Устройство для защиты генератора от однофазных замыканий

,ЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКОМУ Бюл. У 2 А.И.Ялинич гидроэлектроста 8)детельство ССС7/06, 1971,тельство СССР7/06, 1972. ДЛЯ ЗАЩИТЫ ГЕНЕЗАИЫКАНИЙ, содер выводах трансфорбмоткой, соединен еугольник, и ения, включенный а, ко вторичным ГОСУДАРСТОЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Авторское свУ 448532, кл. Н 02 Н2. Авторское свидУ 470885, кл. Н 02 Н 54)(57) УСТРОЙСТВОАТОРА ОТ ОДНОФАЗНЫХащее включенный наатор напряжений сой в разомкнутый трансформатор напряжнейтраль генерато обмоткам которых подключены фильтрытретьих гармоник, выходами соединенные через блок отношений с исполнительным органом третьей гармоники,и фильтр первой гармоники, выходомсоединенный с исполнительным органомпервой гармоники, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения избирательности действия защиты между фильтром и исполнительным органом первойгармоники дополнительно включен блокотношений первой и третьей гармоникс рабочим и тормозным контурами, причем его тормозной контур попключенк выхопу фильтра третьей гармоники,подключенного к компенсационной катушке или трансформатору напряжениянейтрали генератора.Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно - к защитным устройствам. генераторов электростанций от замыканий их статорных обмоток на эемпю. 5Известно устройство для защиты генератора от замыканий на землю, со" держащее исполнительный орган, включенный на выход схемы сравнения измеряемых напряжений, подключенной к 10 выводам вторичной обмотки трансформаторов напряжения, включенных в открытый треугольник со стороны выводов генератора, и к выводам вторичной обмотки трансформатора напряжения в 15 нейтрали генератора, причем исполнительные органы включены непосредственно на выход схем сравнения, в которой вторичные обмотки трансформаторов напряжения включены последова тельно-согласно 13.Недостатком известного устройства является то, что его можно использовать только для защиты энергоблока с одним генератором и нельзя использо вать для защиты генераторов работаю-, щих в схемах укрепненных блоков, например два генератора - трансформатор, поскольку разность напряжений третьих гармоник выводов и нейтра лей генераторов укрупненного блока в отдельных нормальных режимах работы может превышать уставку защиты., Последнее объясняется тем, что при работе генераторов укрупненного бло- З 5 ка с неравной активной нагрузкой или в различных режимах работы (один. в генераторном режиме работы, другой - в компенсаторном) между векторами основной ЭДС генераторов образуется угол 9, равный разности внутрен. них углов генераторов (Ч = 6 - 8 ). При этом между векторами ЭДС третьих гармоник, которые жестко связаны с основной ЭДС генератора) образуется 45 угол, равный 3. В зависимости от величины укаэанного угла У изменяют. ся величины и углы векторов напряжений и нейтралей генераторов, причем при увеличении угла Ц снижается ве личина напряжения третьей гармоники выводов генератора и, соответственно. возрастают величины напряжений нейтралей генераторов. Так, по данным замеров, при работе двух генера торов блока, когда один генератор работает в генераторном режиме с полной нагрузкой, а другой.- в компенсациойном режиме, векторы напряженийтретьих гармоник имеют следующиезначения:1 1, ФНапряжение выводов, В цз = 1,5 1Напряжение нейтралипервого генератора, В 1 == 3,0 1"фф.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатук предлагаемому является устройстводля защиты мощных энергоблоков генератор-трансформатор от однофазныхзамыканий, содержащее. включенный навыводах трансформатор напряженияс обмоткой, соединенный в разомкнутый треугольник, и компенсационнуюкатушку нли трансформатор напряжения, включенный в нейтраль генератора, ко вторичным обмоткам которыхподключены фильтры третьих гармоник,выходы которых соединены через блокотношений с исполнительным органомтретьей гармоники, и фильтр первойгармоники, выход которого соединенс исполнительным органом первой гармоники 23Известное устройство позволяетосуществлять защиту генераторов, работающих в схемах укрупненных блоков.Недостатком известного устройства является низкая избирательность действия защиты, так как защита действует на отключение генератора не толькопри однофазных замыканиях, но и можетсработать при снижении изоляции вовнешней сети, например при увлажнении изоляции токопроводов, а такжепри однофазных замыканиях за блочнымтрансформатором, когда не требуетсяФотключение генератора, Причиной низкой избирательности действия защитыявляется то, что величина напряженияпервой гармоники в указанных случаяхможет превыпать напряжение срабатывания исполнительного органа (особеннопри уставках менее 10 В).Целью изобретения является обеспечение избирательности действия защиты.Поставленная цель достигается тем,что в устройстве для защиты генератора от однофазных замыканий, содержащеИ включенный на выводах трансфор-матор напряжения с обмоткой, соединенной в разомкнутый треугольник, итрансформатор напряжения, включенный113498 БАР 0 + К 0 в нейтраль генератора, ко вторичнымобмоткам которых подключены фильтрытретьих гармоник, выходами соединенные через блок отношений с исполнительным органом третьей гармоники, 5и фильтр первой гармоники, выход которого соединен с исполнительным органом первой гармоники, между фильтроми исполнительным органом первой гармоники дополнительно включен блок отношений первой и третьей гармоникс рабочим и тормозным контурами, причем его тормозной контур подключенк выходу фипьтра третьей гармоники,подключенного к компенсационной катушке или трансформатору напряжениянейтрали генератора.На чертеже представлено предлагаемое устройство,Устройство для защиты генератора 20от однофазных замыканий состоит изтрансформатора 1 напряжений, подключаемого к выводам генератора и компенсирующей катушки или трансформатора 2напряжений, включаеиюх в нейтраль 25генератора 3. Вторичные обмотки трансформатора 1 соединены в разомкнутыйтреугольник. Ко вторичным обмоткамтрансформаторов 1 и 2 подключеныфильтры 4 и 5 третьих гармоник, выхо-З 0ды которых через блок 6 отношенийсоединены с исполнительным органом 7третьих гармоник. Ко вторичной обмотке компенсирующей катушки или трансформатора 2 напряжений подключен так ае фильтр 8 первой гармоники, выходкоторого соединен с исполнительныморганом 9 первой гармоники. Междуфильтром 8 первой гармоники и исполнительным органом 9 первой гармоники 40включен блок 10 отношений первой итретьей гармоник, содержащий рабочийконтур 1 1 и тормозной контур 12. Рабочий контур 11 блока 10 отношенийподключен к выходу фипьтра 8 первойгармоники, а тормозной контур 12 соединен с выходом фкпьтра 5 третьейгармоники. подключенного к мопенсационной катушке или трансформатору 2 напряжений.50Устройство работает следующимобразом.При замыкании. на землю в обмоткестатора генератора, снижении изоляции во внешней сети, а такае при од-:55нофазных замыканиях за блочным трансформатором, во вторичных обмоткахтрансформаторов 1 и 2 возникает нап 3 4ряжение нулевой последовательности, которое поступает на фипьтры 4, 5 и 8. Фильтр 8 отбирает из поступающего сигнала только сигнал первой гармоники и подает его на рабочий контур 11 блока 10 отношений. На тормозной контур 12 блока 10 отношений поступает сигнал третьей гармоники, выделяеиюй фильтром 5 из суммарного сигнала, поступающего со вторичной обмотки компенсирукицей обмотки ипи трансформатора 2 напряжений. Блок 10 отношений выпрямляет поступающие на него сигналы и разность выпрямленных напряаений рабочего и тормозного кон" туров подает на исполнительный ор . ган 9 первой гармоники. Поскольку в блоке 10 отношений сигнал третьей гармоники вычитается из сигнала первой гармоники, происходит ослабление (торможение) сигнала первой гармоники по третьей гармонике. Если разность напряжений, поступакщая на исполнительный орган 9, превышает уставку исполнительного органа, последний срабатывает, отключая генератор.В случае однофазного замыкания обмотки статора генератора вблизи нейтралы напряжение тормозного контура 12 по величине близко к нулевому значению. При этом напряжение, подаваемое на исполнительный орган 9 с блока 10 отношений, определяется напряжением рабочего контура 11, Поскольку в этом случае из напряжения рабочего контура ничего не вычитается (нет торможения), исполнительный орган 9 и все устройство работает с максимальной чувствительностью.В случае снижения изоляции во внешней сети или однофаэных замыканий за блочным трансформатором при этом же напряжении рабочегоо контура величина напряжения тормозного контура близка к значению нормального режима работы генератора, а разность этих сигналов, подаваемая с блока 10 отношений, недостаточна для срабатывания исполнительного органа 9. Таким образом, уставка загрубляется и исполнительный орган 9 не срабатывает от факторов внешнего воздействия.Напряжение срабатывания исполнительного органа первой гармоники 9 определяется из вцракенияутяга 098/44 Тираж ВНИИПИ Государственно по делам изобретений 113035, Москва, Ж"35, 620 Подпо комитета СССР и открытий Раушская наб., д сн 4/ филиал ППП "Патент", г.ужго ул.Проектная, 4 Эгде О - напряжение срабатывания,оисполнительного органа приотсутствии торможения (максимальная чувствительностьпри замыкании на землю вбли-зи нейтрали);Кт - коэффициент торможения, устанавливаемый в блоке отношения;Б О - найряжение третьей гармони Оки нейтрали генератора.Аналогично работает блок 6 отношений третьей гармоники и исполнительный орган 1 третьей гармоники.Избирательность действия исполни тельного органа первой гармоники позволяет максимально повысить его чувствительность к замыканиям вблизи генератора, что, в свою очередь, позволяет загрубить исполнительный орган 20 83 бтретьей гармоники, чем снижается вероятность его излишних срабатываний.Использование предлагаемого устройства позволяет обеспечить избирательность действия зашиты генераторов от однофаэных замыканий из статорных обмоток на земпю и исключить ложное срабатывание заШиты от внешних воздействий,Это постигается введением между фильтром и исполнительным органом первой гармоники дополнительного элемента - блока отношений первой и третьей гармоник, а также подключением его тормозного контура к выходу фильтра третьей гармоники, подключенного к компенсационной катушке или трансформатору напряжения нейтрали генератора.