Устройство для контроля изоляции и защиты обмотки статора блочного генератора от замыканий на землю

(9) и САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ Изобретен ке и может бы релейной защи для оперативн статорной изол на землю.Известны м сопротивления,и статора. Невляется то, чтозоляции осущеиме, а при про-,и ремонтах тор отключает- вода из систеаким образом,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ. ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИ ПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТ(71) Ленинградский государственный технический университет и Псковский филиал Ленинградского государственного технического университета(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ИЗОЛЯЦИИ И ЗАЩИТЫ ОБМОТКИ СТАТОРА БЛОЧНОГО ГЕНЕРАТОРА ОТ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ(57) Использование: повышение достоверности контроля и расширение функциональных возможностей. Сущность изобретения: в устройство введены стабилизированный источник переменного напряжения, присоединенный через второй шунт к выводам ие относится к электротехнить использовано в области ты синхронных генераторов, ой диагностики состояния яции и защиты от замыканий егаомметры для измерени золяции у генераторов с во(51)5 Н 02 Н 7/06. 6 01 В 27/16 соединенных в разомкнутый треугольник вторичных обмоток измерительного трансформатора напряжения, первое и второе устройства выборки-хранения, переключатель, а в измерительный орган дополнительно введены присоединенный ко второму шунту преобразователь переменного напряжения, выход которого через последовательно включенные полосовой фильтр и формирователь средневыпрямленного значения присоединен к входу первого устройства выборки-хранения, причем вход второго устройства выборки-хранения присоединен к выходу измерительного преобразователя постоянноготока, выходы обоих устройств выборки-хранения через переключатель присоединены ко входу анаИогоцифрового преобразователя, управляющие входы обоих устройств выборки-хранения присоединены к первому управляющему выходу микроЭВМ, а управляющий вход переключателя - к второму управляющему выходу микроЭВМ, что позволяет вычислить а значение Ви и Ви а также 19 д. Эти значения выводятся из ЭВМ на.исполнительный ор- ъ ган и цифровой индикатор, 1 ил. дяным охлаждением обмотк достатком этих устройств я измерение сопротивления и стеляется не в рабочем реж филактических осмотрах генератора. При этом генера ся от сети, разеозбуждается мы охлаждения сливается. Тмегаомметры не могут быть использованы для непрерывного контроля состояния изоляции генератора в рабочем режиме и определения дефектов изоляции на ранней стадии их развития.Известны устройства релейной защиты блоков генератор-трансформатор от замыкания на землю, выявляющие катастрофически развивающееся повреждение изоляции статора - замыкание на землю. Эти устройства выполняются путем наложения на обмотку статора постоянного тока, как например, в устройстве РЗГили в . устройстве Земля, или путем наложения на обмотку статора переменного тока второй гармоники, или переменного тока частотой 20 Гц. Все упомянутые устройства релейной защиты содержат один источник накладываемого напряжения, который присоединен к измерительному трансформатору напряжения и реагирующий орган. Недостатком, этих устройств является то, что все они реагируют на такое большое измерение сопротивления изоляции, которое приведет к ее повреждению, пробою, т.е. они не могут выявить раннюю стадию возникновения повреждения изоляции, не являющуюся аварийным режимом.Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является устройство для контроля изоляции и защиты обмотки статора блочного генератора от замыканий на землю, содержащее стабилизированный источник выпрямленного напряжения, аналого-цифровой преобразователь, присоединенный ко входу микро- ЭВМ, выход которой присоединен к цифровому индикатору и исполнительному органу, измерительный орган, выполненный в виде измерительного преобразователя постоянного тока, присоединенного к шунту, включенному между объединенной нулевой точкой первичных обмоток измерительного трансформатора напряжения к одним иэ полюсов стабилизированного источника выпрямленного напряжения, второй полюс которого эаземлен, причем между полюсами стабилизированного источника выпрямленного напряжения включен разделительный конденсатор с разрядником. Через первичные обмотки измерительного трансформатора напряжение на изоляцию блока генератор-трансформатор накладывается постоянное напряжейие, создающее ток в изоляции, При этом на измерительном шунте создается пропорциональное току падение напряжения, которое через измерительный преобразователь постоянного тока поступает на вход аналого-цифрового преобразователя, осуществ 5 10 15 20 рованного источника выпрямленного на 30 пряжения, второй полюс которого 35 40 45 50 55 ляющего преобразование входного аналогового сигнала в цифровой код с целью его дальнейшей обработки на Э В М. Последняя осуществляет расчет сопротивления изоляции и выдает информацию о нем на цифровой индикатор,Недостатком этого устройства является невозможность получить более полную информацию о состоянии изоляции ввиду того, что на постоянном положении тока измеряется только активное сопротивление изоляции.Целью изобретения является устранение указанного недостатка путем повышения достоверности контроля и расширение функциональных возможностей. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее стабилизированный источник выпрямленного напряжения, аналого-цифровой преобразователь, присоединенный ко входу микроЭВМ, выход которого присоединен к цифровому индикатору и исполнительному органу, измерительный орган, выполненный в виде измерительного преобразователя постоянного тока, присоединенного к шунту, включенному между объединенной нулевой точкой первичных обмоток измерительного трансформатора напряжения к одним из полюсов стабилизизаземлен, причем между полюсами стабилизированного источника выпрямленного напряжения включен разделительный конденсатор с разрядником, введены стабилизированный источник переменного напряжения, присоединенный через второй шунт к выводам соединенных в разомкнутый треугольник вторичных обмоток измерительного трансформатора напряжения, первое и второе устройство выборки-хранения, переключатель, а в измерительный орган дополнительно введены присоединенный ко второму шунту преобразователь переменного напряжения, выход которого через последовательно включенные полосовой фильтр и формирователь средневыпрямленного значения присоединен ко входу первого устройства выборки-хранения, причем вход второго устройства выборки-хранения присоединен к выходу упомянутого измерительного преобразователя постоянного тока, выходы обоих устройств выборки-хранения через переключатель присоединены ко входу упомянутого аналого-цифрового преобразователя, управляющие входы обоих устройств выборки-хранения присоединены к первому управляющему выходу микроЭВМ, а управ 1775790ляющий вход переключателя - ко второму управляющему выходу микроЭВМ.На чертеже изображена структурная схема устройства для контроля изоляции и защиты обмотки статора блочного генератора от замыканий на землю.Устройство содержит синхронный генератор 1, блочный трансформатор 2, стабилизированный источник 3 выпрямленного напряжения, измерительный трансформатор 4 напряжения, первичные обмотки которого соединены в звезду и подключены пофазно к выводам синхронного генератора, а вторичные обмотки соединены в разомкнутый треугольник, первый шунт 5, включенный между объединенной нулевой точкой первичных обмоток измерительного трансформатора 4 напряжения и одним из полюсов стабилизированного источника 3 выпрямленного напряжения, разделительный конденсатор б, измерительный преобразователь 7 постоянного тока, аналого-цифровой преобразователь 8, мик- роЭВМ 9, исполнительный орган 10, цифровой индикатор 11, стабилизированный источник 12 переменного напряжения, соединенный со вторым шунтом 13, выход которого через преобразователь переменного напряжения 14, подлключен к полосовому фильтру 15, формирователь 16 средневыпрямленного значения, первый блок 17 выборки-хранения, второй блок 18 выборки-хранения, переключатель 19.Устройство работает следующим образом,Выпрямленное стабилизированное напряжение от источника 3 подводится к объединенным нулевым выводам первичных обмоток измерительного трансформатора 4 напряжения, и через эти первичные обмотки накладывается на цепь статора, При этом создается контур для протекания постоянного тока через первичные обмотки трансформатора напряжения, первый измерительный шунт 5 и сопротивление изоляции Яи. Создаваемое этим постоянным током падение напряжения на первом шунте 5 поступает на вход измерительного преобразователя 7 постоянного тока, осуществляющего гальваническое разделение первичной и вторичной измерительных цепей. С выхода преобразователя 7 постоянное напряжение подается на вход второго блока 18 выборки-хранения. Величина этого напряжения равна07 -Кп,ОЙи - сопротивление изоляции;Кп - коэффициент передачи преобразователя постоянного напряжения,Учитывая, что сопротивление первого шунта 5 пренебрежимо мало, а внутреннее сопротивление источника 3 велико. действующее значение переменного тока в изоляции статора равно 10 где О. - действующее значение напряжения источника 12 переменного напряжения; 15 20 К - коэффициент трансформации измерительного трансформатора 4 напряжения;Хти - индуктивное сопротивление измерительного трансформатора 4 напряжения;Ои - активная проводимость изоляции генератора;, Ви - емкостная проводимость изоляции генератора;Хер - емкостное сопротивление разделительного конденсатора, коэффициент 3 25 при этом введен вследствие того, что указанный конденсатор включен в нейтраль измерительного трансформатора, поэтому сопротивление его в схеме замещения нулевой последовательности учитывается утроенным значением.При этом во вторичных обмотках измерительного трансформатора 4 напряжения будет протекать переменный ток, действующее значение которого равно1 в =1,К, (3) указанный ток создает на втором шунте 13 падение напряжений 1 в Вш 2, где йш 2 - активное сопротивление второго шунта. Это 30 35 ленного значения 1 б, величина напряжения на выходе которого равна:016 = 1; К Вш 2 Ки Кф (4) Это напряжение подается на вход первого блока выборки-хранения 17.На блоке выборки-хранения, таким образом, подаются напряжения О 7 и Об, пропорциональные постоянному и переменному токам, создаваемые в изоляции обмотки статора генератора источниками постоянного и переменного накладываемых напряжений,Блоки выборки-хранения 17,18 управляются от микроЭВМ 9 и подают одновремен 50 55 напряжение через преобразователь 14 на пряжения в напряжение, имеющий коэффи. циент передачи Ки, и полосовой частотный фильтр 15, имеющий коэффициент передачи Кф и настроенный на частоту 1 источника 12 переменного накладываемого напряжения, 45 подается на формирователь средневыпрям1775790 Составитель А.ТэджибаевТехред М.Моргентал Корректор В.Петраш Редактор Заказ 4038 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ватель, присоединенный к входу микро- ЭВМ, выход которой присоединен к цифровому индикатору и исполнительному органу, измерительный орган, выполненный в виде измерительного преобразователя постоянного тока, соединенного с шунтом, включенным между обьединенной нулевой точкой первичных обмоток измерительного трансформатора напряжения и одним из полюсов стабилизированного источника выпрямленного напряжения, второй полюс которого подключен к клемме заземления, причем между полюсами стабилизированного источника выпрямленного напряжения включен разделительный конденсатор с разрядником, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля и расширения функциональных возможностей, в него введены стабилизированный источник переменного напряжения. присоединенный через второй шунт к выводам соединенных в разомкнутый треугольник вторичных обмоток измерительного трансформатора напряжения, первый и второй блоки выборки и хранения, переключатель, а в измерительный орган 5 дополнительно введены последовательносоединенные и присоединенные к второму шунту преобразователь переменного напряжения, полосовой фильтр и формирователь средневыпрямленного значения, 10 который присоединен к входу блока выборки и хранения, причем вход первого блока выборки и хранения присоединен к выходу упомянутого измерительного преобразователя постоянного тока, выходы обоих бло ков выборки и хранения черезпереключатель присоединены к входу упомянутого аналого-цифрового преобразователя, управляющие входы обоих блоков выборки и хранения присоединены к перво му управляющему выходу микрсЭВМ, а управляющий вход переключателя - к второму управляющему выходу микроЭВМ.