Устройство для поперечной дифференциальной защиты обмотки статора генератора

О П И С А Н И Е 11 ц 445961ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Соеетских Социалистических Республик(51) т 1. К исоединение осударствеиный комите оеета Министров СССР(53) УДК 621.316,9251088.8) п бликовано 05.10.74. ллетень Ло ам изобретений открытий бликования описания 02.06,771) Заявител РОЙСТВО ДЛЯ ПОПЕРЕЧНОЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЗАЩИТЫ ОБМОТКИ СТАТОРА ГЕНЕРАТОРА 4) Изобретение относится к области релейной защиты электрооборудования.Для защиты генераторов от витковых к. з. обмоток статоров, имеющих параллельные ветви, применяется односистемцая поперечная дифференциальная защита, осуществляющая сравнение суммы токов трех фаз двух групп параллельных ветвей (Л), Опыт эксплуатации показывает, что здесь имеет место ряд случаев работы вышеупомянутой защиты от кратковременных двойных замыканий в обмотке возбуждения, Последнее обстоятельство приводит часто к необходимости увеличения времени срабатывания защиты, что крайне нежелательно, так как витковое замыкание по характеру последствий повреждения должно отключаться мгновенно,Целью изобретения является создание устройства защиты, свободного от указанного недостатка, обладающего быстродействием.Симметричная относительно поперечной оси обмотка возбуждения создает в воздушном зазоре волну цамагцичивающей силы, цри холостом ходе, близкую к синусоидальцой и имеющую в своем составе все нечетные гармонические составляющие. Любое царушсццс симметрии: витковое к.з. и двойное замыкание ца земле в обмотке возбуждения влечет за собой появление в зазоре четных гармонических составляющих намагццчивающей силы.Иамагнцчивающая сила обмотки возбукденпя создает в зазоре генератора вращаю щееся синхронное поле, наводящее в фазныхобмотках статора э,д.с., имеющую в своем составе основную и высшие гармонические составляющие, величина которых зависит от гармонических составляющих поля возбуж дения того же порядка.Следовательно, при симметричной обмоткевозбукдеция в составе кривой фазной э.д.с.ц соответственно в кривых фазных токов содержатся основцыс ц все нечетные гармони кп. При двойных замыканиях в обмотке возбуждения в фазных токах статора генератора появляются четные гармонические составляющие, отсутствующие прц всех других режимах работы.В предлагаемом устройстве для поперечной дифференциальной защиты статора с целью повышения быстродействия дополнительно применен фильтр тока четных гармоник, установленный последовательно с фцльт ром Основной частоты мскду вторым Выходом которого и логическим элементомзапрет включеьпым, в свою очередь, между упомянутыми реле тока и выходным органом, присоединен мультцвцбратор.445961 оставитель Л. Кутеева Телред В. Рыоакова лоррект Редактор В. ФельдмЗаказ 1223/3 орин Тпраж 722 одпнепое потрафия, пр. Сапунова,На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства, где- трансформатор тока; 2 - фильтр основной частоты; 3 - токовое реле; 4 - орган времени, (одновибратор); 5 - выходной орган; б - фильтр четных гармоник; 7 - блок запрета.Блок 6 выделяет одну или несколько четных гармонических составляюцих. Блок 7 осуществляет запрет работы защиты при появлении напряжения на выходе блока б. Элемент времени 4 осуществляет ввод в работу запрета на определенное время и вывод его по истечении этого времени.При возникновении кратковременного двойного замыкания в обмотку возбуждения, вследствие появляющейся из-за этого несимметрии электромагнитого поля в воздушном зазоре токи фаз и отдельных ветвей могут быть пе равны друг другу и через трансформатор токапротекает ток, величина которого может быть достаточна для срабатывания защиты (в зависимости от числа замкнувшихся витков обмотки возбуждения). Но на выходе блока б появляется напряжение, пропорциональное сумме четных гармоничес ких составляющих, имеющихся в сигнале, попадающее па вход защиты, которое через блок запрета 7 блокирует работу защиты, Если замыкание длительное, то по истечении определенного времени запрет снимается и защита срабатывает. Последнее необходимо, так как длительное витковое к,з. обмотки возбуждения по своим последствиям тактике опасно для генератора, как и витковое к,з. обмотки статора.При витковом к.з. в обмотке статора на вход защиты попадает сигнал, пропорциональный разности токов всех фаз. При симметричной обмотке возбуждения четных гармоник в кривой тока нет, поэтому блокировка не действует. Гри одновременном возникновении витковых к, з. в обмотках статора и ротора защита будет работать с небольшой, порядка О,1 - 0,2, выдержкой времени. Но такое совгадение .1 а ло вероятно.Данное устройство защиты по сравнениюс существующим будет иметь следующие преимущества: исключается ложная работа при кратковременных двойных замыканиях в об 1 о мотке возбуждения; поперечная дифзащитаможет выполнять функции резервной защиты от витковых замыканий в обмотке возбуждения.Устройство поперечной дифзащиты целесо образно применять на турбогенераторах с двумя параллельными ветвями в обмотке статора.Защиту можно установить на гидрогенераторах с параллельными ветвями в обмотке статора, Но в этом случае будет иметь место 20 тот же недостаток, что и у прототипа - нечувствительность защиты при замыкании небольшого количества витков. Предмет изобретения25Устройство для поперечной дифференциальной защиты обмотки статора генератора, имеющей пар аллельные ветви, содержащее фильтр тока основной частоты, подключенныи 3 О к трансформатору тока, включе.1 ному на сумму токов трех фаз двух групп параллельных ветвей, к выходу которого подключено реле тока и выходной орган, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, 35 дополнительно применен фильтр тока четны.;гармоник, установленный последовательно с фильтром основнок частоты, меукду вторым выходом которого и логическим элементом запрет, включенным, в свою очередь, между 4 О упомянутыми реле тока и выходным органом,присоединен одповиоратор.