Устройство защиты генератора от потери возбуждения

(5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ ИПРИ ГКНТ СССР ТЕТРЫТ.ИЯМ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ нныи из з полоса ого блока реобразо рователя 6 блоков етий 19оичные етий 24 сов стаент НЕ раторы,(2",) 4693380/07(71) Ленинградский политехнический институт им. М. И. Калинина(56) Авторское свидетел.ьство СССРМ 553708, кл. Н 02 Н 6/06, 1977,Авторское свидетельство СССРМ 442546, кп, Н 02 Н 7/06, 1974.Ванин В. К., Павлов Г. М., Петухов Н. ССоловьев Н, С. Разработка и исследованиенекоторых типов реле сопротивления. "Известия вузов. Электромеханика", 1977, В 9.Вавин В, Н. Релейная защита блоковтурбогенератор-трансформатор, - М.: Энергоиздат 1982, с, 256.Авторское свидетельство СССРЬ 1277290, кл. Н 02 Н 7/.06, кл. Н 02 Ч 3/24,1986.Авторское свидетельство СССРМ 1372269, кл, Н 02 Н 7/06, 1988. Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите и автоматике энергосистем.Целью изобретения является повышение быстродействия.На фиг. 1 показана схема устройства.На схеме обозначены первичный преобразователь 1 тока, состоящий иэ трансформатора 2 тока и преобразователя 3 ток-напряжение, первичный преобразоватеь 4 напряжения, состоящий из трансформатора 5 напряжения и преобразователь 6 на(54) УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ГЕНЕРАТОРА ОТ ПОТЕРИ ВОЗБУЖДЕНИЯ(57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите и автоматике электросистем. Цель изобретения - повышение быстродействия. При потере возбуждения сопротивление на выводах генератора изменяется таким образом, что конец вектора сопротивления перемещается в четвертый квадрант, к характеристикам срабатывания. При пересечении годографом дополнительной характеристики срабатывания срабатывает дополнительный блок сравнения чему соответствует появление нулевого потенциала на его выходе, триггер переходит при этом в состояние логической единицы, которая присутствует на втором входе первого элемента И, При повторном вхождении конца вектора сопротивления в основную характеристику срабатывания срабатывает основной блок сравнения, на первом входе. элемента И появляется логическая единица и на вход исполнительного блока поступает сигнал срабатывания. 2 ил. пряжение-напряжение; дистанцио мерительный орган 7, состоящий и вых фильтров 8 и 9, фазоповоротн 10, сумматора 11, детекторных и вателей 12 и 13, усилителя-форми 14 дополнительного 15 и оснвного сравнения; первый 17, второй 18 и триггеры, первый 20, второй 21 д счетчики;. первый 22, второй 23 и т элементы И, генератор 25 импул бильной частоты, логический эле 26; первый 27 и второй 28 деши5 10 ЗО 35 40 датчик 29 положения ротора, формирователь 30 импульсов, фрмирователь 31 обнуляющего импульса, дополнительный триггер 32, дополнительный элемент И 33, дополнительный двоичный счетчик 34, регистр 35 памяти, делитель Зб частоты, мультиплексор 3, исполнительный блок 38.На фиг;2 приведены основная 39 и дополнительная 4 О характеристики срабатывания, годограф 41 сопротивления в режиме потери возбуждения, годограф 42 сопротивления в режиме асинхронного хода с возбуждением, годограф 43 сопротивления в режиме внешнего несимметричного короткого замыкания.Устройство работает следующим образом.В нормальных или аварийных режимах работы генератора, когда конец вектора сопротивления находится вне характеристики срабатывания, на В-входах двоичных счетчиков 20 и 21, триггеров 17, 18, 19 и входе логического элемента НЕ 26 поддерживается положительный потенциал, поступающий с дополнительного выхода дистанционного измерительного органа 7, находящегося в несработанном состоянии, Основной блок 16 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 конец сопротивления перемещается в четверть й квадрант (кривая 41) к характеристикам срабатывания (кривые 39, 40), При пересечении годографом дополнительной характеристики 40 срабатывания срабатывает дополнительный блок 15 сравнения, чему соответствует появление нулевого потенциала на его выходе, а также на й-входах триггеров 17, 18 и 19, что не изменяет их состояния, на й-входах двоичных счетчиков 20, 21, и на выходе логического элемента НЕ 26. При появлении нулевого потенциала на входе логического элемента НЕ 26 на его выходе появляется сигнал логической "1", которая поступает на первый вход логического элемента И 23. Поскольку первый триггео 17 находится в состоянии логического "О", то на его инверсном выходе присутствует сигнал логической "1", который поступает на второй вход элемента И 23. Чаким образом, при срабатывании дополнительного блока 15 сравнения на С-вход двоичного счетчика 21 через элемент И 23 начинают поступать импульсы от генератора 25 импульсов стабильной частоты. Двоичный счетчик 21 будет работать до тех пор, пока годограф 41 не пересечет основной характеристики 39 срабатывания. При этом срабатывает основной блок 16 сравнения, триггер 17 переходит в состояние логической "1" и его инверсном выходе появляется нулевой потенциал, который поступает на второй вход элемента И 23 и вызывает появление на его выходе нулевого потенциала. На выходе дешифратора 28 появится логическая "1" при выполнении усло- вия КЮ ть 1,где (ь 1 - установка времени на срабатывание;"1 - число импульсов, пришедшее с генератора 25 импульсов стабильной частоты на С-вхоД двоичного счетчика 23; т - частота импульсов, Сигнал логической "1", поступив на Явход третьего триггера 19, переводит его всостояние логической "1", следствием чего будет появление положительного потенциала на третьем входе элемента И 22. Сигнал логической "1" на прямом выходе триггера 17, появившийся вследствие срабатывания основного блока 16 сравнения, поступает на второй вход элемента И 24, на выход которого начинают проходить импульсы от генератора 25 импульсов стабильной частоты, поступающие на вход делителя 36 частоты, с выхода которого импульсы преобразованных частот поступают на информационные входы мультиплексора 37.При появлении отрицательной полуволны на выходе преобразователя 4 напряжения на выходе формирователя ЗО импульсов появится импульс, который поступит на Бвход триггера 32 и переведет его в состояние логической "1", Одновременно с этим этот же импульс поступает на вход формирователя 31 обнуляющего импульса, и на его выходе появится импульс. поступающий на В-вход двоичного счетчика 34 и обнуляющий его. На прямом выходе триггер: 32 появляется потенциал высокого уровня, который поступает на второй вход элемента И 33, на выход которого начинают проходить импульсы с генератора 25 импульсов стабильной частоты. Эти импульсы начинают поступать на С-вход двоичного счетчика 34. Двоичный счетчик 34 будет работать до тех пор, пока ротор не пройдет определенную точку, тогда с датчика положения ротора поступит импульс на й-вход триггера 32. На прямом выходе триггера 32 появится нулевой потенциал, поступающий на второй вход элемента И 33, на выход которого перестанут проходить импульсыот генератора 25 импульсов стабильной частоты. Одновременно с этим импульс с датчика 29 положения ротора поступает на вход выборкирегистра 35 памяти, На выход регистра 35 ром входе первого элемента И 22, При пои яам ти с выходов двоичного счетчика 34 вторном вхождении конца вектора сопрок 9 поступает код, пропорциональный углу д, тивления в основную характеристику 3 который хранится на выходах регистра 35 срабатывания срабатывает основной блок памяти во время работы двоичного счетчика 5 16 сравнения, появится логическая "1" на 34. Этот код поступает на управляющие вхо- первом входе элемента И 22, и на вход блока ды мультиплексора 37. С генератора 25 им- поступит сигнал срабатывания.пульсов стабильной частоты импульсыПри асинхронном ходе с возбуждением будут поступать на делитель 36 частоты, на возможно пересечение концом вектора совыходах которого будут появляться импуль противления основной и дополнительной сы преобразованных частот, далее на входыхарактеристик срабатывания годографа 42, мультиплексора 37, на выход которого будут однако конец вектора сопротивления прохопроходить импульсы с частотой, зависящей дит основную и дополнительную характериот кода на его управляющих входах, т. е. стики срабатывания при малых углах д, и частота импульсов изменяется прямо.про увеличение частоты импульсов на выходе порционально изменению угла д. На выха- мультиплексора 37 будет незначительным. де дешифратора 27 сигнал логической "1" Условиепоявится при выполнении условия: Й Кзй 1 ь 2не выполнится ни в один из моментов вреКз/бто 2, . 20где К 21 - число импульсов, приходящих на мени, пока конец вектора сопротивления С-вход двоичного счетчика 20 при соответ- . находится внутри основной характеристики ств ющей величине угла д; срабатывания, В случае, если условиеу1 - частота этих импульсов при соответ ; К 2 И 1 Ь 2ствующей величине угла д;1=11 ь 2 - Уставка вРемени на сРабатывание, выполняется в момент времени, когда конец Сигнал логической "1" на выходе де- вектора сопротивления находится эа предешифратора переведет триггер 18 в срабо- лами основной характеристики срабатыватанное состояние, следствием чего будет 30 ия и в дальней ем выходит эа пределы появление положительного потенциала на дополнительной характеристики срабатывтором входе элемента И 22, вания, срабатывание устройства также неНа выходе исполнительного блока 38 произойдет, поскольку при выходе концасигнал срабатывания появится втом случае, вектора сопротивления иэ дополнительной если и на первом входе элемента И 22 будет 35 характеристики блок 16 сравнения вернется присутствовать положительный потенциал в исходное состояние, обнулив счетчики 20, что соответствует сработанному состоянию 21 и установив в состояние логического "0" основного блока 16 сравнения, т. е. конец триггеры 17, 18 и 19.вектора сопротивления .находится внутри В случае внешнего несимметричного основной хаРактеРИСТИКИ 39 СРабатываний 40 короткого замыкания конец вектора сопроПри выходе конца вектора сопротивле- . тивления может оказаться внутри основной ниЯ из основной хаРактеРистики (пУнктиР- характеристики 39 срабатывания (годографная часть кривой 41) до выполнения условия сопротивления при этом имеет вид кривой,К 21 И 1 Ь 2 43). Отстройка от этого режима осуществля 45 ется на основе того, что сопротивление в основной блок сравнения вернется в и 16 ер ется в ис- процессе короткого замыкания изменяется ходное состояние, состояние триггератр ггера 17 очень быстро. При пересечении концом век-при этом не изменится, и на -вход двоС- ход дво- тора сопротивления дополнительной харакичного счетчика 20 будут продолжать теристики 40 срыбатывания сработаетл к 15 с авнения в рабопоступать импульсы,с частотой, пропорци дополнительный блок 15 сравнения в ра оональной углу д. Таким образом, возможно ту включается двоичный счетчик 21, которыйостанавливается при пересечении годогравыполнение условияфом оснвной характеристики срабатываК 21/ить 2 ния, Если время, в течение которого конец55 вектора сопротивления находится между в тот момент, когда конец вектора сопротив- дополнительной и основной характеристиления находится вне пределовосновнойха- ками срабатывания, больше или равно 1 ь 1, рактериски 39 срабатывания: триггер 18 на выходе дешифратора 28 появится поло- перейдет при этом в состояние логической жительный импульс, который переведет "1", которая будет присутствовать на вто 1875997триггер 19 в состояние логической "1"и на третьем входе элемента И 22 появится положительный потенциал, что является разрешающим фактором для дальнейшей работы схемы, Если время, в течение которого конец вектора сопротивления находится между дополнительной и основной характеристиками, меньшетб 1, в случае, например, внешнего несимметричного коротКого замыкания, положительный импульс на выходе дешифратора 27 не появится, триггер 19 останется в нулевом состоянии, и на третьем выходе элемента И 22 будет присутствовать нулевой потенциал, что исключает прохождение сигнала срабатывания на исполнительный блок.Формула изобретения Устройство защиты генератора от потери возбуждения, содержащее дистанционНый измерительный орган с основным и дополнительным выходами, входы которого подключены соответственно к выходам преОбразователей тока и напряжения статора генератора, при этом дополнительный выход подключен к й-входам первого, второго и третьего триггеров, первого и второго двоичных счетчиков, а основной выход подключен к Я-входу первого триггера и первому входу первого элемента И, выход которого подключен к исполнительному блок;ф, второй вход первого элемента И подключен к прямому выходу второго, а третий вход этого элемента И подключен к прямому выходу третьего триггера, Я-входы которых подсоединены к выходам первого и второго деаифраторов соответственно, входы которых подсоединены к выходам соответственно первого и второго двоичных счетчиКов, С-вход вЪрого двоичного счетчика соединен с выходом второго элемента И, третий вход которого через логический элемент НЕ подключен к дополнительному выходу дистанционного измерительного 5 органа, второй вход - к инверсному выходупервого триггера, а первый вход - к выходу генератора импульсов стабильной частоты и первому входу третьего элемента И, второй вход которого соединен с прямым выходом 10 первого триггера, отличающееся тем,что, с целью повышения быстродействия, в него введены датчик положения ротора, формирователь импульсов, дополнительный триггер, четвертый элемент И, третий 15 двоичный счетчик, регистр памяти, формирователь обнуляющего импульса, делитель частоты и мультиплексор, причем дополнительный триггер своим й-еходом подсоединен к входу выборки регистра памяти и к 20 выходу датчика положения оотора, а своим Я-входом подсоединен к входу формиро вателя обнуля ющих импульсов и выходу формирователя импульсов, входом подсоединенного к преобразователю напряжения, 25 третий двоичный счетчик своими выходамиподсоединен к входам регистра памяти, своим В-входом подключен к выходу формирователя обнуляющих импульсов, своим С- входом - к выходу четвертого элемента И, 30 первый вход которого подключен к выходугенератора импульсов стабильной частоты, второй вход - к прямому выходу дополнительного триггера, мультиплексор выходом подсоединен с С-входу первого двоичного 35 счетчика, управляющими входами подсоединен к выходам регистра памяти, а мнформациОнными входами - к выходам делителя частОты, вход КОторОгО подсоединен к Выходу треьего элемента Иф1675997Составитель А,Евдокимов Редактор О.Хрипта Техред М.Моргентал Корректор С Чцж акаэ 3009 Тираж 1 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, )К, Раущская наб., 4/5Производственно издателвский ковгоинат "Патент", г. Укггород, ул.гагарина, 101