбуждения посредством реле, включенного через преобразователи в цепь возбуждения генератора и срабатывающие при значениях тока (напряжения) возбуждения ниже (0 уставки реле, которая выполняется независимой (1)или автоматически изменяется с помощью дополнительных преобразователей в зависимости от активной мощности генератора (21. 15
Недостатком этих устройств является воэможность их ложного срабатывания при синхронных качаниях в энергосистеме, когда ток в обмотке воз- щ буждения .(ОВ) генератора периодически уменьшается иэ-эа наведения тока со стороны статора в противофазе с вынужденным током от возбуждения, а также при отключении коротких замы- 25 каний во внешней сети и при воздействии автоматического регулятора возбуждения на развозбуждение из-за увеличения напряжения в сети, на которую работает генератор.
Прототипом описываемого устройства является 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 трехобмоточное герконовое реле, обмотка управления которого подключена к упомянутому измерительному шунту, а одна из обмоток подмагничивания включена последовательно со стабилитроном (3).
Обмотка основного подмагничивания герконового реле служит для создания таких ампер-витков АХ„о = АХ,р, что при отсутствии ампер-витков других обмоток контакт реле разомкнут,,и оно находится на грани срабатывания, работая как нуль-индикатор. Управляющая обмотка создает ампер-витки AW„, пропорциональные величине тока I< в OB генератора. Реле срабатывает, замыкая контакт, при прохождении тока 1< генератора через нуль (АХ = О) и при отсутствии дополнительного потока подмагничивания (AW» = О), Вследствие
649093
ЭЛого обеспечивается надежная защита при потере. генератором возбуждения и при его переходе в асинхронный режим, когда I оказывается равным нулю длительно или периодически, или же носит знакопеременнйй характер. Обмотка дополнительного подмагничивания, создающая ампер-витки AW, служит для предотвращения воэможности ложного действия реле при уменьшении тока
I до нуля вследствие воздействия автоматического регулятора нозбужде- ® ния на разнозбуждение из-эа повышения напряжения статора генератора выше номинального.,Порог возникновения AW „ выбирается на уровне номинального напряжения статора с помощью стабилитрона. При потере генератором возбуждения и при переходе в асинхронный режим он потребляет на намагничивание реактивную мощность из сети, вследствие чего напряжение 0 на зажимах статора оказывается ниже номинального и AW» не возникают, т.е, обеспечивается срабатывание защиты при уменьшении I до нуля, При увеличении напряжения статора выше номи- 25 нального возникают ампер-витки АИ„ такой величины, что возможность срабатывания защиты исключается.
Одним из недостатков этого устройства является необходимость в 30 специальном выпрямителе и параметрическом стабилизаторе напряжения с широким диапазоном стабилизации, что усложняет устройство, а также необходимость изменения порога возникно- З5 вения дополнительного потока подмагничивания AW„ в случае изменения уставки автоматического регулятора возбуждения, т.е. в случае изменения поддерживаемого напряжения статора генератора с длительным отклонением от номинального. Беэ изменения порога возникновения АХд возможна неселективная работа устройства при воздействии автоматического регулятора возбуждения на раэвозбуждение, так как это воздействие начинается при увеличении напряжения выше устанки регулятора и, если она задана сущеат. венно ниже номинального напряжения, а порог АИ„А выбран пО номинальному напряжению, реле не блокируется.
Целью предложенного изобретения является упрощение устройства и повышение его селективности, .
Это достигается тем, что в устрой- 55 стве для защиты синхроннога генератора от потеря возбуждения, содержащем измери .-.льный шунт..в цепи обмотки возбуждения генератора, измерительный трансформатор напряжения в цепи ста-. 60 тора генератора, автоматический регуля тор возбуждения генератора и исполнительное герконовое реле, обмотка управления которого подключена к упомянутому измерительному шунту, одна из обмоток подмагничинания, включенная последовательно со стабилитроном, подключена к выпрямителю блока изменения устанки. Другая обмотка подмагничивания упомянутого исполнительного реле включена и цепь оперативного постоянного тока защищаемого генератора.
На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства, которая содержит измерительный трансформатор 1 напряжения, автоматический регулятор
2 возбуждения генератора, который содержит блок 3 изменения уставки, выпрямитель 4 блока 3 изменения уставки, измерительный орган 5 и усилитель б. Автоматический регулятор 2 подключен к измерительному трансформатору 1 напряжения и воздействует на возбудитель генератора 7, изменяя ток возбуждения. Устройство содержит также исполнительное герконовое реле 8, упранляющая обмотка которого включена на шунт 9 в цепи. обмотки возбуждения 10 генератора, а обмотка подмагничивания включена через балластное сопротивление 11 в цепь оперативного постоянного тока защищаемого генератора. Эта обмотка,создает основной поток подмагничивания. Дополнительная обмотка подмагничивания, подключена к. выходу блока 4 через стабилитрон 12, определяющий порог, при котором нозникает дополнительный поток подмагничивания AW
ПД
Защита срабатынает при замыкании контакта реле.
Условие срабатывания устройстна не отличается от прототипа ч р 4l>+ „ + A „ä. (1)
Однако, в отличие от прототипа, в предложенном устройстве исключено питание обеих обмоток подмагничивания от трансформатора напряжения генератора. Вместо этого обмотка основного подмагничивания подключена к оперативной цепи постоянного тока защищаемого генератора, а обмотка дополнительного подмагничинания подключена к выходу выпрямителя 4 блока 3 изменения уставки. В установившихся режимах напряжения за блоком 3 изменения уставки и выпрямителем 4 изменяется в пределах, определяемых статиэмом регулирования, который выбирается при настройке автомйгического регулятора возбуждения на уронне,не превышающем.>2%,т.е ° в установившихся режимах величина этого напряжения остается практически неизменной. В динамических режимах, при отсутствии воздействий на блок 3 изменения уставки, напряжение (Ц ) эа ним и его ныпрямителем повторяет изменение напряжения статора генератора. Таксй характер изменения напряжения за указанными элементами используется в предложенном устройстве для его самоблокиронки в режимах повышения напряжения ста649093 тора генератора,. не связанных изменением уставки, например, при качаниях в энергосистеме или отключении нагруженных линий электропередач (ЛЭП), когда действует на раэвозбуждение автоматический регулятор воз буждения. Этот принцип самоблокиров- 8 ки датчика от ложных срабатываний является основным отличием от прототипа. Порог возникнования AW выбирается равным постоянному напряжению эа выпрямителем 4 блока 3 изменения ус- ® тавки, При потере турбогенератором возбуждения и при переходе в асинхронный режим напряжение статора < снижается, соответственно снижается напряжение на выходе выпрямителя 4, у поэтому АИ„ не возникают, и устройство срабатывает cpm Ig = 0 (AW
Ъ
= О, AWcp > AWno i При увеличении напряжения генератора в процессе качаний в энергосистеме или по любым причинам возникают AW„ выбранные такой величины, что возможность срабатывания реле исключается, На фиг. 2 приведена характеристика. работы устройства в координатах
Ig, Ор . На. участке 10-11 обеспечивается постоянство уставки реле 8 эа счет постоянных ампер-витков основного подмагничивания АХ„О. Точка
11, соответствующая номинальному напряжению генератора, является порогом открытия стабилитрона 12, поэтому при большем напряжении статора генератора возникают АИ д и характеристика реле резко уходит вниз, Этим предотвращается воэможность его лож- 35 ной работы из-за снижения тока 1 до нуля вследствие действия автоматического регулятора на развоэбуждение.
При работе генератора без регулятора снижение I g до нуля в режимах, не щ связанных с потерей возбуждения, невозможно и участие обмотки дополнительного подмагничивания.для обеспе.— чения селективности защиты не нужно, поэтому изменение напряжения, поддерживаемого на генераторе при работе беэ регулятора, не влияет на правильность работы устройства. Линия
12 на фиг. 2 характеризует работу реле при.протекании по обмотке возбуждения тока Ig обратной полярности.
Тогда для размыкания контакта реле должно выполняться условие (- АЮ. / ) 2 А 4по, т.е. эта часть характеристики является нерабочей. Эффективность устрой- 55 ства определяется тем, что оно позволяет предотвратить повреждение дорогостоящих. генераторов при их переходе в асинхронный режим, автоматизировав отключение от сети или разгрузку до допустимого уровня.- В последнем случае генератор может быть оставлен в сети, что повышает надежность энергоснабжения потребителей. В отличие от прототипа исключена воэможность неселективного действия устройства и излишних отключений или разгрузок генератора из-за воздействия регулятора на раэвозбуждение при поддержании на генераторе напряжения ниже номинального. Для данного устройства не требуются специальный выпрямитель и стабиЛМэатор напряжения .с широким диапазоном. стабилизации, что упрощает устройство, уменьшает его габариты в три раза и улучшает характеристику работы.
Формула изобретения 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 трехобмоточное герконовое реле, обмотка управления которого подключена к упомянутому измерительному шунту, а одна иэ обмоток подмагничивания включена последовательно со стабилитроном, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения и повышения селективности, одна обмотка подмагничивания упомянутого реле включена в цепь оперативного постоянного тока защищаемого генератора, а другая обмотка подмагничивания через упомянутый последовательно включенный стабилитрон подключена к выпрямителю блока изменения уставки автоматического регулятора возбуждения.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Томаш Я. "Защита при потере возбуждения синхронных машин, 1961 т.11, Р 2.
2. Авторское свидетельство СССР
9 396784, кл Н 02 Н 7/06, 1974, 3. Заявка 9 231097/24-07, кл. Н 02 Н.7/06, 1976, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства.
649093
Риг. 1 г(не) -àо
Are. 2
Составитель Т. Щеголькова
Техред Ю. Ниймет Корректор В,Куприянов
Редактор A Шмелькин
Заказ 572/51
Тираж 856 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная,4
