Способ защиты синхронной машины от асинхронного режима

СОЮЗ СОВЕтСКИ)СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ 02. Н .7. 06 ИИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ЛИС АВТОРСН где Т ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОЬРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТМ(72).В.С, Костелянец, Г.Я. Беньковс- кая, В,Е. Каштелян и Г,В. Бархатов (71) Ленинградское отделение Всесоюз-. ного ордена Ленина проектно-изыска-. тельского и научно-исследовательского института Гидропроект им. С,Я. Жукаи Всесоюзный Научноисследовательский институт электро- машиностроения(56) 1."Электрические станции", 1981, 9 12, с. 56" 57.2. Там же, 1975, М 5, с. 82-.83. (54)(57) СПОСОБ ЗАЩИТЫ СИНХРОННОЙ МАНИНЫ ОТ АСИНХРОННОГО РЕЖИМА, основанный на измерении напряжения статора и ее внутренней ЭДС, измерении угла между векторами напряжения и внутренней ЭДС, измерении среднего скольжения, ротора при изменении угла между напряжением и внутренней ЭДС от У до ЗЛ/2, сравнении величины этого скольжения с уставкой и при превышении величиной скольжения уставки, а угломмежду напряжением и внутреннейЭДС - значения ЗУ/2 формируют сигнал на,отключение синхронной машиныот энергосистемы, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью предотврацения необоснованного отключения синхронной машины в неопасныхрежимах при потере ев возбуждения,дополнительно измеряют момент первичного двигателя синхронной машины,уставку скольжения изменяют по соотношению.1 - инерционная постоянная ротора; м -.- момент первичного двигате- Тля н относительных ениннцах С- 314 ед/с. и при среднем скольжении ротора, . Я меньшем уставки, дают сигнал на разгрузку первичного двигателя синхрон- ффф ной машины СРИзобретение относится к электротехнике, в частности к способамзащиты синхронной машины от асинхронного режима.Известен способ защиты синхронной машины от асинхронного режима, 5основанный на измерении ее полногосопротивления Г 13.Поскольку в этом способе не фиксируется нарушение устойчивости ивозникновение асинхронного режимащсинхронной машины непосредственнопо факту превышения ее внутреннимуглом предельного значения, для отстройки защиты от режима синхронныхкачаний и повышения надежности еедействия приходится дополнительноразрабатывать многочисленные принципиальные усовершенствования защиты. При этом, однако не удаетсявсегда обеспечить выявление асинхронного режима на первом проворотеротора синхронной машины.Согласно способу защиты синхронной машины от асинхронного режимапрототипу ) измеряют напряжение статора и ее внутреннюю ЭДС, измеряютугол между векторами напряжения ивнутренней ЭДС, измеряют среднеескольжение ротора при изменении угладо 37/2 между этими значениями,сравнивают величину скольжения с 30заданной уставкой и при превышениивеличиной скольжения уставки и угломмежду напряжением и внутренней ЭДСзначения 3 л/2 формируют сигнал наотключение синхронной машины от энер госистемы 23.В этом способе уставку, с которойсравнивают среднее скольжение роторасинхронной машины, задают постоянной,и близкой к критическому скольжению, 40чтобы зафиксировать факт возникновения асинхронных режимов, сопровождающихся значительным увеличением скольжения ротора по сравнению с величинами этого скольжения, характеризующими синхронные качания и другиепереходные процессы синхронной. машины.в энергосистеме, Защиты, выполненные по этому способу, отключают напервом повороте ротора и опасныеасинхронные режимы возбужденной машины и режимы, возникающие в результате потери возбуждения, в которыхдопустимы разгрузка агрегата и пере-,ключение обмотки возбуждения на резервный возбудитель, Кроме того, 55эти защиты не обеспечивают информацию о причине возникновения асинхронного режима.. Цель изобретения - предотвращейие необоснованного отключения синхронной машины в неопасных режимахпри потере ею возбуждения.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу защитысинхронной машины от асинхронного65 режима, по которому измеряют напряжение статора и ее внутреннюю ЭДС, измеряют угол между векторами напряжения и внутренней ЭДС, измеряют ( среднее скольжение ротора при изменении угла от Х( до 37/2, сравнивают величину этого скольжения с уставкой и при превышении величиной скольжения уставки, а углом значения ЗЛ/2 формируют сигнал на отключение синхронной машины от энергосистемы,дополнительно измеряют момент первичного двигателя синхронной машины, уставку скольжения изменяют по соотношениюл Т,1Фф Мтгде Т - инерционная постояннаяротбра;М - момент первичного двигателя в относительных единицах;со, - 314 ед/си при среднем скольжении ротора, меньшем уставки, дают сигнал на разгрузку первичного двигателя синхронной машины.На чертеже показана блок-схема устройства мащиты, реализующего данный способ.Устройство защиты синхронной машины 1 с первичным двигателем 2 и его блоком управления 3 содержит датчики напряжения статора 4 и внутренней ЭДС 5 синхронной машины, блок 6 измерения угла между векторами напряжения и внутренней ЭДС и фиксации значений этого угла, равный у и 371/2, блок 7 измерения среднего скольжения ротора, логический блок 8, дающий команды на отключение выключателя 9 и на разгрузку первичного двигателя синхронной машины и датчик 10 момента первичного двигателя,Способ реализуется следующим образом.Напряжение статора и внутренняя ЭДС синхронной машины 1 измеряются соответственно датчйками 4 и 5 и подаются в блок б измерения угла д" между векторами напряжения и внутренней ЭДС и Фиксации значений этого угла, равных Й и Зл/2, При достижении углом о значения Л в блоке 7 измерения среднего скольжения ротора начинается отсчет времени, заканчивающийся в момент времени достижения углом д" значения ЗУ/2. Полученное таким образом время изменения угла д" в диапазоне Б - ЗУ/2, обратно пропорциональное величине среднего скольжения ротора синхронной машины в укаэанном диапазоне изменения этого угла, сравнивается в блоке 7 с уставкой, Если эту уставку задать равной времени изменения угла д" от Б до ЗЛ/2, определенному в опыте отключения синхронной машины с номи1073839 Составитель Т. ЩегольковаРедактор О. Колесникова Техред О.Неце Корректор Ю, Макаренко Заказ 357/51 Тираж 614 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий . 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 нальной активной мощностью,.то во всех асинхронных режимах синхронноймашины с номичальной активной исходной мощностью, возникших: в результате потери ею возбуждения, время изменения угла д в этом диапа зоне окажется больше уставки вследствие тормОжения ротора асинхрон- нцм моментом. Во всех асинхронных режимах возбужденной машины с номинальной активной исходной мощ ностью время на этом участке изменения угла окажется меньшим уставки вследствие ускоряющего действия синхронного момента после нарушения устойчивости ротора генератора. уставку С можно определить не только опытным путем, но и вычислить .из уравнения движения ротора при равенстве нулю электромагнитного момента по указанному выражению.При вцбранной таким образом уставке блока 7 измерения среднего скольжения ротора защита разграничит асинхронные режимы синхронной машины с номинальной исходной активной мощностью, подав сигнал на отключение выключателя 9 при наличии возбуждения и на разгрузку первичного двигателя командой от его блока управления 3 при потере возбуждения. Логический блок 8 обеспечи- З 0 вает сигналы на отключение выключателя при наличии сигналов от блоков6 .и 7 и на разгрузку турбины при появлении сигнала только от блока 6.Приизменении момента М первич ного двигателя в исходном режиме,т,е, при изменении исходной активной мощности агрегата, уставку блока 7 следует изменять в соответствии с приведенным выражением. Зави-симость уставки блока 7,от моментаМ первичного двигателя формируетсяспомощью сигнала пропорционального этому моменту от датчика 10.При конкретном выполнении устройств вместо измерения, например,тензомегрическим методом моментапервичного двигателя синхронноймашины может оказаться боле удобным измерять пропорциональную этомумоменту величину открытия направляю"щего аппарата или регулирующих клапанов турбины, Вместо сигнала прОпорционального моменту можно такжеиспользовать сигнал от измерительного преобразователя активной мощности, например, типа Е 748, включенного иа выводы синхронной машинц.Таким образом, устройство, выполненное по предложенному способу,предотвращает необоснованное отключение синхронной машины в неопасных режимах при потере ею возбуждения. Использование изобретения повышает надежность работы синхронныхмашин: в энергосистеме, особенно вее аварийных режимахуменьшая вероятность возникновения особо тяжелых аварий. Предотвращение необоснованного отключения мощных синхронных генераторов вследствие. несовершенства защит от асинхронного режима обеспечивает значительный экономический эффект,