Устройство защиты генератора от потери возбуждения

(51 ЕНИ ита бломатор,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НСМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНЮДЬПРИ ГННТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ(56) Авторское свидетельство СССРВ 553708, кл. К 02 Н 7/06, 1977.Автор с ко е свидет ель ство СССРР 442546, кп. Н 02 Н 7/06, 1974,Вавин В.К Лавлов Г,И., Пастухов Н. С., Соловьев Н, С. Разработки исследование некоторых типов речсопротивления. Известие вузов, Злектротехника В 9 1977,Вавин В.Н. Релейная защков турбогенератор - трансфорМ., Зиергонздат, 1982-.256 с.Авторское свидетельство СССР9 1277290, кл. Н 02 Н 7/06, 1968.Авторское свидетельство СССРВ 1372269; но заявке В 4862409/24"07от 25 Феврапя 1987 г. кл. Н 02 Н 7/06(54) УстРойстВО злщити гкнкРАТОРА о"ПОТЕРИ ВОЗБУЖДЕНИЯ(57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейнойзащите и противоаварийной автоматике. Цель изобретения - повыаение селективности и быстродействия путемисключения ложных срабатываний прималых активных нагрузках и временисрабатывания в функции активной нагрузки синхронной мащины. "стройствосодержит преобразователи тока 1 и .напряжения 2 статора генератора,дистанционный измерительньй орган 3дополнителыщй выход которого подключен к К"входам первого 4, второго 5и третьего б триггеров, первого 7 ивторого 8 двоичных счетчиков, первый9, второй 10 и третий 1 1 логическиеэлементы И, генератор 12 стабильной1472996 преобразователь 18, к выходу которого подключен компаратор 19 двоичныхчисел, и исполнительный блок 20 Датчик мощности, получая информацию отоке и напряжении статора генератора, совместно с блоком задания уставки и дифференциальным усилителем формирует сигнал, обратно пропорциональный активной мощности генератора. АнаИзобретение относится к релейнойзащите и автоматкке энергосистем, аименно к устройствам для выявленияпотери возбуждения.Целью изобретения является позыюение селективности и быстродействияустрой ст ва.На Фиг. 1 приведена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2характеристики срабдтывакия,Устройство содержит преобразователь 1 тока и преобразователь 2 на. пряжения статора генератора, дистанционный измерительный орган 3 с основной и дополнительной характерис-тиками срабатывания соответственно сосновным и дополнительиыи выходами,первьй 4, второй Ь и третий 6 триггеры, первый 7 и второй 8 двоичные 2 Осчетчики, первый 9, второй 1 О, третий 11 логические элементы И, генера-.тор 12 импульсов стабильной частоты,логический элемент НЕ 3, девифратор14, датчик 5 мощности, диффереициапьный,усипитель 16, блок 17 заданияуставки, аиалого-цифровой преобразователь 8 коьжаратор 19 двоичныхчисел, исполиительа 4 блок 20.На 4 иг. 2 приведены: основная 2 30и дополнительная 22 характеристикисрабатывания, годограф 23 сопротивления в режиме потери возбуждения прибольаой активной нагрузке генератора, годограф 24 сопротивления в режиме асинхронного хода с возбуждением при малой активной нагрузке, годограФ 25 сопротивления в режиме внешнего и,:.нмметричного короткого замыкания, 46Устройство работает следующим образом,логовый сигнал, преобразованный в двоичный код аналого-цифровым преобразователем, сравнивается на компараторе двоичных чисел с кодом, формируемым на выходе двоичного счетчика, который пропорционален времени нахождения конца вектора сопротивлео ния в области характеристик срабатывания. 2 ил,2В нормальных или аварийных режимах работы генератора, когда конец вектора сопротивления нахоцится вне характеристик срабатывания на К-входах двоичных счетчиков 7 и 8, триггеров 4"б и входе логического элемента НЕ 13 поддерживается положительный потенциал, поступающий с дополнительного выхода блока Э. На основном выходе блока 3 поддерживается нулевой потенци ал.При потере возбуждения сопротивление на выводах генератора изменяется таким образом, что конец вектора сопротивлепия перемещается в четвертый квадрант (кривая 23) к характеристикам срабатывания 21 и 22). При пересечении годографом дополнительной характеристики срабатывания (22) на дополнительном выходе блока 3 появляется нулевой потенциал, .а также на К-входах триггеров 4-6 (что не изменяет их состояния) и К-входах двоичных счетчиков 7 и 8, и на входе логического элемента НЕ 13, При появлении нулевого потенциала на входе логического элемента НЕ 1 Э на его выходе появляется сигнал логической единицы, который поступает на первый вход второго логического элемента И 1 О. Поскольку первый триггер 4 находится в состоянии логического нуля, то на его инверсном выходе присутствует сигнал логической единицыкоторый поступает на второй вход логи-. ческого элемекта И )О, Таким образом, при нулевом потенциале ка дополнительном выходе блока 3 на С-вход двоичного счетчика 8 через элемент И 10 начинают поступать импульсы от генератора 12 импульсов стабильной часто/ в,где й - установка времени на срабатывание; 2 О1 с, - число импульсов гене:атора12, пришедших на С-вход двоичного счетчика 8;Е - частота импульсов,Сигнал логической единицы, поступив на Я-вход третьего триггера 6,переводит его в состояже логическойединицы, следствием чего являетсяпоявление положительного потенциалана третьем входе первого элемента 30И 9. Сигнал логическои единицы напрямом выходе первого триггера 4,появившийся вследствие логической. единицы на основном выходе блока 3,поступает на второй вход третьегоэлемента И 11, на выход которого начинают проходить импульсы генератора12 импульсов стабильной частоты,поступающие на С-вход двоичного счетчика 7, выходы которого соединены со щвходами для первого двоичного числакомпаратора 19 двоичных чисел.На выходе датчика мощности 15 постоянно существует сигнал, пропорциональный активной мощности генератораБ . учитывая, что максимальной активной мощности генератора должна соответствовать минимальная уставкавремени на срабатывание, а минимальной мощности - максимальная уставка,сигнал Бр,подается на инвентирующийвход дифференциального усилителя 16,который выполняет преобразованиеП 4"П 11 ге где Б - положительное напряженйе, формируемое блоком 17 задания уставкн и поступающее на ннвертирующий вход дифференциальногоусилителя 16. Чем меньше 0тембольше Б и наоборот - болипому уров" ты. Двоичный счетчик 8 работает дотех пор, пока годограф сопротивления(23) не пересечет основной характеристики срабатывания (21).При этомна основном выходе блока 3 появляется логическая единица, первьй триггер 4 переходит в состояние логической единипр, и на его инверсномвыходе появляется нулевой потенциал,который поступает на второй входэлемента И 10 и вызывает появлениена его выходе нулевого потенциала,На выходе дешифратора 14 появляетсялогическая единица при выполненииусловия ню выходного сигнала датчика 15 вкности соответствует малый уровень114. Затем сигнал Ц 4 поступает нааналого-цифровой преобразователь 18,где преобразуется в код, с которымна компараторе 19 двоичных чиселсравнивается комбинация нулей и единиц на выходе двоичного счетчика 7. О На выходе компаратора 19 двоичныхчисел появляется логическая единицапри выполнении условия 1 с В;, гдечисло импульсов в двоичном код.,прошериих на С-вх ; двоичного счет- чика, от гене-;.то,оа 12 импчт, .сов;двоична код на выходе аналого"цифрового преобразователя 18, повеличине обратно пропорцнонапьньРактивной нагрузке генератора и пря"мо пропорциональный уставке времени на срабатывание.Сигнал логической единицы на вых. -де компаратора 19 двоичных чисел пе"реводит второй триггер 5 в состояниелогической единицы, следствием чегоявляется появление положительногопотенциала на втором входе первогоэлемента И 9.На вход исполнительного блока 20сигнал срабатывания поступает в томслучае, если и на первом входе пер"вого элемента И 9 присутствует положительный потенциал, что состветству"ет логической единице основного выхода блока 3, т.е, конец вектора сопротивления находится внутри основной характеристики срабатывания (21).При выходе конца вектора сопротивления из основной характеристики,(пунктирная часть кривой 23) до выполнения условия 1=В 1 на основномвыходе блока 3 появляется нулевойпотенциал, состояние первого триггера4 при этом не изменяется и на счетный вход двоичного счетчика 7 продолжают поступать импульсы от генератора 12 импульсов стабильной частоты. Таким образом, возможно выполнение условия 1 =В. А в тот момент,когда конец вектора сопротивления находится вне пределов основной характеристики срабатывания (21), второйтриггер 5 переходит в состояние ло"гической единицы, которая присутствует на втором входе первого элемента К 9. При вторичном вхождении конца вектора сопротивления в основную характеристику сра"батываиия (21) на основном выходе1472996 теристиками срабатывания, больше илиравно С ь на выходе дешифратора 14появляется положительный импульс, который переводчт в состояние логической единицы триггер б, и на третьемвходе перво го элемент а И 9 поя вляется положительный потенциал,что является разрешающим фактором для дальнейшей работы схемы. Если время,в течелие которого конец вектора сопротивления находился между дополни-:., ьной и Основной характеристиками срабатывания меньшев случае, например, внешнего несию.етричнога короткого замыкания, ":.,Ло;:-.,г:"=гный импульс на выходе дешифратора14 не появляется, триггер б остаетсяв нулевом состоянии, и на третьемвходе пе:вого элемента Й 9 присут-"ствует иу;.евой потенлал что исключает пр.х 2.-ение сигнала ср.абатывания на исп.;.лнительиый блок 20 дажев случае выпОлнения условия к В 2перехода в состояние логической едиНИ 2 триггера 5 логической единицыосновного выхода блока 3,Таким образом введение датчикамощности, диФференциального усилителя, блока задания уставки, аналогоцифрового преобразователя, компаратоР и Д 1 О ИЧНЬ с, цЧСЕ Л И ОЕДц Н У ЧЕ Ртак как было указано позволяет повысить быстродействие и селективностьустрой ств а,При асинхронном ходе с возбуждени ем в режиме малых активных нагрузок возможно пересечение концом вектора сопротивления основной и дополни 10 т ельной х ар актерн стик ср аб атыв ания ,тдограФ 24), Однако, в этом случае значение В, увеличено (обратно протмовц 2;Ои"; у. уъ СИФиалу датчика 15 ущ15нч 11:,цир из моментов времени пока конец вектора сопротивления нахо- ДнтсЯ ВНУТРИ ОСНОВНОЙ ХаРахтЕРИСтИКИ срабатывания. В случае если условие.д:; т.г,:т( В МОМЕНТ ВРЕДИН ь: .са конец вектора сопротивления з.:.Одится за пределами основной ха акгаристики и в последствич выходитпр;.делы дОпопнмтельнОЙ характерис- тики, срабатывания устройства также 25-:-оизойдет, поскольку при выходе конца вектора сопротивления иэ донол.з.;льной характеристики срабатывания ".".а лОПОЛЧЙтдЧЬНОМ ВЫХОДЕ бЛОКа 3 ПО- ":, пяет, я ло гическая едрдц,щ а Обуруляя счетчики ю и В и устанавливая и сО с ": яние л, лгеского нуля триггеры 4-6"ки ,бр ф:,эом изменение у ставки времени на срабатывание 1 (прямо про 92ПОрциональнОЙ В ) позволя ет надежно селектировать, например, такой режим,35 как асинхронный ход с возбуждением.В случае внешнего несимметричного короткого замыкания конец вектора сопротивления может оказаться внутри Основной характеристики срабатывания (21). Годограф сопротивления при этом выглядит как кривая 25. Отстройка от такого режима осуществляется на Основе того, что сопротивление в процессе короткого заьыкания изменяется очень быстро, практически скачком, При пересечении концом вектора сопротивления дополнительной характеристики срабатывания (22) на дополнительном выходе блока 3 появля" ется нулевой потенциал и включается в работу двоичный счетчик 8. Как было Описано, он останавливается при пе 1 ь Фс учении годо грамм Орновной харак 2: истики срабатывания (21). Если времяв течение которого конец вектора сопротивления находился между дополнительной и основной харакблока 3 появляется логическая единица, а на первый вход первого элемента И 9 и на вход исполнительного блока 20 поступает сигнал срабатывания. Формула изобретения Устройство защиты генератора от потери возбуждения, содержащее дистанционный измерительный орган с основным и дополнительными выходами, входы которого подключены соответственно к выходам преобразователей тока и напряжения статора генератора, при этом дополнительный выход подключен к К-входам первого, второго и третьего триггеров, первого и второго двоичных счетчиков, а основной выходк 8-входу первого триггера и первому входу первого элемента И, выход которого подключен к исполнительному блоку, второй. вход - к прямому выходу второго триггера, третий вход - к прямому выходу третьего триггера, Я-вход которого подсоединен к выходу дешифратора, входами подключенного к выходам второго двоичного счетчика, С-вход которого соединен с1472996 выходом второго элемента И, первыйвход которого через логический элемент НЕ подключен к дополнйтельномувыходу дистанционного измерительного органа, второй вход - к инверсному выходу первого триггера, з третийвход - к выходу генератора импульсовстабильной частоты и первому входутретьего логического элемента И, второй вход которого соединен с прямкомвыходом первого три ггер а, а выходс С-входом первого двоичного счетчика, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения селективностии быстродействия, в него дополнительно введены датчик мощности, дифференциальный усилитель, блок задания оставитель С.Евдокимовехред Л.Сердюкова дактор Т., Парфенова Н, Гунько оррект О 52 Тирак 605 енного комитета по и 13035, Москва, Ж,Заказ ВНИИПИ сударс инат "Патент", г,уагород, ул арина, 101 оизводственно-издательский уст авки, анапо го-цифровой преобр азователь и компаратор двоичных чисел,причем датчик мощности входами под"5ключен к входам преобразователей токаи напряжения статора генератора, выходом - к инвертирующему входу диф"ференциального усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к бло10 ку задания уставки, а выход - к входуаналого-циФрового преобразователя,компаратор двоичных чисел входамидпя первого двоичного числа подсоеди-"нен к выходам первого двоичного счет 15 чика, входами дяч второго двсичногочисла - к выходам аналого-цифровогопреобразователя, а выходом - к Я-входу второго триггера,Подпи сно ебретениям и открытиям при ГКНТ Саущская наб., д, 4/5