Устройство для комплексной защитыгенератора

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОЬРЕТЕпИЯ к втовскамю сви ютельствю о1;799067 (61) Дополнительное к ввт. саид-ву(22) Заявлено 21,06. 78 (21)2631000/24-07 (53)М. Кл З, Н 02 Н 7/085 с присоединением заявки Ио

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (23) ПриоритетОпубликовано 230181. Бюллетень Н9 3 (53) 621. 316. 925 (088. 8) Дата опубликоввнияописания 23 01. 81 (72) Авторы изобретения

В. И. Величенко, В. Н. Бочкарев, В. И. Васинеж и Г. Н.Чмыхалов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЛЕКСНОЙ ЗА((ИТЫ

ГЕНЕРАТОРА

Изобретение относится к релейной защите и может быть применено в автономных и энергетических сйстемах. для защиты синхронных генераторов малой мощности от междуфазных коротких замыканий, симметричного перегруза,перегруза по активной (реактивной) мощности, перехода генератора в двигательный режим, снижения частоты в системе.

Известны отдельные реле и устройства защиты:(комбинированные токовые реле, реле обратного тока, реле активной (peактивней) мощности, реле 15 понижения частоты) как электромеханнческие,так и статические, с применением полупроводниковых приборов и интегральных схем (1) и (2).

Однако полупроводниковые защиты 20 имеют значительные габариты и вес,. достаточно высокое потребление мощности, низкую стабильность характеристик (особенно при температурах выше 40oC) и сравнительно низкую на" -25 дежность. Для осуществления защиты генератора от указанных повреждений. и йенормальных режимов необходимо иметь набор из 4-5 отдельных устройств с дополнительными блоками, которые 30 с в я 3 аны между со бой 3 н ачит ельным количеством соединительных проводов., Все это резко снижает эксплуатационную надежность этих устройств.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для комплексной защиты генератора, содержащее промежуточные трансформаторы тока, подключенные к фазам защищаемого генератора, вторччные обмотки которых подключены к трехфазному выпрямителю, выход которого соединен с блоком защиты от перегрузки и блоком защиты от коротких замыканий с с элементом выдержки времени и испол-, нительный орган (3) .

Однако это устройство не может быть использовано для защиты генера ора от перегруза по мощности, от перехода в двигательный режим, от снижения частоты в системе.

Цель изобретения — повышение надежности °

Поставленная цель достигается тем что устройство для.комплексной защиты генератора, содержащее последовательно соединенные промежуточные трансформаторы тока, подключенные к фазам защищаемого генератора, вторич799067 ные обмотки которых подключены к трехФазному выпрямителю„выход которого связан с блоком защиты от перегрузки и блоком защиты от коротких з амыканий с элементом выдержки времени.и исполнительный орган, дополнительно снабжено блоком обратного тока с элементом выдержки времени на выходе, блоком перегруза по активной мощности с элементом выдержки времени на выходе, блоком контроля часто- g ты с элементом выдержки времени на выходе, промежуточными трансформаторами напряжения, генератором импульсов эталонной частоты и элементом

ИЛИ, при этом два входа блока обратного тока и два входа блока перегруза по активной мощности подключены ко вторичным обмоткам упомянутых трансформаторов тока, а два других входа блоков обратного тока и перегруза по активной мощности и входы бло-2О ка контроля частоты подключены Ко вторичным обмоткам трансформаторов напряжения, выходы всех упомянутых блоков через элемент ИЛИ поцключены к исполнительному- органу, а генератор импульсов эталонной частоты подключен к блоку защиты от перегрузки и всем упомянутым элементам выдержки времени, выполненным из последовательно соединенных делителя час-ЗО тоты, счетчика импульсов и дешифратора. Генератор импульсов эталонной частоты выполнен на основе кварцевого резонатора.

На чертеже показана Функциональ35 ная схема комплексной защиты генерат ора.

Генератор содержит промежуточные трансформаторы 1-3 тока (ПТТ) и напряжения 4 ()ТН), выпрямитель 5, блох б защиты от междуФазных коротких 40 замыканий, блок 7 защиты от перегрузок, блок 8 обратного тока, блок 9 перегруза по активной (реактивной) мощности, блок 10 контроля частоты.

Импульсы стабилизированной частоты с эталонного кварцевого генератора

11 подаются в соответствующие элементы 12 — 15 выдержки времени блоков б,8,9 и 10. Выходы элементов 12-15 времени через элемент ИЛИ 16 подключены к общему исполнительному органу

17.

Блок 7 защиты от перегрузок выполнен из соединенных последовательно пускового органа 18 нелинейного

55 . функционального преобразователя 19, счетчика. 20 и дешифратора 21. Блок б з ащиты от междуфаз ных коротких замыканий выполнен из.соединенных последовательно пускового органа 22 и элемента 12 времени, выполненного ф() из соединенных последовательно делителя 23 частоты, счетчика 24 и дешифратора 25 .

Блок контроля тока защиты содер- жит канал симметричного перегруза с зависимой от тока выдержкой времени и канал короткого замыкания с независимой выдержкой времени.

Трехфазная система токов генератора выпрямляется трехфазным выпрямителем 5, и постоянное напряжение

U 1- н подается на входи пусковых органов блока перегрузки и блока 6 кОроткого замыкания и на вход нелинейного функционального преобразователя 19 напряжение — частота. В этом преобразователе постоянное напряжение преобразуется в последовательность импульсов f 1, частота которых пропорциональна току генератора при помощи управляемого генератора импульсов. Для получения необходимого нелинейного преобразователя частоты сигнала, что определяется требуемой зависимостью t: p =1 (Х я ), в преобразователе 19 используются последовательно соединенные двоичные умножители. На второй вход преобразователя

19 подается эталонная частота f„ñ генератора 11 импульсов. Частота сигнала на выходе равна f = kN где k= „; — g = jf .Д„ О п — число разрядов в счетчиках двоичного умножителя;

m — количество последовательно соединенных двоичных умножителей.

При m = 2 частота на выходе преобразователя 19 пропорциональна квад- . рату входного сигнала. Импульсная последовательность f . поступает на вход счетчика 20 импульсов, заполнение которого контролируется дешифратором 21. При заполнении счетчика (достижении уставки)- дешифратор воздействует на входной орган защиты.

При симметричном перегрузе генератора срабатывает пусковой орган 18 и разрешает заполнение счетчика 20.

Чем выше ток перегруза, тем выше частота f > и тем быстрее происходит з аполн ение счетчика 20 .

При коротком замыкании срабатывает пусковой орган блока 6 и через элемент 12 независимой выдержки времени и элемент ИЛИ 16 воздействует на исполнительный орган 17 защиты. Элемент выдержки времени выполнен при помощи двоично-десятичного счетчика

24, который заполняется импульсами от опорного генератора 11 с частотой

f0 через делитель 23 частоты. Состояние счетчика 24 контролируется дешифратором 25. Емкость счетчика и, следовательно, выдержка времени регулируется с помощью подключения различных выходов дешифратора 25.

Блок обратного тока 8 использует информацию тока фазы С и напряжения генератора. При переходе генератора в двигательный режим на выходе датчика 26 обратного тока появляется сигнал, который Фиксируется no-.

799067 роговым органом 27 и через элемент

13 выдержки времени, элемент ИЛИ 16 производится отключение генератора.

Орган выдержки времени выполнен аналогично элементу выдержки времени блока .

6.

Блок 9 активной мощности использует информацию тока фазы А и напряже" ния U> генератора. При перегрузке по активной мощности на выходе датчика 28 активной мощности блока но- © является сигнал, который Фиксируется соответствующим пороговым органом

29 и через элемент 14 выдержки времени:и элемент ИЛИ 16 производится отключение или разгрузка генератора.

Блок 10 контроля частоты йспользу- ет принцип преобразования измеряемой частоты в код с последующим сравнением его с заданным, определяющим установку срабатывания,. Напряжение

U g8.ïoäàåòcÿ на вход датчика 30 час" Щ тоты, в котором происходит формирование сигнала, сравнения его с заданным, определяемым при помощи опорной частоты fy от опорного генератора ll, выход которого подключен также к одному из входов датчика 30 частоты блока 10.

Снижение частоты в системе регистрируется пусковым органом 31 блока, и происходит разгрузка или отключение генератора через элемент 15 выдержки времени элемент ИЛИ 16 и исполнительный орган 17.

Комплект защиты выполнен на интегральных схемах серии К155 и 1У402 в двух защищенных корпусах, каждый из которых состоит из пластйассовОго цоколя и металлического кожуха.

Эти корпуса соединены между собой через разъем гибкими проводниками.

В одном корпусе размещены все ПТТ и 49

ПТН, блок питания, выходной орган, во втором корпусе расположены измерительные и логические органы, выходные цепи и цепи сигнализации.

Применение данного устройства защиты значительно повысит надежность работы системы электроснабжения.

Формула изобретения

1. Устройство для комплексной защиты генератора, содержащее последовательно соединенные промежуточные трансформаторы тока, подключенные к фазам защищаемого генератора, вторичные обмотки которых подключены к трехфазному выпрямителю, выход которого связан с блоком защиты от перег.рузки и блоком защиты от коротких замыканий с элементом выдержки времени и исполнительный орган, о т л и" ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, оно дополнительно снабжено блоком обратного тока с элементом выдержки времени на выходе, блоком перегруза по активной мощности с элементом выдержки времени на выходе, блоком контроля частоты с элементом выдержки времени на выходе, промежуточными трансформаторами напряжения, генератором импульсов эталонной частоты и элементом

ИЛИ, при этом два входа блока обратного тока и два входа блока перегруза по активной мощности подключены ко вторичным обмоткам упомянутых трансформаторов тока, а два других входа блоков обратного тока и перег руза по активной мощности и входы блока контроля частоты подключены ко вторичным обмоткам трансформаторов напряжения, выходы всех упомянутых блоков через элемент: ИЛИ подключены к исполнительному органу, а генератор импульсов эталонной частоты подклю.— чен к блоку защиты от перегрузки и всем упомянутым элементам выдержки времени, выполненным из последовательно соединенных делителя частоты, счетчика импульсов и дешифратора.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что генератор импульсов эталонной частоты выполнен на основе кварцевого резонатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Яковлев Г.С. Судовые электроэнергетические системы, Л., Судостроение, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

9 517106, Н 02 Н 7/085, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР ,Р 546987, Н 02 Н 7/08, 1972.

799067

Составитель T.Ùåãoëüêoâà

Редактор Н.Лазаренко Техред И. Лсталош КорректоР Г. Решетник

Заказ 10085/79 Тираж 686,Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035,Москва,7(-35,Раушская наб.,д.4/5

Филиал ППП Патент,r.Ужгород,ул.Проектная,4