Устройство для защиты статора электрической машины от замыканий на землю

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик рп 970546Опубликовано 301082. Бюллетень Йо 40 Рз)ЮК 621,316.925 (088. 8) Дата опубликования описания 3010.82 А. М. Карпов, Т. М. Нэмени, В " Н. Русинов,А. М. Иарашкин и С. С. Йосщовс(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗИЯИТЫ СТАТОРА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАМИНЫ . - ОТ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ Изобретение относится к релейнойзащите и может быть использовано длязащиты генератора от замыкачий наземлю обмоток статора.Одним из перспективных видов защиты обмотки статора от замыканий наземлю, особенно однофазных, являетсязащита с использованием наложенныхтоков, позволяющая надежно обеспечить100 защиту обмотки.Известна схема защиты, содержащаятрехфазный трансформатор напряжения,первичная обмотка которого подключена к выводам обмотки статора, а между землей и нулевой точкой первичнойобмотки трансформатора напряжениявключен источник постоянного напряжения 1 1,Основные недостатки указанной схемы обусловлены требованиями техники безопасности, Именно при наличии в системе напряжения генераторного блока ряда измерительных трансформаторов напряжения (ТН), необходимо, например, нейтрали всех их, кроме одногозаземлить через конденсаторы, чтобы не допустить прохождения постоян.ного тока, при этом по условиям техники безопасности цепи защитных устройств должны быть шунтированыразрядниками и т.п. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для зашиты с наложением переменного напряжения с частотой, отличной от рабочей, и вспомогательным источником переменного тока.В этом устройстве наложение производится подачей напряжения через вторичную обмотку трехфазного трансформатора напряжения достаточной мощности, соединенного в разомкнутый треугольник, имеющего первичную обмотку, соединенную в звезду с глухо заземленной нейтралью. Наложение переменного тока частотой 20,Гц (т.е. подача его в первичную обмотку ТН) выполняется от вспомогательного источника переменного тока этой частоты. Для уменьшения влияния емкости фаз системы генераторного напряжения по отношению к земле, иунтирующих переход" ное активное сопротивление в месте пробоя, измерительный орган устройства выполняется по схемЕ двух выпрямленных напряжений, причем в условиях нормальной работы сравниваемые постоянные напряжения уравноветываются. В цепях подачи напряжения от ис 970546"ЭЯи "Э "и ЗО ЯЪО аОЕ " -(2)Яи где ТЕ ЯЭ С,С другой стороны напряжение нарезисторе 6 компенсационной цепиравноЯЬ"ф где Т = ЯЬ Со , Напряжение в точках а и б будетЯЬьо ЯКЗ при условии ЯЪ Сф ЯЬ Со 4) На выходе трансформатора 5 и входе усилителя получаем напряжение, амплитуда которого обратйо пропорциональна сопротивлению изоляции,Как видно из выражения (4),ЙЭ СщЙЬт,е, если, например, ЙЗ = Я то точника питания на ТН и на входе од", ного из выпрямителей установлены фильтры, настроенные на частоту 20 Гц, и выходное реле 23.Недостатком данного устройства .является его малая чувствительность, 5 что обусловлено сравнением рабочего , и компенсационного сигналов после их выпрямления, сопровождающегося ипотерей фазы".Цель изобретения - повышение чув О ствительности устройства.Поставленная цель достигается тем, что устройство для защиты стато ра электрической машины от замыканий на землю, содержащее трансформатор напряжения, к первичной обмотке ко" торого подключен вспомогательный исгочник напряжения, а один вывод вторичной соединен с землей, измерительный трансформатор, реагирующий орган и резисторы, снабжено конденсатором, Функциональным блоком и усилителем, включенным между вторичной обмоткой измерительного трансформатора и функциональным блоком, к выходу которо" го подсоединен реагирующий орган, при этом другой вывод вторичной обмотки трансформатора напряжения под" ключен через резистор к нейтрали статора и через последовательно соединенные второй резистор и конденсатор к земле, а первичная обмотка измерительного трансформатора включена между нейтралью статора и точкой соединения конденсатора с резисто" ром, причем вспомогательный источник 35 напряжения выполнен в виде генерато". ра импульсов, а Функциональный блок реализует обратно пропорциональную зависимость выходного сигнала от входного. 40 На чертеже приведена принципиальная схема устройства,Устройство содержит трансформатор1 напряжения,. к первичной обмотке 4которого подключен генератор 2 импульсов, а втОричная через резистор3 включена между землей и нейтральюстатора 4 защищаемой электрической.машины, измерительный трансформатор5 через резистор б подключен к резис"тору 3, к выходу трансформатора 5подключены последовательно соединенные усилитель 7, функциональный блок8 и реагирующий орган 9, напримеризмерительный прибор, конденсатор 10включен между точкой соединения первичной обмотки трансформатора 5 с,резистором б и землей, На чертежетакже изображено сопротивление изоляции 11 и емкости 12 обмоток статора,Функциональный блок 8 реализуетобратно пропорциональную зависимостьвыходного сигнала от входного. Этотблок может быть либо цифровым, либо аналоговым в зависимости от дальнеМшей обработки выходного сигнала,Устройство, в котором используется принцип сравнения мгновенных значений апериодических токов, работаетследующим образом,Генератор 2 импульсов посылаетпрямоугольные импульсы напряжениячерез. трансформатор 1 в его первич ную обмотку, При этом если пренебречьвлиянием первичной обмотки трансформатора 5, напряжение на резисторе 3в рабочей цепи выразится величиной,рассчитанной по формуле где 0 - напряжение в прямоугольномимпульсе на вторичной обмотке трансформатора 1;Я - сопротивление, изоляции;и- длительность импульса;Т -. период следования импульсов,Период следования импульсов можно записать следующим выражением где С - емкость изоляции обмотки статора на землю При условии к Ъ с Яполучим из выражения (1)970546 Формула изобретения Заказ 8413/69 9 Подписное и С =что облегчает выполнениеСо 10 фи уменьшает.:габариты конденсатора 10. Длительность импульсаможет быть намного меньше периода следования импульсов Т. Правда, при этом уменьшается величина выходного сигнала, но это и компенсировано использованием усилителя на выходе схемы. Зато малая длительность импульса позволяет выполнить всю схему на маломощнык устройствах, что уменьшает ее габариты и увеличивает надежность и чувствительность. Это является ощутимым преимуществом предлагаемой схемы по сравнению с известными, в которых по низковольтным цепям все время 1 должны протекать синусоидальные то- ки в десятки ампер. Щоме того, подключение к схеме функционального блока дает возможность не только измерять сопротивление изоляции обмотки статора, но и получать информацию о ее состоянии. Информация от предлагаемой схемы. может быть использована в подсистеме диагностики АСУ 1 эС, напримерс выводом на табло дисплея дежурного инженера электростанции. Устройство для защиты статора электрической машины от замыканий на землю, содержащее трансформатор напряжейия, к первичной обмотке которого подключен вспомогательный источник напряжения, а один выводвторичной соединен с землей, измерительный трансформатор, реагирующийорган и резисторы, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности, оно снабжено конденсатором, функциональнымблоком и усилителем, включенным между вторичной обмоткой измерительноготрансформатора и функциональным блоо ком, к выходу которого подсоединен,реагирующий орган, при этом другойвывод вторичной обмотки трансформатора напряжения подключен через резистор к нейтрали статора и через 15 последовательно соединенные второйрезистор и конденсатор и земле,а первичная обмотка измерительноготрансформатора включена между нейтралью статора и точкой соединения 2 О конденсатора с резистором, причемвспомогательный источник напряжения . выполнен в виде генератора импульсов,а функциональный блок реализует об"ратно пропорциональную зависимость 25,выходного сигнала от входного. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе ф1, Федосеев А. М. Релейная защиЗОта электрических систем. М., "Энергиян., 1976, с. 388.2. Кпцййег Е. Р., М 1 вез К. Ибыаг-с 1 дег Ягапйег-егйзсЫцззс 1 цсх ЮОг11 осЬзраппцпдзвазсЬ 1 пеп-.- "Ыещепз. Ее 1 йзсг 1 Еф, 1972, Р 2, Б. 909-911