Устройство для защиты установки постоянного тока на многообмоточном синхронном генераторе, работающем через параллельно включенные выпрямительные мосты на общую нагрузку

(23) Приоритетно делам изавретеннй и открытий(51) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЦИТЫ УСТАНОВКИ ПОСТОЯННОГОТОКА НА МНОГООБМОТОЧНОМ СИНХРОННОМ ГЕНЕРАТОРЕ,РАБОТАЮЦЕМ ЧЕРЕЗ ПАРАЛЛЕЛЬНО ВКЛЮЧЕННЫЕВЫПРЯМИТЕЛЬНЫЕ МОСТЫ НА ОБЬУ 30 НАГРУЗКУ Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам за. щиты автономных источников постоянного тока, состоящих из многообмоточного генератора переменного тока,5 работающего через параллельно включенные мосты на общую нагрузку, и может быть использовано для предотвращения в тяговом электрогриводе аварийных режимов, вызванных пробоем одного, двух или трех плеч любого из выпрямительных мостов, либо короткими замыканиями в обмотках генератора и соединительной кабельной трассе между генератором и выпрями- тельными мостами, а также на их выходных зажимах.Трудность защиты таких систем заключается в том, что указанная силовая установка работает,как правило, длительно в режимах, связанных с глубоким регулированием напряжения, токоограничением и изменением частоты вращения вала генератора, В большинстве случаев генераторы не имеютвыводов нейтрали и параллельные обмотки генераторов для уменьшенияпульсации тока нагрузки соединяютсяпо схеме/ЬПоэтому для решения поставленнойзадачи оказываются неприемлемыми известные устройства защиты, основанные на контроле величины напряжения13, Здесь не учитывается возможность регулирования напряжения навыходе генератора и изменения частоты вращения его вала, выявлении нарушения симметрии установки, применение которого требует наличия выводов нейтрали и соединения обмотокгенератора по схеме Х Я, сравнениитока возбуждения с током нагрузки,так как в этом случае не учитываютсяпроцессы регулирования напряженияи токоограничения установки,Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство защиты синхроннойэлектрицеской машины, предназначен 389ное для защиты синхронных электрических машин, имеющих постоянную частотувращения вала генератора и содержитдатчик тока возбуждения, подключенныйк одному из входов сумматора, к другим входам которого подключены датчики тока якоря генератора и через Функциональный преобразователь, датчикнапряжения якоря генератора. Выходсумматора в свою очередь подключен кисполнительному органу, который привозникновении аварийной ситуации формирует рабочий сигнал, направляемый всистему регулирования возбуждения генератора (СРВ) 121.Недостатком этого устройства яв)ляется нечувствительность к изменениючастоты вращения вала, при которомпроисходит изменение зависимостивеличины напряжения нэ выходе генератора от тока возбуждения, так какСп Ф,где 0 С 1 - напряжение якорной обмотки;электромашинная постоянная;ф - магнитный поток а рабочемзазоре машины, созданныйобмоткой возбуждения;и - число оборотов вала машины,Кроме того, недостатком устройства является невозможность осуществлять защиту выпрямителей, так какдля рассматриваемого устройства аварийная ситуация, возникающая в нихпри пробое вентилей, представляетсобой внешнее короткое замыкание,на которое устройство не реагирует.Цель изобретения - повышение чувствительности устройства и расширение его функциональных возможностейпутем обеспечения защиты кабельныхтрасс и выпрямительных мостов.Поставленная цель достигаетсятем,цто устройство для защиты установкипостоянного тока на многообмоточномсинхронном генераторе, работающемчерез параллельно включенные выпрямительные мосты на общую нагрузку,содержащее датчик тока возбужденияи функциональный преобразователь,подключенные к сумматору, датчикнапряжения якоря и исполнительныйорган, связанный с сумматором, дополнительно снабжено датчиком постоянного тока нагрузки, включенным на выходе установки и подключенным к одному из входов сумматора, а междувыходом датчика напряжения якорягенератора и входом Функционального 2565преобразователя включено коррекгирующее звено, имеющее зависимую от частоты тока генератора передаточнуюФункцию,На чертеже приведена схема предлагаемого устройства,Устройство содержит датчик 1 токавозбуждения,подключенный к входу сумматора 2, к другим входам которого10 подклюцены выход датчика 3 постоянного тока нагрузки и через корректирующее звено ч и функциональный преобразователь 5 выход датчика 6 напряженияякоря генератора, В свою очередь вы 15 ход сумматора 2 подключен через исполнительный орган 7 к системе регулирования возбуждения (СРВ) и к катушке отключения выключателя В 1,Устройство работает следующим об 20 РазомВ нормальных эксплуатационных режимах рабочий сигнал защиты, поступающий от датчика 1 тока возбуждения навход сумматора 2, сравнивается в немс тормозным сигналом, Формируемымиз сигналов, поступающих от датчика3 постоянного тока нагрузки и датчика 6 напряжения якоря генератора.Сигнал датчика 6 напряжения перед,поступлением на вход сумматора 2 проходит предварительную обработку. Таккак зависимость напряжения на зажимах цепи якоря от величины тока возбуждения носит нелинейный характер,то сигнал датчика 6 напряжения преобразуется а сигнал тока в соответствии с характеристикой намагничивания стали генератора, что позволяетисключить ложную работу реле при отключении внешней нагрузки установки,40Однако в тяговом электроприаоде скорость вращения вала генератора не постоянна, и, следовательно, не постоюянна частота тока генератора. Есливеличина тока нагрузки не зависит отчастоты и определяется величиной нагрузки, то величина напряжения назажимах якорной цепи при постояннойвеличине тока возбуждения определяется при отключенной нагрузке следующимсоотношением:О,:С 11 )где Ог 1 - напряжение на зажимах якорной цепиГ - частота тока генератора;55 1 б - величина тока возбуждения;постоянный коэффициент, характеризующий конструкциюгенератора,892565 формула изобретения Таким образом, величина сигнала, поступающего на вход функционального преобразователя 5, при изменении частоты меняется в широких пределах.Для устранения этого влияния производится коррекция сигнала датчика 6 напряжения посредством включения на его выходе корректирующего звена 4, имеющего зависимую от частоты тока передаточную функцию о При увеличении частоты тока сигнал, поступающий от датчика 6 напряжения поступает на вход Функционального преобразователя 5, а при понижении частоты тока происходит обратный процесс, что исключает ложную работу защиты и повышает ее чувствительность и быстродействие, так как не требует отстройки от этих режимов.При возникновении короткого замыкания в зоне действия защиты, охватывающей обмотку возбуждения, обмотки якоря, соединительную кабельную трас-су от генератора до выпрямителей и выпрямители, вызванного разрушением изоляции проводников или пробоем вентилей в любом из плеч мостов, образуется контур тока, вызывающий резкое увеличение тока возбуждения, не сопровождающееся увеличением напряжения генератора или тока нагрузки, что приводит к нарушению равновесия в суммирующем устройстве и Формирова 35 нии рабочего сигнала защиты поступаю) щего на вход исполнительного органа,Таким образом, введение корректирующего звена в цепь датчика напряжения позволяет повысить чувствитель 40 ность и быстродействие устройства защиты, исключить случаи ложной его работы, а введение датчика постоянного тока нагрузки, включенного на выходе установки, дает возможность осуществлять защиту не только генератора, но и кабельных трасс переменноготока (от генератора до выпрямительныхмостов) и постоянного тока (от выпрямителей до распределительного щита),а также выпрямительных мостов от пробоя вентилей, что резко увеличиваетфункциональные возможности защиты,повышает ее надежность, упрощаетреализацию схемы. Устройство для защиты установки постоянного тока на многообмоточном синхронном генераторе, работающем через параллельно включенные выпрямительные мосты на общую нагрузку, содержащее датчик тока возбуждения и функциональный преобразователь, подключенные к сумматору, датчик напряжения якоря и исполнительный орган, связанный с сумматором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения чувствительности и расширения Функциональных возможностей путем обеспечения защиты кабельных трасс и выпрямительных мостов, оно дополнительно снабжено датчиком постоянного тока нагрузки, включенным и подключенным к одному из входов сумматора,а между выходом датчика напряжения якоря генератора и входом функционального преобразователя включено корректирующее звено, имеющее зависимую от частоты тока генератора передаточную Функцию.1 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР М 491182, кл, Н 02 Н 706, 19742. Авторское свидетельство СССР И 639076, кл. Н 02 Н 7/06, 1976.,1(угрцшева Техред А. Савка едак орректор Е,Рошк аз 11272/78 Вписное илиал ППП "Патент", г,ужгород, ул.Проектная,Тираж 678НИИПИ Государственногопо делам изобретений33035, Москва, Ж, Р омитета ССоткрытийшская наб.