Устройство защиты генератора от потери возбуждения

(51) 4 Н 02 Н 7 06 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 113 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Ленинградский политехнический институт им. М.И. Калинина (72) В.П. Артюшин, С.Б. Ворохобин, Г.М.Павлов и А,И. Таджибаев (53) 621.316.925(088.8)(56) Авторское свидетельство СССР У 553708, кл. Н 02 Н 7/06, 1977.Авторское свидетельство СССР У 442546, кл. Н 02 Н 7/06, 1974.Ванин В.К., Павлов Г.М., Пастухов Н.С., Соловьев Н.С. Разработка и исследование некоторых типов реле сопротивления. Известия вузов. Электромеханика, 1977, В 9.Авторское свидетельство СССР В 1277290, кл. Н 02 Н 7/06, 1985.(54) УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ГЕНЕРАТОРА ОТПОТЕРИ ВОЗБУЖДЕНИЯ(57) Изобретение относится к релейной защите и противоаварийной автоматике энергосистем. Цель изобретения - повышение селективности. Засчет введения в устройство двоичногосчетчика, триггера, дешифратора,элементов И и НЕ стало возможно оценивать время нахождения конца векторасопротивления между дополнительнойи основной характеристиками срабатывания. При внешнем несимметричном коротком замыкании в случае попаданияконца вектора сопротивления внутрьхарактеристик срабатывания это времяочень мало, поскольку сопротивлениепри коротком замыкании изменяетсяочень быстро. Такой характерный признак изменения сопротивления при коротком замыкании позволяет надежноселектировать этот режим от другихнормальных и аварийных режимов работы, генератора. 2 ил.Изобретение относится к релейнойзащите и автоматике энергосистем,аименно к устройствам для выявленияпотери возбуждения,5Цель изобретения - повышение селективности устройства,На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 - характеристики срабатывания. 1 ОУстройство содержит первичные преобразователи тока 1 и напряжения 2подключенные через полосовые фильтры3 и 4 к блоку 5 формирования сравниваемых величин, содержащему фаэоповоротный блок 6 и сумматор 7, соединенные соответственно с детекторнымипреобразователями 8 и 9, соединеннымис усилителем-формирователем 10; дополнительный 11 и основной 12 блоки 2 Осравнения, соединенные с первым 13и вторым 14 триггерами; первый 15,второй 16, третий 17 элементы И,двоичный счетчик 18, выходами подключенный к элементу И 16; генератор 2519 импульсов стабильной частоты; дополнительный двоичный счетчик 20,К-вход которого соединен с К-выходомдополнительного триггера 21, вход которого подключен к выходу дополни Отельного дешифратора 23; дополнительный элемент И 23, через дополнительный элемент НЕ 24 и элемент И 15 соединенный с исполнительным блоком 25.На фиг. 2 приведены основная 2635и дополнительная 27 характеристикисрабатывания; векторы 28 сопротивления на выводах генератора в установившемся режиме однофаэного короткого замыкания на стороне высшег. напряжения блока, годограф 29 сопротивления при потере возбуждения; годограф 30 сопротивления при внешнемнесимметричном коротком замыкании.Устройство работает следующим об 45разом.В нормальных или аварийных режимах работы генератора, когда конец вектора сопротивления находится вне характеристик срабатывания, на выходах установки в "0" двоичных счетчиков 18 и 20, на входах установки в "0"(К-входах) триггеров 13, 14 и 21 и входе инвертора 24 поддерживается положительный потенциал, поступающий с выхода дополнительного блока 11 сравнения, находящегося в несработанном состоянии. Основной блок 12 сравнения также находится в несработанном состоянии, чему соответствует наличие на его выходе нулевого потенциала.При потере возбуждения сопротивление на выводах генератора изменяется таким образом, что годограф 29 сопротивления перемещается в четвертый квадрант к характеристикам 26 и 27 срабатывания. При пересечении годографом дополнительной характеристики 27 срабатывания срабатывает дополнительный блок 11 сравнения, чему соответствует появление нулевого потенциала на его выходе, а также на К-входах триггеров 13, 14 и 21, что не изменяет их состояния, и на входах установки в "0" двоичных счетчиков 18 и 20 и на входе элемента НЕ 24.При появлении нулевого потенциала на входе элемента НГ 24 на его выходе появляется сигнал логической единицы, который поступает на третий вход дополнительного элемента И 23. Поскольку первый триггер 13 находится в состоянии логического нуля, то на его инверсном выходе присутствует сигнал логической единицы, который поступает на второй вход дополнительного элемента И 23. Таким образом, при срабатывании дополнительного блока 11 сравнения на счетный вход дополнительного счетчика 20 через дополнительный элемент И ЪЗ начинают поступать импульсы от генератора 19 импульсов.Дополнительный счетчик 20 работает до тех пор, пока годограф 29 сопротивления не пересечет основной характеристики 26 срабатывания. При этом срабатывает основной блок 12 сравнения,первый триггер 13 переходит в состояние логической единицы и на его инверсном выходе появляется нулевой потенциал, который поступает на второй вход дополнительного элемента И 23 и вызывает появление на его выходе нулевого потенциала. На выходе дешифратора 22 появляется сигнал логической единицы при выполнении условия где Св, - установка времени на срабатывание; К, - число импульсов генератора 19, прошедших на счетный вход дочолнительного счетчика 20; Г - частота импульсов.Сигнал логической единицы, поступив на вход установки в "1" Б-вход)третьего триггера 21, переводит егов состояние логической единицы, следствием чего является появление положительного потенциала на третьем входе первого элемента И 15. Сигнал логической единицы на прямом выходепервого триггера 13, появившийсявследствие срабатывания основногоблока 12 сравнения, поступает на второй вход третьего элемента И 17, навыход которого начинают проходитьимпульсы генератора 19 импульсов,поступающие на счетный вход двоичногосчетчика 18. На входе второго элемента И 16 появляется сигнал логической единицы при выполнении условия гвт ф 20 где Т - установка времени на срабатывание; К - число импульсов генератора 19, прошедших на счетный вход двоичного счетчика 18, 25Сигнал логической единицы, поступив на Б-вход второго триггера 14, перебрасывает его в состояние логической единицы, следствием чего является появление положительного потенциала на втором входе первого элемента И 15. На вход исполнительного блока 25 сигнал срабатывания поступает в том случае, если и на первом входе первого элемента И 15 присутствует положительный потенциал, что соответствует сработанному состоянию основного блока 12 сравнения, т.е. конец вектора сопротивления на выводах генератора находится внутри основной характеристики 26 срабатывания.При выходе конца вектора сопротивления из основной характеристики 26 срабатывания до выполнения условия К /Госновной блок 12 сравнения возвращается в исходное состояние, состояние первого триггера 13 при этом не изменяется и на счетный вход счетчика 18 продолжают поступать импульсы от генератора 19, Таким обра 50 зом, возможно выполнение условия КЯ,д в тот момент, когда конец вектора сопротивления находится вне пределов основной характеристики 26 срабатывания. Второй триггер 14 пе" реходит при этом в состояние логической единицы,. которая присутствует на втором входе первого элемента И 15. При вторичном вхождении концавектора сопротивления (годограф 29)в основную характеристику 26 срабатывания срабатывает основной блок 12сравнения, появляется сигнал логической единицы на первом входе первогологического элемента И 15 и на входисполнительного блока 25 поступаетсигнал срабатывания.Если условие К/Гъ в выполняется в момент времени, когда конец вектора сопротивления находится вне пределов основной характеристики срабатывания, .но в дальнейшем покидает идополнительную, срабатывание устройства не происходит, поскольку при выходе конца вектора сопротивления издополнительной характеристики срабабывания дополнительный блок 11 сравнения возвращается в исходное состояние, обнуляет счетчики 18 и 20 и устанавливает в состояние логическогонуля триггеры 13, 14 и 21. Это позволяет надежно селектировать, например, такой режим, как асинхронныйход с возбуждением,В случае внешнего несимметричногокороткого замыкания конец векторасопротивления может оказаться внутриосновной 26 характеристики срабатывания (например, один из векторов 28),Годограф сопротивления при этом может иметь вид кривой 30. Отстройкаот такого режима осуществляется наоснове того, что сопротивление впроцессе короткого замыкания изменяется очень быстро, практически скачком. При пересечении концом векторасопротивления (кривая 30) дополнительной характеристики срабатываниясрабатывает дополнительный блок 11сравнения и включается в работу дополнительный двоичный счетчик 20,Он останавливается при пересечениигодографом основной характеристикисрабатывания.Если время, в течение которого конец вектора сопротивления находил ся между дополнительной и основной характеристиками срабатывания, больше или равно Гв на выходе дешифратора 22 появляется положительный импульс, который переводит в состояние логической единицы дополнительный триггер 21, и на третьем входе первого элемента И 15 появляется положительный потенциал, что является разрешающим фактором для дальнейшей работы схемы.Если время, в течение которого конец вектора сопротивления находится между дополнительной и основной характеристиками срабатывания, меньше Т , например в случае внешнего короткого замыкания, положительный импульс на выходе дешифратора 22 не появляется, дополнительный триггер 21 остается в нулевом состоянии и на третьем входе первого логического элемента И 15 присутствует нулевой потенциал, что исключает прохождение сигнала срабатывания на исполнительный блок 25 даже в случае выполнения условия К/ГТ перехода В сос тояние логической единицы второго триггера 14 н сработанного состояния основного блока 12 сравнения - нахождения конца вектора сопротивления ,внутри основной характеристики срабатывания (годограф 30),Формула изобретенияУстройство защиты генератора от потери возбуждения, содержащее блок формирования сравниваемых величин, состоящий из сумматора и фазоповоротного блока, выход которого соединен с одним из входов сумматора, другой вход которого через первый полосовой фильтр соединен с выходом первичного преобразователя напряжения, имеющего выводы для подключения к выводам обмотки статора генератора, вход фазоповоротного блока через второй поло- совой фильтр соединен с выходо первичного преобразователя тока, имеющего выводы для подключения к выводам обмотки статора генератора, два детекторных преобразователя, управляемые входы которых подключены к выходам соответственно фазоповоротного блока и сумматора, усилитель- формирователь, вход которого подклю 10 15 ходу дешифратора, входами подсоединенного к выходам дополнительногодвоичного счетчика. 20 25 30 35 40 45 чен к выходу сумматора, а выход - к управляющим входам детекторных преобразователей, выходы которых подключены к входам основного и дополнительного блоков сравнения, выход дополнительного блока сравнения подсоединен к входам установки в "О" первого и второго триггера и двоичногосчетчика, выход основного блока сравкения подсоединен к входу установкив "1" первого триггера, первому входу первого элемента И, вторым входомподсоединенного к выходу второго триггера, а выходом - к исполнительному блоку, второй элемент И, входами подсоединенный к выходам двоичного счетчика, а выходом - к входу установки в "1" второг= триггера, третий элемент И, одним входом соединенный с выходом генератора импульсов стабильной частоты, вторым - с прямым выходом первого триггера, а выходом - сосчетным входом двоичного счетчика,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения селективности, в него введены дополнительные двоичный счетчик, триггер, дешифратор, логическиеэлементы И и НЕ, причем дополнительный элемент И своим первым входомподсоединен к выходу генератора импульсов стабильной частоты, вторым входом - к инверсному выходу первоготриггера, третьим входом через элемент НЕ - к выходу дополнительногоблока сравнения, а выходом - к счетному входу дополнительного двоичногосчетчика, дополнительный триггер выходом подсоединен к третьему входу первого элемента И, входом установкив "О" - к выходу дополнительного блока сравнения и к входу установки в