Устройство для защиты генератора от асинхронного хода

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ 80131914 РЕСПУБЛИК и 4 Н 02 Н 70 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЪТИЙ(71) Всесоюзный нау ч но-исследовате пьский, проектно-конструкторский и технологический институт релестроения(56) Курилов В. Ф. Применение реле мощности и реле сопротивления в качестве датчиков асинхронного режима при потере возбуждения. - Электрические станции, 1975,5, с. 64 - 87.Авторское свидетельство СССР1112473, кл. Н 02 Н 7/08, 1984.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАШИТЫ ГЕНЕРАТОРА ОТ АСИНХРОННОГО ХОДА (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной загците генератора от асинхронного хода. Цель изобретения - упрощение, повышение точности устройства и селективности при выявлении знака скольжения генератора при асинхронном ходе. Устройство содержит орган 12 сопротивления с тремя выходами 13 - 15 и комбинированной характеристикой срабатывания. Орган 12 сопротивления снабжен двумя блоками 5 и 6 сравнения. Логический блок 7 с двумя входами через триггеры 9 и О присоединен к элементу И 11. Формирование и одновременное сравнение по фазе трех электрических величин позволяет обеспечивать селективность при появлении как положительноо, и отрицате.пьпого знака скольжения. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.ИзНрстецие относится к электротехнике, в частности к релейной защите и автоматике энергетических систем, и предназначено для использования в устройствах защиты синхронных генераторов.Цель изобретенияупрощение и повышение точности устройства и селективности при выявлении знака скольжения генератора при асинхронном ходе.На фиг.приведена блок-схема устройства; на фцг. 2 - блок формирования импульса срабатывания (БФ) с выявлением положительного или отрицательного знака скольжения генератора при асинхронном ходе; на фиг. 3 - характеристики измерительного органа; на фиг. 4 - структура логического блока.Блок-схема устройства содержит формирователи 14 сравниваемых величин, подключенные к элементам 5 и 6 сравненияТРЕМЯ вХОда, СНЯЗ 1 ННЫМИ С ЛОГИЧСС- ким блоком 7 с двумя выходами и логическим элементом ИЛИ 8, который выходом подключен к входам сброса триггеров 9 и 10, ВЫХОДЬ КотоРЫХ СОСДИЦЕНЫ С ВХОДом ЛОГН- ческого элемента И 11, подключенного к выходу устройства. Элементы 1 - 8 образуют измерительный орган 12 сопротивления (ОС) с тремя выходами 13 - 15 и комбинированной характеристикой срабатывания.Элементы 9 - -11 входят в состав блока 6 формирования импульса срабатывания, элементы НЕ 17 и 18 и элементы И 19 и 20 - состав логического блока 7.Приняты седуюцие обозначения: К(, К 1сигналы, цропорццоцальцыс напряжению и току п.цератора;-- выходной сигнал при потере возбуждения; Ц - . выходной сигнал блока формирования импульса сраба. тына ция, поступающий ца счетчик циклов скол 1 эжеция и О,10, коцтро 5 ско,ь 5 кец 151. Сигналы на выходах измерительного органа сопротивления появляются цри попадацци вектора сопротивления генератора в области, соответственно, 1, 11 и 11 (фиг. 3).Сигналы, пропорциональные напряжению К.) и току К генератора, подводятся к измерительному органу сопротивления с комбинированной характеристикой срабатывания ОС, включающему формирователи 1 - 4 сравниваемых величин, элементы 5 и 6 сравнения с тремя входами, формируюцие, соответственно, две смежные пересекающиеся области срабатывания, ограниченные характеристиками 21 и 22 (фиг. 3), первая из которых подключена к выходам первого, второго и третьего формирователей, вторая - к выходам первого, третьего и четвертого формирователей. логический блок 7 с двумя выходами 13 и 14, формирующий раздельные области срабатывания 1 и 11 (фиг. 3) и логический элемент ИЛИ 8 с выходом 15, формирующий охватывающую область 11 (фиг. 3), цодклю 1 енцый к выходам элементов 5 н 6 сравнения. Сигналы с выходов 13 и 14 органа 12 сопротивления поступают на входы установки триггеров 9 и 10 в блоке 16 формирования импульса срабатывания, выходы которых подключены к входам логического элемента И 11. Сигнал с выхода 15 поступает на входы сброса триггеров 9 и 10,Логический блок 7, формирующий раздельные области срабатывания 1 и 11 (фиг. 3), состоит из двух элементов НЕ 17 и 18 и двух элементов И 19 и 20 (фиг. 4).При потере возбуждения вектор Х попадает в область 1 и на выходе устройства появляется сигнал Ц 1, который с выдержкой времени производит соответствующие отключения.При асинхронном ходе возбужденногогенератора вектор (кривая 23 на фиг. 3) последовательно проходит через раздельные Области 1 и 11. При этом на выходах 13 и 14 в моменты времени, соответствующие точкам А и С появляются импульсы, которые запо минаются триггерами 9 и 10, на выходе элемента И 11 - импульсы, которые также запоминаются триггерами 9 и О. На выходе элемента И 11 импульс срабатывания появляется в момент времени С и заканчивается в момент времени Р, когда на выходе 15 ОС 2 появляется сигнал сброса, Таким образом, при каждом провороте век.тора Х по часовой или против часовой стрелки и прохождении его через области 1 и 11 на выходе формируется импульс срабатывания, поступающий на счетчик импульсов, и блок контроля скольжения. Благодаря включению триггеров исключается влияние многократных импульсов (вибраций) на грани срабатывания схем сравцеция.На фиг. 2 а приведена схема блока 16формирования импульса срабатьвания с выявлением положительного знака скольжения генератора при асинхронном ходе, сопровождающемся вращением вектора Х по часовой стрелке. При этом вектор 2 после 40 довательно проходит через области 11 и 1(фиг. 3), а сигнал на выходе БФ 16 появляется в момент времени, соответствующий точке В и заканчивается в момент времени А.При отрицательном знаке скольжения генератора обеспечивается вращение вектора / против часовой стрелки и последовательное прохождение его через области 1 и 11 (фиг. 3). Так как сигнал с выхода 13 исчезает раньше, чем появляется сигнал с выхода 14,элемент И препятствует прохождению сигнала на триггер 9 и выход БФ 16, а устройство не реагирует на отрицательный знак скольжения.Схема БФ 16 (фиг. 2 б) обеспечиваетвыявление отрицательного знака скольжения, сопровождающегося вращением вектор ра Х против часовой стрелки и последовательным прохождением вектора Х через областии 11 (фиг. 3), и не реагирует на положительный знак скольжения. Принципдействия ее аналогичен описанной выше, а работа входов и триггеров меняется местами,При выполнении БФ 16 в соответствии с фиг. 2 а, или б сигналы 1)ф на выходе устройства могут использоваться также для автоматического регулирования мощности турбины.Предлагаемое устройство по сравнениюс известным выполнено с использованием лишь двух, а не трех элементов сравнения, что упрощает устройство. Каждый из элементов сравнения формирует области, ограниченные характеристиками 21 и 22 (фиг. 3), а формирование областей 1, 11 и 111 обеспечивается логическим путем. Рассмотрим характеристику 21 на фиг. 3. Она обеспечена путем формирования и одновременного сравнения по фазе трех электрических величин Еь Ег и Ез, формируемых на выходах формирователей 1 - 3, связанных линейным соотношением с векторами 2 - 2, 2 - 2 г, 2 - 2 з, где 2, 2 г, 2 з - особые точки 20 характеристики 21 срабатывания (фиг. 3). При этом уставка по углу срабатывания выбирается примерно равной цч= 135 в отличие от уставки по углу срабатывания схемы сравнения известного устройства, равной 90, а влияние высших гармоник на форму характеристики срабатывания существенно ограничено (подавление третьей гармоники примерно в 1,5 раза лучше, чем у известного устройства. Последнее повышает точность работы устройства при выявлении потери возбуждения и асинхронного хода.Устройство имеет область наибольшего быстродействия, ограниченную треугольником 2, 2 г, 2 ъ в отличие от линии наибольшего быстродействия, совпадающей с мнимой осью у известного устройства. Последнее повышает точность работы устройства при выявлении асинхронного хода.В отличие от известного предлагаемое устройство имеет аналогичные элементы сравнения с одинаковыми уставками по углу 40 срабатывания, формирующие подобные характеристики срабатывания, проходящие через общие точки 2 и 2 з. При этом динамические характеристики срабатывания при асинхронном ходе мало отличаются от статических, а точность работы устройства 45 при асинхронном ходе повышается. Предлагаемое выполнение БФ 16 (фиг. 2 а или б) обеспечивает выявление положительного или отрицательного знака скольжения генератора при асинхронном ходе, что повышает селективность устройства.Устройство может быть использовано в защите турбогенераторов единой серии от асинхронного хода и потери возбуждения.Использование изобретения обеспечи вает упрощение устройства, повышение точности и селективности защиты, что повышает надежность электроснабжения и уменьшает материальный ущерб при крупных аварияхв энергосистемах. Формула изобретения1. Устройство для защиты генератора от асинхронного хода, содержащее измерительный орган сопротивления с тремя выходами, состоящий из последовательно включенных формирователей сравниваемых величин, двух блоков сравнения, логического блока с двумя входами, блока формирования импульса срабатывания, состоящего из двух триггеров и логического элемента И, подключенного к выходу измерительного органа сопротивления, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повышения точности, блоки сравнения выполнены в виде двух одинаковых элементов сравнения трех величин с тремя входами, первый из которых подключен к выходам первого, второго и третьего формирователей сравниваемых величин, второй - к выходам первого, третьего и четвертого формирователей, а выходы блоков сравнения подключены к входам сброса триггеров через вновь введенный элемент ИЛИ,2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения селективности при выявлении положительного знака скольжения в условиях асинхронного хода, первый выход измерительного органа сопротивления соединен с одним входом логического элемента И, второй вход логического элемента И соединен с выходом второго триггера, а выход логического элемента И соединен с входом установки первого триггера, выход которого является выходом устройства.3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения селектнвности при выявлении отрицательного знака скольжения в условиях асинхронного хода, второй выход измерительного органа сопротивления соединен с одним входом логического элемента И, второй вход логического элемента И соединен с выходом первого триггера, а выход элемента И соединен с входом установки второго триггера, выход которого является выходом устройства.4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что логический блок содержит два элемента НЕ и два двухвходовых элемента И, причем выход первого элемента И является первым выходом измерительного органа сопротивления, первый вход первого элемента И подключен к выходу первого элемента сравнения, а его второй вход - к выходу второго элемента сравнения через второй элемент НЕ, выход второго элемента И является вторым выходом измерительного органа сопротивления, первый вход второго элемента И подключен к выходу второго элемента сравнения, а его второй вход в . к выходу первого элемента сравнения через первый элемент НЕ.