SU1134983A1

SU1134983A1 - Device for protecting generator against single-phase short circuits

Info

Publication number: SU1134983A1
Application number: SU833647139A
Authority: SU
Inventors: Илья Владимирович Баршай; Александр Иванович Ялинич
Original assignee: Днепропетровская Гидроэлектростанция Им.В.И.Ленина
Priority date: 1983-09-28
Filing date: 1983-09-28
Publication date: 1985-01-15

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ГЕНЕРАТОРА ОТ ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЙ, содержащее включенный на выводах трансформатор напр жений с обмоткой, соединенной в разомкнутый треугольник, и : трансформатор напр жени , включенный в нейтраль генератора, ко вторичным обмоткам которых подключены фильтры третьих гармоник, выходами соединен- ные через блок отношений с исполнительным органом третьей гармоники, и фильтр первой гармоники, выходом соединенный с исполнительным органом первой гармоники отличающеес тем, что, с целыо повышени надежности путем обеспечени избирательности действи запщты между фильтром и исполнительньм органом первой гармоники дополнительно включен блок отношений первой и третьей гармоник с рабочим и тормозным контурами, причем его тормозной контур подключен к выходу фильтра третьей гармоники, i подключенного к компенсационной катушке или трансформатору напр жени нейтрали генератора.A DEVICE FOR PROTECTING A SINGLE-PHASE TURN-OFF GENERATOR containing a voltage transformer with a winding connected in an open triangle and: a voltage transformer connected to the generator neutral, the secondary windings of which are connected to third harmonics, outputs connected via a relation block with the executive organ of the third harmonic, and the filter of the first harmonic, the output connected to the executive organ of the first harmonic is characterized in that, in order to increase the reliability of the m zapschty provide selectivity of action between the filter and the first harmonic ispolnitelnm body block is further included the relationship of the first and third harmonics of a work and the brake circuits, with its brake circuit connected to the output of the third harmonic filter, i connected to the compensation coil or transformer voltage generator neutral.

Description

СОWITH

со with

0000

соwith

Изобретение относитс к электротехнике , а более конкретно - к защитным устройствам-генераторов электростанций от замыканий их статорных обмоток на землю.5The invention relates to electrical engineering, and more specifically to protective devices-generators of power plants from short circuits of their stator windings to earth.

Известно устройство дл защиты т;енерат ра от замыканий на землю, содержащее исполнительный орган, включенный на выход схемы сравнени измер емых напр жений, подключенной к 0 выводам вторичной обмотки трансформаторов напр жени , включенных в открытый треугольник со стороны выводов генератора, и к выводам вторичной обмотки трансформатора напр жени в 15 нейтрали генератора, причем исполнительные органы включены непосредственно на выход cxetcd сравнени , в которой вторичные обмотки трансформаторов напр жени включены поспедова- 20 тельно-согласно С 3A device for protecting an earth-fault generator is known, comprising an actuator connected to the output of a comparison voltage circuit connected to the 0 terminals of the secondary winding of voltage transformers connected to the open triangle on the side of the generator terminals, and to the terminals of the secondary windings of a voltage transformer in 15 neutral generator, and the executive bodies are connected directly to the comparison output cxetcd, in which the secondary windings of voltage transformers are connected to the output of 20 bodies but according C-3

Недостатком известного устройства вл етс то, что его можно использовать только.дл защиты энергоблока с одним генератором и нельз использо-. 25 вать дл защиты генераторов, работаю-; щкх в схемахукрепненных блоков, например два генератора - трансформатор , поскольку разность напр жений третьих гармоник выводов и нейтра- 30 лей генераторов укрупненного блока в отдельных нормальных режимах работы может превышать уставку защиты., Последнее объ сн етс тем, что при работе генераторов укрупненного бло- 35 ка с неравной активной нагрузкой.-, или в различных режимах работы (одинв генераторном режиме работы, другой - в компенсаторном) между векторами основной ЭДС генераторов образу-40 етс угол Ч равный разности внутренних углов генераторов ( б). При этом между векторами ЭДС третьих гармоник, которые жестко св заны с основной ЭДС генератора) образуетс 45 угол, равный 34. В зависимости от величины указанного угла Ч измен ютс величины и углы векторов напр жений и нейтр.гшей генераторов, причем при увеличении угла снижаетс ве- $0 личина напр жени третьей гармоники вьгаодов генератора и, соответственно , возрастают величины напр жений нейтралей генераторов. Так, по данным замеров, при работе двух генера- 55 торов блока, когда один генератор работает в генераторном режиме с полной нагрузкой, а другой. - в компенсационном режиме, векторы третьих гармоник имеют значени :A disadvantage of the known device is that it can only be used. To protect a power unit with one generator and cannot be used. 25 to protect generators, working-; in the fused blocks, for example, two generators - a transformer, since the difference in voltages of the third harmonics of the terminals and neutrals of the generators of the enlarged block in certain normal operating modes may exceed the protection setpoint. The latter is explained by the fact that when the generators of the enlarged block are 35 ka with unequal active load. - or in different modes of operation (one in the generator mode of operation, the other in the compensatory mode) between the vectors of the main emf of the generators forms -40 angle етс equal to the difference of the internal y generators fishing (b). In this case, between the third-harmonic EMF vectors, which are rigidly connected to the main emf of the generator, a 45 angle equal to 34 is formed. Depending on the magnitude of the specified angle H, the magnitudes and angles of the voltage and neutral vectors of the generators change, and with increasing angle decreases The value of the third harmonic voltage of the generator generator and, accordingly, the values of the generator neutral voltage increase. So, according to the measurement data, when two generators of the unit operate, when one generator is operating in the generator mode with full load, and the other. - in the compensation mode, the third harmonic vectors have the values:

Напр жение вьгаодов, Voltage

Напр жение нейтралиNeutral voltage

первого генератора, 5,0 first generator, 5.0

Напр жение нейтралиNeutral voltage

в Чногin Chog

второго ген«фатора, 3,0 .second gene "fator, 3.0.

Наиболее близким по технической сзпцности и достигаемому результату к предлагаемому вл етс устройство дл защиты мощных энергоблоков генератор-трансформатор от однофазных за1« 1каний, содержащее, включенный на выводах трансформатор напр жени с обмоткой, соединенный в разомкнутый треугольник, и компенсационную катушку или трансформатор напр жени « включенный в нейтраль генератора , ко вторичным обмоткам которых подключены фильтры третьих гармоник, выходы которых соединены через блок oTHomeHidl с исполнительным органом третьей гармоники, и фильтр первой гармоники, выход которого соединен с исполнительным органом первой гармоники C2II.The closest in technical terms and the achieved result to the proposed is a device for protection of powerful power units generator-transformer from single-phase for 1 "1kany, containing, at the terminals, a voltage transformer with a winding connected in an open triangle, and a compensation coil or voltage transformer" included in the generator neutral, to the secondary windings of which third harmonic filters are connected, the outputs of which are connected via the oTHomeHidl unit to the executive organ of the third harmonic nick, and the first harmonic filter, the output of which is connected to the executive organ of the first harmonic C2II.

Известное устройство позвол ет осуществл ть защиту генераторов, работающих в схемах укрупненных блоков Недостатком известного устройства вл етс низка избирательность действи защиты, так как защита действует на отключение генератора не тольк при однофазных замыкани х, но и може сработать при снижении изол ции во внешней сети, например при увлажнении изол ции токопроводов, а также при однофазных замыкани х за блочным трансформатором, когда не требуетс отключение генератора. Причиной низкой избирательности действи защиты вл етс то, что величина напр жени первой гармоники в указанных случа х может превышать напр жение срабатывани исполнительного органа (особенно при уставках менее 10 В).The known device allows the protection of generators operating in integrated block circuits. A disadvantage of the known device is the low selectivity of the protection effect, since the protection acts to turn off the generator not only with single-phase closures, but can also be triggered by reducing isolation in the external network, For example, when wetting the insulation of conductors, as well as with single-phase closures behind a block transformer, when the generator does not need to be turned off. The reason for the low selectivity of the protection is that the magnitude of the voltage of the first harmonic in these cases may exceed the response voltage of the actuator (especially at settings less than 10 V).

Целью изобретени вл етс обеспечение избирательности действи защитыThe aim of the invention is to ensure the selectivity of the action of protection

Поставленна цель достигаетс тем что в устройстве дл защиты генератора от однофазных замлсаний, содер жащб включенный на вьтодах трансферматер напр жени с обмоткой, сеединеной в разомкнутый треугольник, и трансформатор напр жени , включенныйThe goal is achieved by the fact that in the device for protection of the generator against single-phase splashes, the voltage transfer transformer connected to the terminals with the winding connected to the open triangle, and the voltage transformer switched on

в нейтраль генератора, ко вторичным обмоткам которых подключены фильтры третьих гармоник, выходами соединенные через блок отношений с исполни- тельным органом третьей гармоники, и фильтр первой гармоники, выход которого соединен с исполнительным орга .ном первой гармоники, между фильтром и исполнительным органом первой гармоники дополнительно включен блок отношений первой и третьей гармоник с рабочим и тормозным контурами, причем его тормозной контур подключен к выходу фильтра третьей гармоники подключенного к компенсационной катушке или трансформатору напр жени нейтрали генератора.in the generator neutral, to the secondary windings of which the third harmonic filters are connected, the outputs are connected via the relationship block with the third harmonic executive, and the first harmonic filter, the output of which is connected to the first harmonic actuator, between the filter and the first harmonic actuator the first and third harmonic relations block is included with the working and brake circuits, with its brake circuit connected to the output of the third harmonic filter connected to the compensation cat shke transformer or voltage generator neutral.

На чертеже представлено предлагаемое устройство.The drawing shows the proposed device.

Устройство дл защиты генератора от однофазных замыканий состоит из трансформатора 1 напр жений, подключаемого к вьшодам генератора и компенсирующей катушки или трансформатора 2 напр жений, вк1почаем 1х в нейтраль генератора 3. Вторичные обмотки транс форматора Т соешшены в разомкнутый треугольник. Ко вторичным обмоткам трансформаторов 1 и 2 подключены фильтры 4 и 5 третьих гармоник« выходы которых через блок 6 отношений соединены с исполнительным органом 7 третьих га1 1оник. Ко вторичной обмотке компенсирующей катушки или трансформатора 2 напр жений подключен также фипьтр 8 первой гармоники, выход которого соединен с исполнительным органом 9 первой гармоники. Между фильтром 8 первой гармоники и исполнительным органом 9 первой гармоники включен блок 10 отношений первой и третьей гармоник, содержащий рабочий контур 11 и тормозной контур 12. Рабочий контур 11 блока 10 отношений подключен к выходу фипьтра 8 первой гармоники, а тормозной контур 12 соединен с выходом фипьтра 5 третьей гармоники, подключенного к мопенсационной катушке или-трансформатору 2 напр жений.The device for protection of the generator from single-phase short circuits consists of a voltage transformer connected to the generator and compensating coil or voltage transformer 1, plugging 1x into the generator neutral 3. The secondary windings of the transformer T are connected to an open triangle. Filters 4 and 5 of the third harmonics are connected to the secondary windings of transformers 1 and 2; the outputs of which through the block 6 of the relationship are connected to the executive body 7 of the third 1ONIC. A primary harmonic filter 8, the output of which is connected to the first harmonic actuator 9, is also connected to the secondary winding of the compensating coil or transformer 2 voltage. Between the first harmonic filter 8 and the first harmonic actuator 9, the first and third harmonic relations unit 10 is included, which contains the working circuit 11 and the brake circuit 12. The working circuit 11 of the relationship unit 10 is connected to the output of the first harmonic filter 8 and the brake circuit 12 is connected to the output A third harmonic filter 5 connected to a transceiver coil or a 2-voltage transformer.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

При замыкании на землю в обмотке статора генератора, снижении изол ции во внешней сети, а также при однофазных замыкани х за блочным трансформатором , во вторичных обмотках трансформаторов 1 и 2 возникает напр жение нулевой последовательности, которое поступает на фипьтры А, 5 и 8. Фильтр 8 отбирает из поступающего сигнала только сигнал первой гармоники и подает его на рабочий контур 11 блока 10 отношений. На тормозной контур 12 блока 10 отношений поступает сигнал третьей гармоники, вьщел е «11й фильтром 5 из суммарного сигнала, поступающего со вторичной обмотки компенсирующей обмотки или трансформатора 2 напр жений. Блок 10 отношений выпр мл ет поступак цне на него сигнгшы и разность выпр мленных напр жений рабочего и тормозного контуров подает на исполнительный орг ган 9 первой гармоники. Поскольку в блоке 10 отношений сигнал третьей гармоники вычитаетс из сигнала первой гармоники, происходит ослабление (торможение) сигнала первой гармоники по третьей гармонике. Если разность напр жений, поступающа на исполнительный орган 9, превышает уставку исполнительного органа. Последний срабатывает, отключа генератор.When a ground fault occurs in the stator winding of the generator, insulation is reduced in the external network, as well as in single-phase faults behind the block transformer, in the secondary windings of transformers 1 and 2, a zero-sequence voltage occurs, which goes to terminals A, 5 and 8. Filter 8 selects from the incoming signal only the signal of the first harmonic and supplies it to the working circuit 11 of the block 10 relations. The brake circuit 12 of the ratio block 10 receives the third-harmonic signal, as indicated by the 11th filter 5 of the total signal coming from the secondary winding of the compensating winding or the transformer 2 voltage. Block 10 of the relationship rectifies the action on which the signals and the difference of rectified voltage of the working and brake circuits are fed to the executive organ of the first harmonic 9. Since in the relationship block 10 the third harmonic signal is subtracted from the first harmonic signal, the first harmonic signal is weakened (decelerated) by the third harmonic. If the difference in voltage applied to the executive body 9 exceeds the setpoint of the executive body. The latter is triggered by turning off the generator.

В случае однофазного замыкани обмотки статора генератора вблизи . нейтрали напр жение тормозного контура 12 по величине близко к нулевому значению. При этом напр жение, подаваемое на исполнительный орган 9 с блока 10 отношений, определ етс напр жением рабочего контура 11. Поскольку в зтом случае из напр жени рабочего контура ничего не вычитаетс (нет торможени ), исполнительньй орган 9 и все устройство работает с максимальной чувствительностью.In the case of single-phase closure of the stator winding of the generator near. The neutral voltage of the brake circuit 12 is close to zero in magnitude. In this case, the voltage applied to the executive body 9 from the relationship block 10 is determined by the voltage of the working circuit 11. Since in this case nothing is subtracted from the voltage of the working circuit (no braking), the actuating body 9 and the entire device operates with maximum sensitivity .

В случае снижени изол ции во внешней сети или однофазных замыканий за блочным трансформатором при этом же напр жении рабочего контура величина напр жени тормозного контура близка к значению нормального режима работы генератора, а разность этих сигналов, подаваема с блока 10 отношений, недостаточна дл срабатывани исполнительного органа 9. Таким образом, уставка загрубл етс и исполнительный орган 9 не срабатывает от факторов внешнего воздействи .In case of reduction of isolation in the external network or single-phase short circuits behind the block transformer at the same voltage of the working circuit, the voltage of the brake circuit is close to the value of the normal operation of the generator, and the difference of these signals supplied from the ratio unit 10 is insufficient for actuating the actuator 9. Thus, the setpoint is roughened and the actuator 9 does not work due to external factors.

Напр жение срабатывани исполнительного органа первой гармоники 9 определ етс из The response voltage of the actuator of the first harmonic 9 is determined from

i.oc, зо«1i.oc, zo "1

Claims

DEVICE FOR PROTECTING THE GENERATOR FROM SINGLE-PHASE CLOSES, containing a voltage transformer connected to the terminals with a winding connected to an open triangle, and ·. ' a voltage transformer included in the neutral of the generator, to the secondary windings of which are connected third-harmonic filters, outputs connected through a block of relations with the third-harmonic actuator, and a first-harmonic filter, connected by the output to the first-harmonic actuator, characterized in that, in order to increase reliability by ensuring the selectivity of the action of protection, between the filter and the executive body of the first harmonic is additionally included a block of relations of the first and third harmonics with the working and brake circuits, and its brake circuit is connected to the output of the third harmonic filter connected to a compensation coil or generator neutral voltage transformer.

G0 □ o GO transformation of the next 20 devices