SU1029310A1 - Device for earth (frame) fault protection of synchronous generator in single point of excitation circuit - Google Patents

Device for earth (frame) fault protection of synchronous generator in single point of excitation circuit Download PDF

Info

Publication number
SU1029310A1
SU1029310A1 SU813367607A SU3367607A SU1029310A1 SU 1029310 A1 SU1029310 A1 SU 1029310A1 SU 813367607 A SU813367607 A SU 813367607A SU 3367607 A SU3367607 A SU 3367607A SU 1029310 A1 SU1029310 A1 SU 1029310A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
output
unit
processing unit
generator
Prior art date
Application number
SU813367607A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Александрович Евдокимов
Original Assignee
Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Электроэнергетики
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Электроэнергетики filed Critical Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Электроэнергетики
Priority to SU813367607A priority Critical patent/SU1029310A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1029310A1 publication Critical patent/SU1029310A1/en

Links

Landscapes

  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА ОТ ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ (КОРПУС) В ОДНОЙ ТОЧКЕ ЦЕПИ ВОЗБУЖДЕНИЯ, содержащее выпр митель, вход которого соединен с первым выходом промежуточного тра нсформатора, компаратор и исполнительный , орган, отличающеес  тем, что, с целью повыщени  надежности работы защиты путем исключени  зависимости чувствительности от места замыкани  и величины напр жени  цепи возбуждени , оно дополнительно содержит первый и второй резисторы, генератор пр моугольных импульсов, генератор ступенчатого напр жени , ключ, блок задержки, блок управлени , блок обработки данных, блок уставок и дещифратор , при этом отрицатьный вывод выпр мител  через первый резистор содинен с положительным выводом обмотки возбуждени  генератора, положительный вывод выпр мител  подключен к первому входу компаратора и через второй резистор- к заземлению , второй вход компаратора соединен , с выходом генератора ступенчатого напр жени , основной вход которого подсоединен к выходу генератора пр моугольных импульсов, к которому подсоединены также вход блока управлени  и первый вход блока обработки данных, второй вход которого подключен к второму выходу промежуточного трансформатора, вход останову блока обработки данных и вход блока задержки соединены с выходом компаратора, управл ющий вход ключа подключен к первому выходу блока управлени , второй выход которого соединен с пусковым входом блока обработки данных, третий и четвертый к выходы блока управлени  соединены соответственно с входами «Установки на нуль ср генератора ступенчатого напр жени  и объсо единенными входами «Установки на нуль блока обработки данных и блока уставок, выход блока обработки данных через дещифратор соединен с первым входом блока уставок, второй вход которого соединен с п тым выходом блока управлени , пусковой вход блока уставок соединен с выходом блока задержки, а выход блока уставок со- , единен с входом исполнительного органа, вход промежуточного трансформатора через ключ соединен с источником питани .DEVICE FOR PROTECTION OF THE SYNCHRONOUS GENERATOR FROM THE CIRCUIT TO THE EARTH (HOUSING) AT ONE POINT OF THE EXCITATION CHAIN, containing a rectifier, the input of which is connected to the first output of the intermediate transformer, comparator and the actuator, the body, as a matter of purpose, the aim of the organization, the aim of the organization, the aim of the organization, the purpose, the aim, the purpose, the aim, the aim of the aim, the aim is to get the right; eliminating the dependence of sensitivity on the point of closure and the magnitude of the excitation circuit voltage, it additionally contains the first and second resistors, a square pulse generator, a step voltage generator and, a key, a delay unit, a control unit, a data processing unit, a setting unit and a decipheror, while the negative output of the rectifier is connected through the first resistor with the positive output of the generator excitation winding, the positive output of the rectifier is connected to the first input of the comparator and through the second resistor to the ground, the second input of the comparator is connected to the output of the step voltage generator, the main input of which is connected to the output of the square pulse generator, to which the input of the control unit is also connected The first input of the processing unit, the second input of which is connected to the second output of the intermediate transformer, the input to the stop of the processing unit and the input of the delay unit are connected to the output of the comparator, the control input of the key is connected to the first output of the control unit, the second output of which is connected to the starting input the data processing unit, the third and fourth to the outputs of the control unit are connected respectively to the inputs of the “Setting the zero voltage generator of the step voltage generator and the interconnected inputs of the Installation to the zero of the data processing unit and the setting unit, the output of the data processing unit is connected to the first input of the setting unit, the second input of which is connected to the fifth output of the control unit, the starting input of the setting unit is connected to the output of the delay unit, and the output of the setting unit is connected to the input of the actuator, the input of the intermediate transformer is connected via a switch to the power source.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к релейной защите электрооборудовани , и может быть использовано дл  контрол  состо ни  изол ции цепей оперативного посто нного тока и защиты синхронных генераторов от замыкани  на землю цепи возбуждени . Известны устройства дл  защит{ 1 синхронных генераторов от замыкани  на землю (корпус) в одной точке цепи возбуждени , основанные на наложении на защищаемую цепь напр жени  переменного тока от вспомогательного источника (1 - 4. Чувствительность устройств защиты, выполненных на основе указанного способа, зависит от колебаний напр жени  и частоты вспомогательного источника и от величины емкости цепи возбуждени , при этом чувствитьность устройств по 3 и 4 оказываетс  недостаточной, так как требуетс  отстройка от составл ющих высщих частот в выпр мительном напр жении цепи возбуждени . Чувствительность устройства, описанного в 4 и 5 зависит от колебаний напр жени  вспомогательного источника . Они имеют минимальную уставку 5 кОм, хот  дл  двухступенчатой защиты может потребоватьс  уставка меньще 5 кОм (см. экплуатационный циркул р № Э-12/76 Известны также устройства защиты синхронных генераторов от замыкани  на землю (корпус) в одной точке цепи возбуждени , основанные на наложении на защищаемую цепь посто нного напр жени , в которых производ т сравнение тока с заданной величиной, причем по величине тока суд т о величине переходного сопротивлени  изол ции, и когда ток в цепи превысит заданную величину, устройство защиты срабатывает. Посто нное напр жение, накладываемое на защищаемую цепь, получают либо при помощи выпр млени  гармонических составл ющих напр жени  цепи возбуждени  6, либо от вспомогательного источника 7. Наиболее близким к изобретению  вл етс  устройство защиты синхронного генератора , содержащее источник возбуждени  синхронного генератора, обмотку возбуждени  синхронного генератора, пере;ходное сопротивление изол ции - емкость на землю цепи возбуждени , выпр митель, отрицательный полюс которого через компаратор , выполненный на реле тока, присоединен к положительному выводу обмотки воз-буждени , а положительный - к контуру заземлени . Вывод компаратора подключен к исполнительному органу, промежуточный трансформатор подключен к сети, а вывод его подключен к выпр мителю 7. Однако это устройство защиты имеет зависимость чувствительности от величины напр жени  возбуждени  и от расположени  места замыкани . Это св зано со еледующим . Чувствительность защиты, характеризуема  значением переходного сопротивлени  Гд , на которое она реагирует, определ етс  выражением UMCT Увозб г - где UJ,C.T напр жение вспомогательного источника; -напр жение в месте повреждени , определ емое напр жением возбуждени ; 1ср - ток срабатывани  реле тока; Гр - сопротивление обмотки реле тока. Первое из слагаемых числител  (напр жение вспомогательного источника) практически измен етс  незначительно (±10- 15%). Второе слагаемое (напр жение в месте повреждени ) - величина переменна  и мен етс  от нул  до номинального напр жени  возбуждени  и не может быть непосредственно измерена. Дл  мощных генераторов номинальное напр жение возбуждени  превыщает напр жение вспомогательного источника в раз (например, при напр жении вспомогательного источника UHCT 100 В). Без учета сопротивлени  обмотки реле тока имеем .ci ilH« iТак как защита срабатывает при одном и том же значении тока, то первое слагаемое есть величина посто нна , а второе слагаемое - величина переменна  и может превыщать посто нную величину в щесть раз. Следовательно, величина переходного сопротивлени , при котором работает защита, может отличатьс  от истинного в семь раз. При замыкании на землю в любом месте обмотки возбуждени  невозбужденного генератора , защита имеет минимальную чувствительность- к переходным сопротивлени м. Таким образом, недостатком известного устройства  вл етс  зависимость чувствительности защиты от места замыкани  и величины напр жени  цепи возбуждени  синхронных генераторов, а следовательно, снижение надежности работы. Цель изобретени  - повыщение надежности работы защиты путем исключени  зависимости чувствительности от места замЫ кани  и величины напр жени  цепи возбуждени  синхронных генераторов. Поставленна  цель достигаетс  благодар  тому, что в известное устройство, содержащее выпр митель, вход которого соединен , с первым выходом промежуточного трансформатора, компаратор и исполнительный орган, дополнитьно введены первый и второй резисторы, генератор пр моугольных импульсов, генератор ступенчатого напр жени , ключ, блоки задержки и управлени , обработки данных, уставок и дещифратор,The invention relates to electrical engineering, in particular, to relay protection of electrical equipment, and can be used to monitor the state of isolation of operational DC circuits and to protect synchronous generators from grounding of the excitation circuit. Devices are known for protecting {1 synchronous generators from ground fault (housing) at one point of the excitation circuit, based on applying an alternating current voltage to the protected circuit from an auxiliary source (1 to 4. The sensitivity of protection devices based on this method depends on from the voltage and frequency fluctuations of the auxiliary source and from the magnitude of the capacitance of the excitation circuit, while the sensitivity of the devices 3 and 4 is insufficient, since it is necessary to detun in the rectifying voltage of the excitation circuit. The sensitivity of the device described in 4 and 5 depends on the voltage fluctuations of the auxiliary source. They have a minimum setting of 5 kΩ, although a two-step protection may require a setting less than 5 kΩ (see operating circular E no. 12/76 Also known are protection devices for synchronous generators against grounding (housing) at one point of the excitation circuit, based on imposing a dc voltage on the protected circuit, in which the current is compared with the specified voltage. Ichin, the largest current value is judged on the transition insulation resistance, and when the current in the circuit exceeds a predetermined value, the protection device is triggered. A constant voltage applied to the protected circuit is obtained either by straightening the harmonic components of the voltage of the excitation circuit 6 or from an auxiliary source 7. The protection device of the synchronous generator containing the excitation source of the synchronous generator, the excitation winding, is the closest to the invention. synchronous generator, trans; isolation resistance - capacitance to ground of the excitation circuit, rectifier, the negative pole of which through a comparator made on the current relay, One to the positive terminal of the winding cart-excited and positive - to ground loops. The comparator lead is connected to the actuator, the intermediate transformer is connected to the mains, and its lead is connected to the rectifier 7. However, this protection device has a sensitivity dependence on the magnitude of the excitation voltage and on the location of the circuit. This is related to those who desire it. The sensitivity of protection, characterized by the value of the transition resistance Gd, to which it reacts, is determined by the expression UMCT Uvoz g - where UJ, C.T is the voltage of the auxiliary source; - voltage at the site of damage, determined by the excitation voltage; 1sr - current relay operating current; Gr is the resistance of the winding of the current relay. The first of the terms of the numerator (the voltage of the auxiliary source) practically varies slightly (± 10–15%). The second term (voltage at the fault site) is variable and varies from zero to the nominal field voltage and cannot be directly measured. For high-power generators, the nominal field voltage exceeds the voltage of the auxiliary source by a factor of times (for example, when the auxiliary voltage of the UHCT source is 100 V). Without taking into account the resistance of the winding of the current relay, we have .ci ilH "iSince the protection is triggered at the same current value, the first term is constant and the second term is variable and can exceed the constant value once more. Consequently, the magnitude of the transition resistance at which the protection operates may differ from the true one by seven times. When shorted to earth anywhere in the field of excitation of an unexcited generator, the protection has minimal sensitivity to transient resistances. Thus, a disadvantage of the known device is the dependence of the sensitivity of the protection on the location of the circuit and the magnitude of the excitation circuit of synchronous generators, and therefore a decrease in reliability work. The purpose of the invention is to increase the reliability of the protection by eliminating the dependence of sensitivity on the place of squeezing and the magnitude of the excitation circuit of synchronous generators. The goal is achieved due to the fact that a known device containing a rectifier, whose input is connected to the first output of the intermediate transformer, comparator and actuator, additionally includes the first and second resistors, a square pulse generator, a step voltage generator, a key, blocks delays and control, data processing, settings and descrambler,

при этом отрицательный вывод выпр мител  через первый резистор соединен с положительным выводом обмотки возбуждени  генератора, положительный вывод выпр мител  подключен к первому входу компаратора и через второй резистор - к заземлению , второй вход компаратора соединен с выходом генератора ступенчатого напр жени , основной вход которого подключен к выходу генератора пр моугольных импульсов , к которому подсоединены также вход блока управлени  и первый вход блока обработки данных, второй вход которого подключен к второму выходу промежуточного трансформатора, вход останова блока обработки данных и вход блока задержки соединены с выходом компаратора, управл ющий вход ключа подключен к первому выходу блока управлени , второй выход которого соединен с пусковым входом блока обработки данных, третий и четвертый выходы блока управлени  соединены соответственно с входами «Установки на нуль генератора ступенчатого напр жени  и объединенными входами «Установки на нуль блока обработка данных и блока уставок, выход блока обработки данных, через дешифратор соединен с первым входом блока уставок , со вторым входом которого соединен п тый выход блока управлени , пусковой вход блока уставок соединен с выходом блока задержки, а выход блока уставок соединен с входом исполнительного органа, вход промежуточного трансформатора через ключ соединен с источником питани .the negative output of the rectifier through the first resistor is connected to the positive output of the generator excitation winding, the positive output of the rectifier is connected to the first input of the comparator and through the second resistor to the ground, the second input of the comparator is connected to the output of the step voltage generator, the main input of which is connected to the output of the square pulse generator, to which the input of the control unit and the first input of the processing unit are also connected, the second input of which is connected to the second output p transformer, the stop input of the data processing unit and the input of the delay unit are connected to the output of the comparator, the control input of the key is connected to the first output of the control unit, the second output of which is connected to the starting input of the data processing unit, the third and fourth outputs of the control unit are connected respectively to the inputs " Zero generator settings of the step voltage and the combined inputs. Zero unit settings of the data processing unit and the settings unit, output of the data processing unit, via a decoder connection n to a first input setting unit, the second input of which is connected to a fifth output of the control unit, the trigger input setting unit is connected to the output of the delay block, and an output setting unit connected to the input of the executive authority intermediate transformer input through the switch is connected to a power source.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы напр жений на выходах блока управлени .FIG. 1 shows a block diagram of the device; in fig. 2 shows time diagrams of voltages at the outputs of the control unit.

Источник возбуждени  1 подсоединен к обмотке возбуждени  2 синхронного генератора . Обмотки и источник возбуждени  синхронного генератора имеют относительно земли (корпуса) переходное сопротивление изол ции 3 и распределенную емкость, представленную на блок-схеме сосрёдоточенной емкостью 4. Отрицательный вывод выпр мител  5 через первый резистор 6 соединен с положительным выводом обмотки возбуждени  синхронного генератора 2 и источника возбуждени  1, а положительный вывод содинен с первым входом компаратора 7 и через второй резистор 8 - с заземлением. Вход промежуточного трансформатора 9 через электронный ключ 10 соединен с источником питани . Выход генератора 11 ступенчатого напр жени  соединен со вто,рым входом компаратора 7. В компараторепроисходит сравнение напр жени , падающего на втором резисторе 8, со ступенчатым напр жением. Выход генератора 12 пр моугольных импульсов соединен со входами генератора 11 ступенчатого напр жени , блока управлени  13 и с первым входом блока 14 обработки данных . Генератор, ступенчатого напр жени The excitation source 1 is connected to the excitation winding 2 of the synchronous generator. The windings and the excitation source of the synchronous generator are relative to the earth (housing) transient insulation resistance 3 and the distributed capacitance presented in the block diagram by the adjacent capacitance 4. The negative output of the rectifier 5 is connected via the first resistor 6 to the positive output of the excitation winding of the synchronous generator 2 and source excitation 1, and the positive output connected to the first input of the comparator 7 and through the second resistor 8 - to ground. The input of the intermediate transformer 9 is connected via an electronic switch 10 to a power source. The output of the generator 11 of the step voltage is connected to the secondary input of the comparator 7. A comparison of the voltage falling on the second resistor 8 with the step voltage goes to the comparator. The output of the generator 12 rectangular pulses is connected to the inputs of the generator 11 of the step voltage, the control unit 13 and to the first input of the data processing unit 14. Generator, step voltage

служит дл  преобразовани  пр моугольных и 5пyльcoв, поступающих на его вход, в ступенчатое напр жение, при этом каждому входному, импульсу соответствует вполне определенна  ступень выходного напр жени . Первый выход блока 13 управлени  соединен с управл ющим входом электронного ключа 10, второй выход блока 13 соединен с пусковым входом блока 14 обработки данных , третий выход соединен со входом установки , в нулевое состо ние генератора 11 ступенчатого напр жени , четвертый выход - со входами установки в нулевое состо ние блока 14 обработки данных и блокаserves to convert the rectangular and 5piles arriving at its input into a step voltage, with each input pulse corresponding to a well-defined output voltage level. The first output of the control unit 13 is connected to the control input of the electronic key 10, the second output of the unit 13 is connected to the starting input of the data processing unit 14, the third output is connected to the installation input, to the zero state of the generator 11 of the step voltage, the fourth output to the installation inputs to the zero state of the processing unit 14 and the unit

15уставок, п тый выход - со вторым входом блока уставок 15. Выход компаратора 7 соединен со входом остановки блока 14 обработки данных и через блок 16 задержки - с пусковым входом блока 15 уставок. Блок15 sets, the fifth output - with the second input of the setting unit 15. The output of the comparator 7 is connected to the stop input of the data processing unit 14 and through the delay block 16 - to the starting input of the setting unit 15. Block

16задержки подсчитывает приход щие на его вход импуль-сы с компаратора и после прихода второго импульса с небольшой задержкой посылает сигнал на пусковой од, блока уставок. -Выход блока 14 обработки данных через дешифратор 17 соединен с первым входом блока 15 уставок. В блоке уставок осуществл етс  сравнение величины переходного сопротивлени  -изол ции с уставкой устройства защиты. Выход блока уставок соединен со входом исполнительного органа 18, запоминающего импульс, приход щий с выхода блока уставок. Второй вход блока 14 обработки данных соединен с выходом промежуточного трансформатора 9. Блок обработки данных производит преобразование количества импульсов в двоичный код; делит величину напр жени , поступающего на второй вход, на разность токов 2 и Ij, протекающих в разный момент времени через посто нньш резистор 10, а из полученного результата вычитает величину, соответствующую суммарному внутреннему сопротивлений блока 5 и резисторов 6 и 8.The 16 delays count the pulses arriving at its input from the comparator and after the arrival of the second pulse with a small delay, send a signal to the starting one, the block of settings. The output of the data processing unit 14 through the decoder 17 is connected to the first input of the setting unit 15. In the setting block, a comparison is made of the value of the transient-insulation resistance with the setting of the protection device. The output of the block of settings is connected to the input of the executive body 18, which stores the pulse coming from the output of the block of settings. The second input of the data processing unit 14 is connected to the output of the intermediate transformer 9. The data processing unit converts the number of pulses into a binary code; divides the voltage supplied to the second input by the difference in currents 2 and Ij flowing at different times through a constant resistor 10, and from the result, subtracts the value corresponding to the total internal resistance of the block 5 and resistors 6 and 8.

Работа устройства рассматриваетс  в следующих двух случа х:The operation of the device is considered in the following two cases:

переходное сопротивление изол ции больше сопротивлени  уставки;insulation resistance is greater than setpoint resistance;

переходное сопротивление изол ции меньше сопротивлени  уставки;insulation resistance is less than set point resistance;

Переходное сопротивление изол ции боль ше сопротивлени  уставки.Isolation resistance is greater than setpoint resistance.

Управление работой устройства защиты обеспечивает блок управлени  13. Пусть в какой-то момент времени напр жение на третьем выходе блока управлени  равно логической «1, а на остальных выходах - логическому «О (фиг. 2). Сигнал с третьего выхода блока управлени  поступает на вход установки в нулевое состо ние генератора 11 ступенчатого напр жени , при этом на выходе генератора напр жение равно нулю до конца действи  входного сигнала. В момент времени, когда сигнал на третьем выходе блока 13 равен логическому «О, на выходе генератора 11 напр жение начнет ступенчато возрастать и одновременно на втором выходе блока управлени  напр жение станет равным логической «1, блок 14 обработки данных записывает количество импуль.сов, поступающих на его первый вход от генератора пр моугольных импульсов 12. Когда ступенчатое напр жение на втором входе компаратора 14 стает равным или больше напр жени  на его первом входе, то на его выходе по вл етс  сигнал, а в блоке обработки данных записываетс  количество нмпульсов, поступивших на. его первый вход за промежуток времени между по влением напр жени  логической ,«1 до по влени  сигнала на выходе компаратора. В следующий момент времени, когда напр жени  на первом и третьем выходах блока 13 равны логической «1, а на втором, четвертом и п том выходах - логическому «О, напр жение на выходе генератора 11 стает равным нулю, электронный ключ 10 замыкаетс  и на выходе выпр мител  5 по вл етс  напр жение. При этом длительность импульсов напр жени  на третьем выходе блока 13 выбрана такой, что за это врем  емкость 4 цепи возбуждени  полностью зар жаетс . Когда напр жение на втором выходе блока 13 стает равным логической «1, а на третьем выходе - логическому «О, напр жение на выходе генератора 11 ступенчатого напр жени  станет ступенча-. то возрастать пропорционально количеству импульсов, пришедших на его вход. В блоке 14 обработки данных записываетс  количество импульсов, поступающих на его вход. При равенстве напр жений на первом и втором входе компаратора 7, на его выходе по вл етс  сигнал, в блоке обработки данных прекращаетс  запись количества поступающих импульсов. В блоке 14 обработки данных выдел етс  разность количества импульсов , записанных в первый и во второй раз, беретс  отношение величин, соответствующих напр жению на втором входе блока обработки данных (со второго выхода промежуточного трансформатора), и указанной выше разности. А из полученного результата вычитаетс  величина, соответствующа  суммарному сопротивлению элемента 5 и резисторов 6 и 8. С выхода блока обработки данных через дешифратор 17 полученна  величина поступает на первый вход блока уставок 15. Сигнал, который по вл етс  с небольшой выдержкой времени на выходе блока задержки 16 после двух срабатываний компаратора 7, не проходит на выход блока уставок 15, так как величина переходного сопротивлени  изол ци  больше величины сопротивлени  уставки, и на выходе исполнительного органа 18 сигнала не будет - устройство защиты не срабатывает . По вление сигнала на четвертом выходе блока 13 управлени  устанавливает в нулевое состо ние блок 14 обработки данных и блока уставок 15. После установлени  на четвертом выходе блока 13 нулевогоThe operation of the protection device is controlled by the control unit 13. Let at some moment of time the voltage at the third output of the control unit is equal to logical "1, and on the remaining outputs - logical" O (Fig. 2). The signal from the third output of the control unit enters the input to the zero state of the generator 11 of the step voltage, while the voltage at the generator output is zero until the end of the input signal. At the time when the signal at the third output of block 13 is equal to logical "O, the voltage of the generator 11 begins to increase stepwise and simultaneously the second output of the control unit of the voltage becomes equal to logical" 1, the data processing unit 14 records the number of pulses arriving at its first input from the square-wave generator 12. When the step voltage at the second input of the comparator 14 becomes equal to or greater than the voltage at its first input, a signal appears at its output, and in the data processing unit isyvaets number nmpulsov received on. its first input over the time interval between the occurrence of a logical voltage, “1 to the appearance of a signal at the comparator output. At the next point in time, when the voltages on the first and third outputs of block 13 are logical "1, and on the second, fourth and fifth outputs, logical" O, the voltage at the output of the generator 11 becomes equal to zero, the electronic switch 10 closes and The output of the rectifier 5 appears voltage. In this case, the duration of the voltage pulses at the third output of the block 13 is selected such that during this time the capacitance 4 of the excitation circuit is fully charged. When the voltage at the second output of the block 13 becomes equal to logical "1, and at the third output - logical" O, the voltage at the output of the generator 11 of the step voltage will become a step. then increase in proportion to the number of pulses that came to its input. In data processing unit 14, the number of pulses arriving at its input is recorded. When the voltages are equal at the first and second inputs of the comparator 7, a signal appears at its output, in the data processing unit the recording of the number of incoming pulses stops. In data processing unit 14, the difference in the number of pulses recorded in the first and second times is selected; the ratio of the values corresponding to the voltage at the second input of the data processing unit (from the second output of the intermediate transformer) to the difference indicated above is taken. The value corresponding to the total resistance of the element 5 and resistors 6 and 8 is subtracted from the result. The output value of the data processing unit through the decoder 17 enters the first input of the setting unit 15. A signal that appears with a short delay at the output of the delay unit 16 after two triggers of the comparator 7, does not pass to the output of the setting block 15, since the value of the transient resistance of the insulation is greater than the value of the resistance of the set point, and there will be no signal at the output of the actuator 18 stroystvo protection does not work. The appearance of the signal at the fourth output of the control unit 13 sets the data processing unit 14 and the setting block 15 to the zero state. After the fourth output of the block 13 is set to zero

потенциала цикл работы устройства повтор етс  сначала.The potential cycle of operation of the device is repeated first.

Переходное сопротивление изол ции меньще,сопротивлени  уставки.Isolation resistance is smaller, setpoint resistance.

Устройство защиты работает как и в предыдущем случае, однако, если в случае трех следующих один за другим циклов работы устройства величина переходного сопротивлени  изол ции остаетс  меньше уставки, то на выходеблока уставок по вл етс  сигнал, который на выходе исполнительного органа 18 формирует импульс. Это необходимо дл  того, чтобы отстроитьс  от переходных процессов системе возбуждени . Если за врем  трех циклов работы устройства защиты величина переход5 кого сопротивлени  изол ции окажетс  больше сопротивлени  уставки, то на выходе блока уставок сигнала не будет. Во врем  четвертого цикла работы устройства сигнал с п того выхода блока 13 управлени  стирает информацию, запомненную ранее в блоке уставок в течение циклов работы устройства, при которых величина переходного сопротивлени  изол ции была меньше уставки устройства защиты.The protection device operates as in the previous case, however, if in the case of three successive cycles of operation of the device, the value of the insulation resistance remains less than the setpoint, then a signal appears at the output unit of the settings, which generates a pulse at the output of the actuator 18. This is necessary in order to build up a transient excitation system. If during the three cycles of operation of the protection device the value of the transition 5 isolation resistance will be greater than the resistance of the setpoint, then the output of the block of settings of the signal will not be. During the fourth cycle of operation of the device, the signal from the fifth output of the control unit 13 erases the information stored earlier in the setting block during the device operation cycles in which the value of the transient insulation resistance was less than the protection device setting.

Измеренна  величина сопротивлени  изол ции нз зависит от величины напр жени  возбуждени  и от места замыкани .The measured value of the insulation resistance nz depends on the magnitude of the excitation voltage and the location of the circuit.

Величина тока I,, протекающего через резистор 8 при напр жении на выходе выпр мител , равном нулю.The magnitude of the current I ,, flowing through the resistor 8 at a voltage at the output of the rectifier is zero.

Ео.й Eo.y

I,I,

Гп-t- ГГп-t-Г

Величина тока 1 протекающего через резистор 8 при напр жении на выходе выпр мител , равном иThe magnitude of the current 1 flowing through the resistor 8 when the voltage at the output of the rectifier is equal to and

1 . Гп + гв one . Гп + гв

гдеУвоз напр жение в месте повреждени , определ емое напр жением воз ,буждени ;where is the voltage in the place of damage, determined by the stress of the stress, stress;

TT, -величина переходного сопротивлени  изол ции;TT, is the magnitude of the insulation resistance;

г -внутреннее суммарное сопротиввление выпр мител  и двух резисторов 6 и 8r - internal total resistance of the rectifier and two resistors 6 and 8

UBoji ii(ni ); (Гт, + г)-иUBoji ii (ni); (Rm, + r) -and

4four

Приравн ем эти выражени Equating these expressions

Ii (-„+ г) Iz (г. + rj- и.Ii (- „+ g) Iz (r. + Rj- and.

отсюда г равноhence r equals

и:and:

i,-r,  i, -r,

2-Il2-il

55 Так как в последнем выражении нет V то и Гр не зависит от . е. чувствительность защиты не зависит от места замыкани  и значени  напр жени  возбуждени . В последнем выражении дл  Гп замен ем токи I, и 12 через падение напр жени  в резисторе 8 . т,У - U2-U, где К. - величина сопротивлени  тора 8; - п ли iT гдеДи - напр жение одной ступени генератора 11 ступенчатого напр жени ; PI,Т12И п - число импульсов, и величина переходного сопротивлени  равна г - R - - ь Таким . образом, данное устройство дл  защиты синхронных генераторов от замыкани  на землю (корпус) в одной точке цепи возбуждени  не имеет зависимости чувст вительности от места замыкани  и значени  напр жени  цепи возбуждени , что обеспечивает достижение цели изобретени  - увс личени  надежности работы защиты по сравнению с устройством-прототипом. По сравнению с базовым объектом (защитой генераторов типа КЗР-3) предлагаемое устройство позвол ет с высокой точностью производить замер переходных сопротивлений в диапазоне до 200 кОм и более , в то врем  как защита КЗР-3 - только до 10 кОм. Это преимущество предлагаемого устройства дает возможность вы вить повреждени  на ранней их стадии и прин ть соответствующие меры по сохранению генератора в работе. При этом контроль состо ни  изол ции цепи возбуждени  осуществл етс  непрерывно и автоматически , так как устройство может быть снабжено блоком индикации и легко св зано с управл ющими микропроцессорами. Проведенные лабораторные испытани  макета устройства показывают его надежную работу55 Since in the last expression there is no V then Gy does not depend on. that is, the sensitivity of the protection does not depend on the location of the closure and the value of the excitation voltage. In the last expression for Gp, we replace the currents I, and 12 through the voltage drop across the resistor 8. t, Y - U2-U, where K. is the magnitude of the resistance of torus 8; - ni iT whereDi is the voltage of one step of the generator 11 of the step voltage; PI, T12I n - the number of pulses, and the magnitude of the transition resistance is equal to r - R - - L So. Thus, this device for protection of synchronous generators from ground fault (housing) at one point of the excitation circuit does not depend on the location of the circuit and the voltage value of the excitation circuit, which achieves the purpose of the invention - increasing the reliability of protection compared to the device -prototype Compared with the base object (protection of generators of the type KZR-3), the proposed device allows to measure transient resistances with high accuracy in the range up to 200 kΩ or more, while the protection of KZR-3 only up to 10 kΩ. This advantage of the proposed device makes it possible to detect damage at an early stage and to take appropriate measures to preserve the generator in operation. In this case, the control of the isolation circuit state of the excitation circuit is carried out continuously and automatically, since the device can be equipped with a display unit and easily connected with control microprocessors. Laboratory tests of the device layout show its reliable operation.

././

фиг. 2FIG. 2

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА ОТ ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ (КОРПУС) В ОДНОЙ ТОЧКЕ Цепи ВОЗБУЖДЕНИЯ, содержащее выпрямитель, вход которого соединен с первым выходом промежуточного трансформатора, компаратор и исполнительный орган, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы защиты пу- тем исключения зависимости чувствительности от места замыкания и величины напряжения цепи возбуждения, оно дополнительно содержит первый и второй резисторы, генератор прямоугольных импульсов, генератор ступенчатого напряжения, ключ, блок задержки, блок управления, блок обработки данных, блок уставок и дешифратор, при этом отрицатьный вывод выпрямителя через первый резистор содинен с положительным выводом обмотки возбуждения генератора, положительный вывод выпрямителя подключен к первому входу компаратора и через второй резистор— к заземлению, второй вход компаратора соединен, с выходом генератора ступенчатого напряжения, основной вход которого подсоединен к выходу генератора прямоугольных импульсов, к которому подсоединены также вход блока управления и первый вход блока обработки данных, второй вход которого подключен к второму выходу промежуточного трансформатора, вход останова блока обработки данных и вход блока задержки соединены с выходом компаратора, управляющий вход ключа подключен к первому выходу блока управления, второй выход которого соединен с пусковым входом блока обработки данных, третий и четвертый · выходы блока управления соединены соответственно с входами «Установки на нуль» генератора ступенчатого напряжения и объединенными входами «Установки на нуль» блока обработки данных и блока уставок,) выход блока обработки данных через дешифратор соединен с первым входом блока уставок, второй вход которого соединен с пятым выходом блока управления, пусковой вход блока уставок соединен с выходом блока задержки, а выход блока уставок соединен с входом исполнительного органа, вход промежуточного трансформатора через ключ соединен с источником питания.DEVICE FOR PROTECTING THE SYNCHRONOUS GENERATOR FROM CIRCUIT TO THE EARTH (HOUSING) IN ONE POINT OF THE EXCITATION Circuit, containing a rectifier, the input of which is connected to the first output of the intermediate transformer, a comparator and an actuator, characterized in that, in order to increase the reliability of protection by eliminating the dependence of sensitivity on the location of the circuit and the magnitude of the voltage of the excitation circuit, it additionally contains the first and second resistors, a rectangular pulse generator, a step voltage generator, a key , delay unit, control unit, data processing unit, setpoint unit and decoder, while the negative terminal of the rectifier through the first resistor is connected to the positive terminal of the excitation coil of the generator, the positive terminal of the rectifier is connected to the first input of the comparator and through the second resistor to ground, the second input the comparator is connected to the output of the step voltage generator, the main input of which is connected to the output of the rectangular pulse generator, to which the input of the control unit and the input of the data processing unit, the second input of which is connected to the second output of the intermediate transformer, the stop input of the data processing unit and the input of the delay unit are connected to the output of the comparator, the control input of the key is connected to the first output of the control unit, the second output of which is connected to the starting input of the data processing unit, the third and fourth · outputs of the control unit are connected respectively to the inputs of the "Zero" of the step voltage generator and the combined inputs of the "Zero" of the processing unit data and the settings block) the output of the data processing unit via a decoder is connected to the first input of the settings block, the second input of which is connected to the fifth output of the control unit, the starting input of the settings block is connected to the output of the delay unit, and the output of the settings block is connected to the input of the executive body, input an intermediate transformer through a key connected to a power source.
SU813367607A 1981-12-23 1981-12-23 Device for earth (frame) fault protection of synchronous generator in single point of excitation circuit SU1029310A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813367607A SU1029310A1 (en) 1981-12-23 1981-12-23 Device for earth (frame) fault protection of synchronous generator in single point of excitation circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813367607A SU1029310A1 (en) 1981-12-23 1981-12-23 Device for earth (frame) fault protection of synchronous generator in single point of excitation circuit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1029310A1 true SU1029310A1 (en) 1983-07-15

Family

ID=20987311

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813367607A SU1029310A1 (en) 1981-12-23 1981-12-23 Device for earth (frame) fault protection of synchronous generator in single point of excitation circuit

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1029310A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР № 189494, кл. Н 02 Н- 7/06, 1966. 2 Авторское свидетельство СССР № 612338, кл. Н 02 Н 7/06, 1978. 3.Туганов Д. В. Чувствительна защита цепей возбуждени генераторов и синхронных комденсаторов от замыкани на землю в одной точке.-Опыт эксплуатации релейной защиты, автоматики и телемеханики в системе Днепроэнерго, БТН ОРГРЭС, 1964, с. 02-96. 4.Henninger К. etal. Чувствительна двухступенчата защита ротора от к. з. на землю дл синхронных машин. Siemens Energietechnik, 1979, №11, 407-411. 5.Патент DE № 2545325,: кл. G 01 К 27/18, опублик, 1979. 6.Авторское свидетельство СССР № 402114, кл. Н 02 Н 7/06, 1974. 7.Защита блоков генератор-трансформатор-трансформатор и генфатор-автотрансформатор. Руковод щие указани по релейной защиты. Вып. 5, «Энерги , 1963, с. 39. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0085769B1 (en) Electricity meters
US3786311A (en) Circuit breaker and static trip circuit therefor
SU1029310A1 (en) Device for earth (frame) fault protection of synchronous generator in single point of excitation circuit
US4486803A (en) Electronic system for high amperage circuit interruption apparatus
US3337772A (en) Transformer differential protection
GB1572457A (en) Fault detecting and indicating apparatus
US4428021A (en) Current monitoring apparatus
US4426670A (en) Method of protection of electrical networks in the event of power transients by means of a surge arrester and a surge arrester for the performance of the method
US3735215A (en) Self-powered relay target circuit
SU1575140A1 (en) Apparatus for testing insulation for electric strength
US4538194A (en) Ground fault desensitization circuit for electronic breaker
SU983874A1 (en) Device for protecting synchronous generator from earthing in one point of ebcitation circuit
DE2723408A1 (en) DEVICE FOR OVERLOAD PROTECTION OF ELECTRIC EQUIPMENT
SU1095298A2 (en) Device for differential protecting of power transformer
SU1156188A2 (en) Device for protection of installation with rectifiers connected in parallel
US3579043A (en) Reverse power relay
SU1101962A1 (en) Device for protecting installation with rectifiers connected in parallel
SU1758752A1 (en) Device for protecting electrical units for current overloads
SU421937A1 (en)
RU1810847C (en) Device for indicating break-down voltage
SU1113866A1 (en) Device for providing differential-phase protection
SU1290526A1 (en) Integrating two-step analog-to-digital converter
SU1670733A1 (en) Device for current protection of ac electrical plant
SU1511800A1 (en) Method of short-circuiting protection of rectifier converter
SU535644A1 (en) Impulse device for blocking protection of the transformer against inrush currents