Генераторно-выпрямительная установка

(51) ЕТ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗО АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(53) 621.316.925.4:631.314.572 (088,8) (56) Федосеев А. М. Релейная защита электрических систем. М.: Энергия, 1976, с. 381.Авторское свидетельство СССР340019, кл, Н 02 Н 7/06, 1972.Авторское свидетельство СССР649096, кл, Н 02 Н 7/10, 1979.(54) (57) ГЕНЕРАТОРНО-ВЫПРЯМИ- ТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА, содержащая синхронный генератор с первой и второй трехфазными обмотками статора, соединенными каждая по схеме звезда с объединенными нулевыми точками и параллельными между собой, первый и второй выпрямительные преобразователи с объединенным и одноименными выходными шинами, первую кабельную трассу, соединяющую выводы фаз первой об мотки статора с одноименными входами первого выпрямительного преобразователя, вторую кабельную трассу, соединяющую выводы фаз второй обмотки статора с одноименными входами второго выпрямительного преобразователя, третью и четвертую кабельные трассы, подключенные соответственно к выводам фаз первой и второй обмоток статора, три датчика тока, выходами подключенных к входам блока защиты выполненного из последовательно соединенных элемента сложения, порогового и исполнительного элементов, отличаюиаяся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности путем выявления коротких замыканий в обмотках генератора, кабельных трассах и на шинах выпрямительных преобразователей, концы фаз третьей кабельной трассы подключены к одноименным входам второго выпрямительного Я преобразователя, а концы фаз четвертой кабельной трассы - к одноименным входам первого выпрямительного преобразователя, два датчика тока установлены в двух разноименных фазах первой кабельной трассы, а третий датчик тока - в третьей фазе ф второй кабельной трассы.5 1 О 15 Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в автономных электроэнергетических системах.Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности путем выявления коротких замыканий в обмотках генератора, кабельных трассах и на шинах выпрямительных преобразователей.На фиг. 1 представлена функциональная схема установки; на фиг. 2 - направления токов при трехфазных коротких замыканиях на выводах трехфазной обмотки генератора и на входе преобразователя; на фиг. 3 - то же, при двухфазных коротких замыканиях; на фиг, 4 и 5 - то же, при пробое вентилей; на фиг. 6 - то же, при витковых замыканиях в трехфазных обмотках генератора. Генераторно-выпрямительная установка содержит синхронный генератор 1 с первой 2 и второй 3 параллельными трехфазными обмотками статора, соединенными каждая по схеме звезда, нулевые точки которых объединены, первый 4 и второй 5 выпрямительные преобразователи, первую кабельную трассу 6, соединяющую выводы фаз А, В, С первой обмотки 2 статора с одноименными входами (А, В, С) первого выпрямительного преобразователя 4, и вторую кабельную трассу 7, соединяющую выводы фаз второй обмотки 3 статора с одноименными входами второго выпрямительного преобразователя 5, три датчика 8 - 10 тока, выходами подключенные к входам блока защиты, выполненного из элемента 11 сложения, порогового элемента 12, исполнительного элемента 13. Датчики 8 и 9 установлены соответственно в фазах А и С первой кабельной трассы 6, датчик 10 установлен в фазе В второй кабельной трассы 7. Третья кабельная трасса 14 соединяет выводы фаз первой обмотки 2 статора с одноименными входами второго выпрямительного преобразователя 5, четвертая кабельная трасса 15 соединяет выводы фаз второй обмотки 3 статора с одноименными входами первого выпрямительного преобразователя 4. Одноименные выходные шины преобразователей 4 и 5 объединены и через коммутационный аппарат 16 включены на общую нагрузку 17. Выход исполнительного элемента 13 соединен с блоком 18 регулирования возбуждения генератора 1, обмотками 19 отключения коммутационного аппарата 16, обмоткой 20 короткозамыкателя 21, подсоединенного к входам преобразователей 4 и 5,Установка работает следующим образом.При нормальных. эксплуатационных режимах, а также при внешних коротких замыканиях на нагрузке 17 (точка Кь фиг. 1) токи, протекающие по кабелям, на которые установлены датчики тока 8 - 10, симметричны, сумма их равна нулю. Сигнал на выходе элемента 11 отсутствует. Защита в данных режимах не срабатывает,20 25 зо 35 40 45 50 55 Возникновение трехфазных коротких замыканий на выводах первой или второй трех. фазных обмоток генератора приводит к изменению фаз выходных напряжений датчиков. Так, в случае повреждения на выводах первой трехфазной обмотки (фиг, 2 а), токи, протекающие через датчики тока 8 и 9, меняют свою фазу на80, что приводит к нарушению симметрии во вторичных цепях датчиков, появлению сигнала на выходе элемента 11 и срабатыванию защиты.Трехфазные короткие замыкания на входах преобразователей 4 или 5 характеризуются тем, что аварийные токи протекают только через два датчика, например 8 и 9 (фиг. 2 б), при повреждении на шинах преобразователя 4 или через один датчик0 тока при повреждении на шинах преобразователя 5. Сигнал приводит к срабатыванию защиты,При двухфазных коротких замыканиях на выводах первой или второй трехфазных обмоток аварийный ток протекает только через два датчика тока. Сумма выходных напряжений последних дает отличный от нуля сигнал, приводящий к срабатыванию защиты, Например, двухфазное короткое замыкание фаз А и В на выводах первой трехфазной обмотки (фиг. За) приводит к протеканию аварийного тока через датчики 8 и 10. Вторичные напряжения датчиков изменяют свою фазу на 180, при этом на выходе элемента 11 появляется сигнал, приводящий к срабатыванию защиты.Особенностью аварийных режимов при двухфазных коротких замыканиях на входах преобразователей 4 и 5 является то, что аварийный ток протекает только через один из трех датчиков тока, что приводит к появлению на выходе элемента 11 сигнала, приводящего к срабатыванию защиты. Например, при двухфазном коротком замыкании фаз А и В на шинах преобразователя 4 (фиг, Зб) аварийный ток протекает через датчик 8 тока. На выходе элемента 11 появляется сигнал, равный выходному напряжению датчика 8, который приводит к срабатыванию защиты,При пробое вентиля, например 22 (фиг. 4) в катодной группе преобразователя 4 в конце интервала его проводимости создается два контура (А и В ) для протекания аварийного тока в цепи переменного тока.В данном режиме через датчик 8 поврежденной фазы А протекает сумма токов А и В, а через датчик 10 тока фазы В - ток контура В. На выходе элемента 11 появится сигнал, под воздействием которого происходит срабатывание защиты.При пробое вентилей в анодных группах преобразователей 4 и 5, например вентиля 23, в конце его зоны проводимости (фиг. 5) двухфазное короткое замыкание начинает развиваться после появления положительного напряжения на аноде вентиля 22 поотношению к аноду вентиля 24. В этом случае также создается два контура (А и В), для протекания аварийного тока.В данном режиме через датчик 8 поврежденной фазы А протекает сумма токов контуров А и В, а через датчик 10, установленный в фазе В, протекает ток контура В. На выходе элемента 11 появляется сигнал, приводящий к срабатыванию защиты.Аналогично протекают процессы в установке и происходит срабатывание защиты при пробоях других вентилей. При витковых замыканиях в трехфазных обмотках генератора, например, в фазе А первой трехфазной обмотки возникает продольная несимметрия напряжений. Под воздействием результирующего напряжения происходит циркуляция токов нулевой последовательности через кабельные трассы 14 и 15, создающие замкнутый контур, Токи нулевой последовательности, протекающие через датчики 8 в 10, приводят к появлению на выходе элемента 11 сигнала, обеспечивающего срабатывание защиты.Этот вариант установки датчиков токана кабельные трассы не является единственным. В таблице приведены другие возможные варианты установки датчиков тока,Изобретение позволяет повысить надежность энергоснабжения потребителей в автономных электроэнергетических системах, так как в нем выявляются практически все виды повреждений генераторно-выпрям и- тельных установок.10 Первый преобразователь Второй преобразова- тель Фаза Фаза П р и м е ч а н и е: Знаком + обозначено место установки датчика тока. Варианты 15 А1 + 2 + 3 4 6 20 А В (:- - - +О. Орлс омитетаоткрыт кая наб д,ул. П 4/5тная Составитель Техред И. Вер Тираж 646 Государственного к лам изобретений и ква, Ж - 35, Рауш Патентэ, г. Ужгоро