Способ защиты синхронных электрических машин от асинхронного режима

/06 ОСУДАРСТВЕ 3.БЫЛ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯРИ ГКНТ СССР РЕТЕНИ ИЕИ ЕЛЬСТ ВТО(57) Изоб етение относитс ости к автомати ретения - повыш родействия. При ного Цель изстии бьжиме М 1итех сти ск гене ратрганов 1 измерительных о так как при неизмен (на шинах генератор уменьшаются из-за через генераторы, р находятся в противо ра, выпавшего из си ков од У режиме 2 замкнут а замкнут 8,8) Павло аналном напр ов 1 и 2)т того, что аботающ фазе с токо нхронизма, меньшает и 25 будут кты 20 и 21 ство срабо а, находяще в Г.М. Релейная заоговой вычислительгоатомиздат, 1983, ьство СССР/06, 1983,ная защита блоков нсформатор. - М.: Ы СИНХРОННЫХАШИН ОТ АСИНХне сумма то- В этом ле нои фазыконтакты 2ыми, а контся и устрое генераторрежиме. 4 ставатьс ли 23 и 2 Б ЗАЩ ЕСКИХ ЕЖИМА ает на отося в асин 1 О но Ви НО ОГПУ,Выкл(56) Ванин В.К. ищита на элементахной техники. - Л.: ЭАвторское свид1+1053207, кл, Н 0Вавин В.Н. Ртурбогене ратор -Энергоиздат, 1982(54) СПОСОЗЛЕКТРИЧРОННОГО Р электротехниэнергосистем. ие селективноинхронном ре а отстройка 19 улучшается. яжении на них оки через них фазные токи ие синхронно, 17042 17,СИ 1 ХПОЦНОГО т П)1;)Ла Силкк .а Ь). В 1 ЛТ 1 ически.; мл),Иц.серлаОсв , лектра,5 чигаталей), В то" 1 чис ле Р".збуждец пай3/СК);ИЧССКОь МЛ)м"1 Ь 1, И -дЩ)Ы ОТ ЭТИХрски)лав.Цель изабре)ения - по.-:ыи;ВН)е селектипцости и б)ястродг".твЯ "аить), 10На с иг. 1 ц Ч)В;)енэ ст 1, ктур 1 ая схемаустройства зэ.,иты. рсллизуюл,ля Способпри выполнец и егз плсрлд=г. ) л реле мин)1 мального сс)противления рля двух синхронныл генерлтс раз, р)эблтгюп.:,х е блоке с 15трансформа арам .л фи:, -.1 - хэрэктерисики с 1 ллблть)елц;: из.Вр теь,ых ОрГлнов устцайсВэ в ка: плекс Ой плоскостисопрат)пленив и Бек) ар ье яиэгрдм 1 лы,поясняющие сть рдбатч устрлйсВд защиты.Нэ фиг. 1 покэзднь) снх-,.оннь е генераТорЫ 1 И 2, ВКЛЮЧЕННЫЕ Па г Еда.",ЛТЕЛЬНО Странсформа)арагви блока 3 ); 4 с группойсаедингнИя Ог;.,Ото "Звезда-теугольндя", 25котарье через выключатели 5 и С п.)дл 1 Очены к Об)цим шиндм ьысокаГО нэпря,.фНя,с язднцым с з 1 ергсс)сте:.Ой 7,К Выводам гснератврд 1 падюючентрехфазный Т 1)г)нсформзтс 1) В нацрякения, а в це ь связи генерл;арз 1 с трансформаторам 3 вклюцеы В трех фазахтранс1 О 1 мо н. 9 и 1 0 ) ф; д, ,ггпу)ОГ)чна,для генератора 2 и трднсфврматора 4включены трехфл.ЫЙ трд 5 сфармдтар 11 35цлряжения и тра)сфарлаторн 12 и 13 така в трех фазах,Измеритель)ый оаган 14 В ьиде релеМИЦИМдЛЬНЬГО ЕОПРОТИВЛЕггИЯ ВКЛ 1 ОЧЕН НЭразность вторичных таков ".аз А и Б, идущих в цепях втаричн 1 х обл;атак трансформ "торов 9 тал э длцн и х фаз,ь т Б, Орнаемежду:)зное 1 эпряжени".дт. сцималмоес В) ори:1 О)сб,",отки транс:)р 1 лтард 8 напряжен; , Из "рительный ,5 орган также 45Пад КЛЮЧЕ Н К В тар 11 ЧН 1.1 М ОЬл)ОТКТ)М траНСфсамдтарав 9 така ,эз В и С, и к немуГ)адвад 1;тсЯ ме:;:дуфэзнае нэь,р:ксие ОЯС,сц)л)демое с вторичной ебл:о)гц) трансформатора 8 нзпряжен)я. 50Аналоги о, к Вторич-;.";л Обмоткамт;)дцсфар)лдто Ов та);э 12 и 5 цзппяжениЯ 11подключены .змерителоч ". Органы 16 и17.Из)еритгл; цыа О 1 гдч)4 18 и 19 в Виде 55реле л)инил)лл),нао сс п 1)от).:л. и ппдключг,ы нз Рлэнась с)мл 1 Р"О тола Аз 0, л) )не о с)т В) с инны х Г)51)а1 л , 1; 1 НСД)арм)- Топав ОКЭ 10 13 ) СМЛ;)Но:а 1 ОКЛ 1 ЭЗЫС, идущего с т. К). трл 1 с,.-рл; Оров)ака,1,1:аме того, к измеритсльнаму органу 18Фпа;.,Ведено цэг 1)яжец 1 е О 1 с ат В)оричных Об.-лс то 1: трлСфг)рм.пора 8 нг)Гряжения, э к из)лерител 1,1)му органу 19 то же ц)н ряженил, НО От Р Оричн ых асматок ГрлцсгВО 1)мд та 3 18 цл 11 Гкения.Згм 1,кл" щие коцтакты 20 и 1 измери. тельных орглнов 14 и 15, соответственна, и рл;:И 1 кд)овИй копакт 22 измерительного органа 18 создицены между собой последовательно и образуют цепь для отключения е 1.;ключа)ел); 5 от защить от асинхронного 1)елалма, А 1)алогичную цепь для отключения ыклОчлтслсй 6 Образуют замькающие контакты 23 и 24 ;змеритсльных органов 16 и 17, соатвс.тственна, и рлзмыкдющий контакт 25 изл).ритсльного сргаца 19, соедице).ные между собой послсдаээтельцо.Нэ фиг. 2 представлены в комплексной плсскости сопротивлений характеристики изеритель)Ых органов 14-17 - окружность 26 с диэме- ром, равным 1,1 продольного схронцсго сопротивления генератора 1 (2), у которой верхняя точка смещена отца"И)ельца начала координат на 0,4 продольного переходного реактивнога сог 1 ративлеция генератора 1 (2), а также характерисгика измерительных органов 18 и 19 - окруж;ость 27 с центром в начала каорди:.эт 1 л радиусом, равным 0,4 продольноо переходного синх 1)оцного сопротивления генера торэ 1 ,Устройств о работает следуощим образсм,Измер 1, ельные органы 14 и 16 изг",еряют комплексное отношение Вторичных нар 9пряжений и токов Едв = Ода/(1 д - Б), а изьерительцые органы 15 и 7 измеряют от)ношение вторичных напряжений и токов7 вс = .вс/(1 в -1 с),Измерительный орган 18 измеряет комплекс Ое Отношение вторичного напряжен". Огс г"цпрлтара 1 к рдзости суммы токае фазы В и суммы таков фазы С гецердтаг ав 1 и 2, а )змерительцьй орган 19 измеря.-.",т комплексное отношение втор);чного напряжения С)гс генератора 2 к той хе разности сумм таков, что соответствует пыражс.ч 1 ямОвс)Следовательно, при равенстве параметров генераторов 1 и 2, а также трансформаторов 3 и 4 измерительные органы 16 и 18 в симметричных режимах будут замерять сопротивление, величина которого будет в два раза меньше сопротивления, эамеряемого измерительными оганами 14-17,При несимметричных коротких замыканиях в зависимости от вида короткого замыкания будет срабатывать только один из измерительных органов 14 и 15 или, соответственно, 16 и 17 либо не будет срабатывать ни один из них (например, при замыкании между фазами А и В на выводах генератора), так капри несимметричных коротких замыканиях для двух из трех дистанционных органов, реагирующих на комплексное отношение междуфазных напряжений к раэностн соответствующих фазных токов (в рассматриваемом случае для дистанционных органов, реагирующих на величины Удв = Ода/(Ь - в) и Увс= Овсв - с), вектор разности токов отстает от вектора напряжений и, следовательно, векторы этих отношений Елв и Евс находятся вквадранте комплексной плоскости сопротивлений вне эоны срабатывания измерительных органов 14-17 (кривая 26 на фиг. 2). Для иллюстрации этого положения на фиг. 3 представлены векторные диаграммы токов и напряжений при однофазном коротком замыкании на землю через переходное сопоотивление фазы А на стороне высшего напряжения непосредственно у шин, а на фиг. 4 - соответственно им векторные диаграммы на выводах генераторов 1 и 2. При двухфазных коротких замыканиях на сторонах высокого и низкого напряжений электростанции получается аналогичный результат, а именно, хотя бы - один из двух измерительных органов 14 и 15 (16 и 17) не будет срабатывать, Следовательно, при этих короткх замыканиях не будет одноеременного замыкания контактов 20 и 1 (23 и 24) и защита от асинхронного режима не будет срабатывать ложно.На фиг. 2 показаны годографы вторичных сопротивлений в асинхронном режиме нагруженной (кривая 28) и ненагруженной (кривая 29) синхронной электрической машины, из которых видно, что измерительные органы 14-17 в этом симметричном режиме будут срабатьвать и, соответственно, будут замыкаться контакты 20. 21 и 23. . 24. Состояние контак 1 ов 22 и 25 зависит от того, какой вид асинхронного режима имеет . место, а именно: асинхронный режим, обусловленный переходными процессами в энергосистеме. когда для обоих генераторов 1 и 2 характер тока и напряжений оди сопротивления трансформаторов 3 и 4 равными Хт "- 0,1 о.е., получаем, что сопротивление,замеряемое измерительным органом 18 (19),составляет 0,05 о.е. или 0,17 Х(, что 45 меньше сопротивления срабатывания измерительного органа 18, Следовательно, надежно работают измерительные органы 18 и 19, При числе генераторов, параллельно работающих на шины одного напряжения, превышающем два, центр качаний будет смещаться в трансформаторы или даже в систему, что еще более увеличивает надежность блокирования защиты от асинхронного режима. 50 55 Формула и зоб ре те ни я Способ защиты синхронных влектр(1 ческих машин от асинхронного режима, эа. ключающийся в измерении комплексного наков (в этом случае устройство защиты от асинхронного режима не должно срабатывать), либо зто асинхронный режим одного генератора, когда должно срабатывать уст ройство защиты от асинхронного режимаэтого генератора.В нормальном режиме при параллельной работе на шины одного напряжения до семи генераторов(чего практически не бы вает из-эа необходимости ограничения токов короткого замыкания) измерительные органы 18 и 19 отстроены.от этого режи ма, так как они замеряют сопротивлениеЕла = 19 = 1/7 - 0,144 о.еа радиус окруж ности 27 при среднем значении Х(= 0,3 о.е.равен Ус.з. - 0.06 о.ечто в 2,7 раза меньше величины замера. При асинхронном режиме одного генератора отстройка измерительных органов 18 и 19 улучшается, так как при 20 неизменном напряжении на них (на шинахгенераторов 1 и 2) токи через них уменьшаются из-за того. что фазные токи через генераторы, работающие синхронно, находятся в противофазе с током генератора, выпав шего из синхронизма, и сумма токов однойфазы уменьшается. Следовательно, в этом режиме контакты 22 и 25 будут оставаться замкнутыми, а контакты 20 и 21 или 23 и 24 замкнутся и устройство сработает на от ключение генератора, находящегося в асинхронном режиме.При нарушении устойчивости в энергосистеме генераторы 1 и 2 одновременно участвуют в асинхронном ходе и измери тельные органы 18 и 19 замеряют фиктивно;.сопротивление до центра качаний и при этом размыкают свои контакты 22 и 25, блокируя действие устройств защиты на отключение, Так, при наличии двух генераторов,40 принимая среднее значение Хд= 0,3 о,е., а .ОТ 1 О). И1.: ;, " ,НОГО Вт;);Чн.,Гг ГР 1 ЖЕ1 НЛ Г "., ИХР,.ЧОЗ 1",Т,1.ЧССКГ), ",;,1;1 , Р."3: СГГ,Г;Г Х т. СООТП.1 СУ. .Х 1 Зз Этоф.1.1С 4- ров э н 1 с 1, х о 1 н Г.- г о ре я,1 зе рт ьСЛ )д К,Г)Л Ч" . ТГ) 1 Л 1(1;.,:4, го Г О 1,;, И;- ЛЕН;1 Я . "; ОД 1 С, Ь 11 . 1 1; Кз.3 ДГ). Нта .ОМП)ЕКСН., 1),ПСХ ЗСТ; СПРОГВЛ)"Ю;Й В ЗОНО, ограни:11:О." ),:Ос Г: д.;, е 1 р ко)0- рой сов.:.ет с сс,О г.р,.ин.:т и рвл н 1,1 от пр",. - .Гл.и;ГО синх;ОНГОгт) сопротН)Ге - Ни я За ч(11 Л/-" ,10 ЗЛЕ" ,тринЕс Кой МГИН Ц1 при 1 е 11 11)хя тоз Окружности СГ с,енв Отнс;тельь: 1 Эча "э 100 я".)эт 1" Г:.- стоя 11; е, р).г:с. 0,4 прод 011:.Ог; пер хол; .О Ое".кт;вне)го сопротиг)лен;11 Этой 1 Э.,;",ТРИ С КС 1.ШИ 1, 0 Т Л И Ч Г ОЩ И Й С Я Тс , фне, С ЦЕГЬЮ П 08 Ы=.1,1 Я сг)лект 1; ":ти и бг,ст,оде 1 ствия, догОлнительно произво,",ят замер комплексного сопротивл;ил д,я д=.,ух других вторчных междуфв;.1.1,х = Пря;-,=1;ий и разностей вторичных т.:,08 с"; ";. сОу 0 ц,1 х .;аз, а т; кже 1 ЗМЕРЯ:О 1 10 М ЛЕКСЬОЕ ОтношЗНИЕ ОднОГО ИЗ ЭТИХ г".Г 1 Р ,. НИй К РЭЗНОСТИ ВТОРИНЬХ;им 7 ОЙ зле кт р ичес к ОЙ сик рон 101МВИ 11, У КОтОРОй ПРИ ЗВМЕР;)х ОГНОШЕНИйНд 1 иОидуэль 1: ых в.Ли 1 и 118 хгдуГ 301 81 х вт О 10 1;1 1 ых непрг)кегиЙ и разнос)г;й в)оричнцхС)К 08 СООТВЕТСтву",Х фпэ 063 вокторЗ СП Г,ОТ.Г)1)0111 й 1 ОД 10;РЗМЕИНО 11 ВХОДЯТСЯ В у Эзвн фой зоне кол;плексн й плоскости сопро) и,.лений, а вектор сопрот 8 ЛОня, оп роделяемьЙ при зэ;ере кс мплексногоотОшения 11 еждуфБЙНОГО втори 1 нОГО на пря)кеИя к ргзности суммарнех вторичньх Фэзных токов всех синхро 1 ифцх электриче- СКИХ МЭШИН, ПОДКЛ 10 ЧЕННЫХ К О)ЩИМ ШИНаМ 20 в комплексной пгоскости сопротивленийнаходится вне зоны, ограниченной окру)кн=стьо с центром в начале кооруьНот и диаметроц, равны 0,4 переходного ревктивного со 1)Отивления зади 1 аемОЙ 25 синхронной электрической мвшинь.1704217 Фиг г.Ф мовРедактор Н.Лазоренко Корректор Л.Бес суда роизводственно-изд Заказ 67ВНИИП Составитель С,ЕвдокиТехред М.Моргентал Тираж Подписноеенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 13035, Москва, Ж, Рауаская наб.,4/5 ий комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101