автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Разработка и исследование релейной защиты генератора от потери возбуждения

CAiEÎI-ШГКРЬУРГСКП Î ГОСУДЛРСТВШЕЙ TEXÜiHSCKí^ KiiSHPCKIFT

На правпя копию:

Ии'ЛХШ Тарек

РАЗРАБОТКА И ИССЛ?^03."Н:2 FStóD.'! аедот! ИГРА ТС, ?Д ОТ ПОТЕРИ КЗБУ^ЗЖ?

С-п-лу.зяыгасть 05.Iî.02 -

Эл'.л;?р»ч':с:лие станши (злсктричсскал часть!, cêît. к encicMbi и управляете imî

Аг.тсрс'ч'орат диссертант на соискеаян? учегоЗ стоилш т.андкг.ата технических наук

ко.

бшолнс.-к. на скис сташзш" Гл-одаг---

¿'ВШ'-ргилста Сшагг-Л^гсрСургл.

И^йзй - зае;г,-£с;!:1_;л деятель ^хгуш! и гси;>:;з;

РС'ТС?; доктор техп^егжм.с кауп, профессор Х.М.Еанлзв

кэлс.угьтвяг - гз^икчеегах к^тс,

¿.ЙЛгщ.'яибасБ

С оппоненты - на^я.про'гссор

Сыгезггг 2.А.(Лзаж.,*окз£ г^езтьгзчззк,;

5

- тежжекет наук,

хоцзкг Н.С. Сслэе:ХВ { Есхгхвпг.: Г.;

Вс-^-з^ал органезалия - Дзлзнергэ

¿азета диссертант состоится "М" МйрАМ. 1592 г. б "/¿7 час. | в ауд. 325 главного здания ка заседании слеи-та-газгаэвашэго совета К сел.51- 3 4. Государствикнэго тсхк:чсг;:огс университета Сакет-Пегербуг>га го ацрЕеу: 1Е5251, Сзнкт-Штср-бург, Полигсхнкчгская ул., 29.

Стзыгы на автореферат прости напраасть по укагажсыу адргсу {¡а ¡-::.:л ученого секретаря Совета.

С диссертацией ко^шо сз&ашксггься в ¿¿увдажзггальной библиотеке ушезредаета. . А

Автореферат разослан г.

У«е1Ей секретарь сг.еш'.аякзкрованпзго совета А.И.Тад--^;5аев

Отдел ортациЛ

ОЕ^ЛЯ ХАРАКТЕРИСТШ РАБОТЫ

Актуальность темы. Развитие энергетики опредсл.-.ет несбходи--!Сть улучшения показателей технического есвершенстьа устрс.":стз резней защиты, автоматики и диагностики электрооборудования олектр:;-.ских станпдй, в том числе устройств заявлении потери возбуудвнкч. ил1 эксплуатации з различных странах, в точ число и в Сирии, пока-лзает, что в ряде случаев при аиермальшк режимах возникает нео-¡звданное затяп*ванне, а иногда отказ в выявлении дефектов. Зто ызанэ с тем, что с одном стороны не достаточно изучена ргоао:, г> другой-используются упрощенные алгор.чтаи выязлекил потеря зозбуе-:н'лл. Одноврокошо с этим в области релейной защита, ютодоодск,

¡¡осткки налеталось использование современны: методов сбработг:-. йормакин, что открывает широ^кг возможности для разработке к р х*

более слолкп алгоритмов распозншслня апараРкчх jv.-isob. :азаш;:с обеголт^л; стла к определила ссновгче г.агглодзл::ía¡: леелед;-игл:'! и разработок, отра-еепк.« г. дксоертаа::«. Прочзд^с ? и.'.'i не-гедова»вч» проводились л соответствии с целевой научно-тсхглч-'СкоЯ юграммои "Энергосистема" и плашки НИР каредры "Электрические антхгл'7!ГГУ.

Целью работы яг.ляется разработка юяк в соворшсгуствог-хме ¿у-■ствунцях принципов ешшлсния анориальньк режимов синхренннх :'а -И( сопрово;-;;да.ацихсн потерпи возбугдешя, для дости-ешт которых обходимо ргиеше следующих задач:

- исследовать режима генератора, сьязоичш с потерей возбуде-

я{

- найти и обосновать новые методические подхода и и..тодн тления потеря ао.чбулчения;

- дать математическое om-.caw.c нот« метода® выяис-чч'.л nr.op-льт« pcruMOD еш-кронноГ; мялт.шп;

- осуществить анализ парнойгоз т^х1»1ч>е;с:1:! р.. ллнаац: и уеел-,- •-интеграл:,ны:с схемах;

- parpaCocrí;» кАточ:н'л. oi^iiia; {«.ак^-и veru^.: л; :.v~ чи'-к керо ггл/. палееанл >х Vi с'" -ул-фо: те, те :':е- е ■,::<. е: е; ■•• п пр':;!;!Л;е<пеп: ц/нк^'оеег'е!".!,:' ■: ./'':;р'.,'стг : ;. ■

.mi! я ■ т.ч-т:;

- о с;, тд ■ еее.-т: р.-щрлОт!.;/ у.:е: oí: .ev .е >.уг -■_.■- ■ еенз!;,1 i'.p:v''.ле-.,: р ,:\:¡:; 'и., -.г :.......ее.

Научнач новизна. I. Уточнены требования к устройствам и .алгоритма:.! выявления потери возбуждения, позволившие обосновать''новые подходы .к организации более совершенных принципов противоаварийного управления.

2. Разработан новый принцип выявления потеря возбуждения по параметрам асинхронного хода. Предложен алгоритм анализа процессов во премзца, позволивши увелнвдтъ быстродействия при значительном размахе' колебаний параметров.

3. Разработача методика оценки зон неселективной работы устройства защити генератора от потери возбуждения при коротких зачь-канита ьа выводах генератора и прилегающей сети.

Практнчзская ценность. В диссертации разработаны:

1) ряа, блоков и узлов устройств релейной защити и автоматам; на интегральных схемах;

2) устройство выявления потери возбуждения, использующее адаптивную интегральную оценку времени нахождения сопротивления на выводах генератора в зоне контроля;

3) разработано и предложено устройство предотвращения неправил пых действий выявителя потери дозбуздедая при коротких замыканиях.;

4) на основе разработанной методики дана количественная оценка зон неселективной работы применительно к конкретным структурам и ре гкикам сети.

Реализация результатов работы. Теоретические и практические ре зультаты, полученные з диссертационной работе использованы при вино гении хездогозэркьк научно-исследовательских работ по тематике цело пой научно-технической программу "Энергосистема" и в учебном процес сс кафедры "Электрические станции" Государственного технического уь всрситета Санкт-Петербурга.

Апробация работы. Основные материалы и результаты диссерта!»^ пол работы докладывались и обсуждались на научно-технической конференции, на научных конференциях проблемной лаборатории к на семинарах кафедри "Электрические станции" АГГУ.

Публикации. По теме диссертации опубликовано две печатные рабе

ты.

Структура и обт.ег работы. Диссертационная работа состоит из ев».д«ния, четырех глав, заключения, списка литературы. Общий объем работа 164 е., включает: 124 с. 'мадвшопианого текста, 62 рлс. на

^ е., список литературы из 89 наименований на 9 с.

КРАТКОЙ ССД«РАл1№ РЛЮТН

ЕЬ введении обоснована актуял'-'-.зсть теми; сЬрмулвроваш ."а-1чи, решаемы» в работе, и отражены основные положения, виноси'-ио 1 оащиту.

В первой главе дан анализ рочимов работы синхронной чпгят при яшхроином ходе и методов выявления потери воябудг-нуя. Ас!'1Г'.рон-

ретим 'синхронно^ мачг/ны является достаточно сло'-'нуч ро-'-нмом, дмвдич уного специфических .особенностей. Нагрузка и время работы,

в таком режиме ограничивается, с одной сторонн, аешкроннегол 1.рактг-ристи!са',-.и и характеристикам^ нагрева концевых зон статора и »торг, а с другой стороны, ре-чн.'ньмк условиями в эвсргоскст>"Г. ч 1 ялектоостанши - потреблением реактивно!) 'точности, уровнем налря-•чюя, устойчивостью системы. В главе отмечается, что аситроннпЯ *-им синхронной машины очень опасный ре-екм, и необходимо, как ко~-:-) бистр"«, не только его"выязлять, но и устранять причины его воо-ошозения. Необходимо отметить, что на кафедре "Электрические стан-1и" ЛГТУ проведен болыво* обт.ом исследований режимов работ» на ос-тве .'мзического и математического моделирования. Ото позволило «работать и сформулировать новые подходи к принципа-.» построения :тройств выявления анормальных" рочьмов.

Припнаки, характеризующие асинхронный речим при потери возеу-"1Г.1Я, и по которым мотно его выявлять, разделяются условно на не-")ср'"лств1-нные и косвеннее. К первым из них отногятся сколь-о-лю и -ол Ь . ктюнения тока и нглрятония ротора. Л о ы-ерич относятся -"ли«Г1:це тока статора, потр<-блсннч реактивной мощности, угол г;гч-

т:гм и напряженном. Иэ пер!числоник парахстрос, используоетх *я выявления потери воябу-дечт, наиболее информативным является чцютявление на выводах гсиоротора -'-V-1 , « подточу г^рзко гмге-т.лстранглись устройства, использутоцис реле сопротивлений с кругов Л трактор:: стнкой, располо-'исюй в И и 1У квадрантах кс«ал<*кепоЯ плос--оги (кривая I, рис. I •. ¡)тому Ифеко'лу раопростран чс'.г- опоообст-палп ел- луоц'пе основное пр^ео-щес". во перод устройства'."." друге-; га-'п: лучшая по оравнгнию се пс>'-и и.1»»!стнч«и устроЛствауч ототртн--егь от пс-'х норм.олышх ргдамоп работа гск- ¡мтора, 'зеом'ео'л.^:. пешня р -'V .п потери воябу-'п,оння от ро-ог-оз асинхронного хода

(

бущенного генератора л синхронных; качаний, относительная простота и доступность исходной информации.

Несмотря на высокую информативность параметра Z , в ряде случаев устройства могут функционировать с низкой эффективностью, а в некоторых ре-лнмах возможны случаи, когда происходит отказ в ерабаты-г вадаи или зату-'ивалие времени выявления потери возбуждения. Это требует поиска более сове-рпенн-ях алгоритмов, обеспечивакэих необходимое быстродействие в лгсбых режимах защищаемого генератора и энергосистемы, отвечающих общим требованиям к устройствам выявления- ас и f кронного хода генератора: выявлять асинхронный ход нри потере возбусде-IV..п с шнималькум временем, селективно отличать- потер» возбуждения от коротких замдааниЗ к обеспечивать отстройку от ия, отличать аспн хрэжшЯ ре -s;*.' при потере возбуждения от асинхронного хода воэбуден-иого генератора и от качаний, обеспечивать нуечый уровень экеялуа-тз.'Д'.оцно;-. надежности-

Многочисленны? исследования показывают, что псе ноэмо-.нгые рс-а:-г.:1,; с позиций изменения во времени параметров, песуигих информацию о состоянии синхронной машины целесообразно разбить на несколько rpyrcn ii П'.рЕой группе относятся'режимы, когда при потере возбуздония ин--'•jpv.aiyoHHuil параметр, попав в зону контроля, остается в ней до тех пор, пока не. будет сформировано управляющее воздействие на агрегат. Вссьма распространенном является колебательна:'! характер изменения контрояфуемого пара'-. ;ра как относительно уровня сигналов при пол-' п.>3 потере возбуждения, так и относительно граничной линии зоны ючтрэля е постепенным втягиванием в последнею. Третий случай характеризуется значительным размахом колебаний относительно гранично:' л:',!г,:и, когда контролируемый параметр но втягивается в область контроля . I!y:'üo от-летить, что наиболее тярэтлнми окозивалтея рет.имы, от-гт'лдпося к третьей группе, когда происходит отказ традиционных уст-(•л.'ств пняйюшя потери возбуждения. Ото подвигает ряд дополнитоль-mr< тробоганил, опр'.-делящих необходимость обеспечения тробуомого Сгстрод-Ухтпия пру, сохранении селективности.

Вторпч гдр-na пссБщона исследованию алгоритмов выявления аеин-хрнмого хода при потере возбуждения и поведен»;» устройств при u;kü К'3{;ог;:их зчхьпсашях.

Для г.ршяэа П5ВСДЗНИЯ устройства было проанализировано из»лмв ".¡.'i; .'.■"..ру !хх пдт.халрог при различил* ькд«;< висйних несимметрична .-•.>г,-.\ г>.,-"-»ч««пя{ на визодах генератора н за блочшл-т tpaiKsSopttaro

ЮМ. Были найдены и приведена в таблицах выражения, позволяющие Сосчитать и оценить поведение устройства в этих режимах б эазиси-юсти от переходного сопротивлег,:я и параметров схем замещения. На еонкретном примере были получены векторные даагромиы изиеряекчх на заводах генератора сопротивлений.

Как еле .пуст из диаграмм, векторы сопротивления, находившиеся гри металлическом затыкании ( Кп = 0) в верхней полуплоскости, могут 1врейти а 1У квадрант При. к.з. через переходное сопротивление 1?п К О I попасть в область срабатывания устройства. В таких случаях устрой-:тво контроля сопротивления может работать неселективно.

В главе отмечено, что моя» оценить область неселективной рабо-гы, определив значения переходного сопротивления, при которых ьектор зопротивления при к.з. попадает в.область срабатывания устройства. 1ля этого была решена система уравнений, включающая уравнения гра -шчннх линий зоны контроля и уравнения, определящие Z на внводах генератора при коротких замыканиях через переходное сопротивление. 3 другой" стороны, в главе доказано и изложено, что при изменении ча 5 чедцу ЭДС генератора Ег и системы Ес зона несолектииной работы устройства при внекиих несимметричных коротких замыканиях существенно расширяется»

Не селективная работа устрсйзта СНявяешя потери гозбутдения с круговой характеристикой, и дат« с эллиптической, мочет наблюдаться л в других рехимах» при асинхронном ходе возбужденного генератора ■ит глубоких синхронных качаниях в энергосистеме. Поэтому увеличение устаппк на время срабатывания является вьмухденкой мерой с цсльа ЭбесПочимя селективности, что приводит при потере возбуждения, со-:1рово:кдй!г«ейся большим размахом колебгамй контр-..ируемого параметра Относительно граничных значений и высокой скоростью нарастания скольжения к отказу п срабатывании, а в случае колебания параметров относительно уставок с постепенным втягиванием г облесть срабатцг.анпя -!( затягивании времени выявления потери возбуждения.

Анализ характера изменения кстролируемого пар-:е.:етра при асинхронном ходе показал, что целесообразно использование и ^оркпдаон-ной избыточности процессов во времени, когда возмо-лю значат: лыюе увеличение бнетрододстпид распозНазанил потер,', возбу^пепил.

Алгоритм с интегральной оценкой времени реализуется с. во:»*«? устройства, нмепщето две характеристики срабатывания. Оллиптгп.ск-ля (основная) характеристика охватывает область, вкдоюздг» сопрйт.м.т:-

ния, соответствующие няибо№ £ вероятному диапазону скольжений, что позволяет уменьшить уставку времени на срабатывание и надежно отстроиться от синхронных качаний, поскольку годограф сопротивления в этих регашах на попадает внутрь выбранной характеристики. Дополнительная характеристика (круговая) охватывает всю характеристику генератг^а (рис. I). Работа эаациты осуществляется следующим образом: при изменении сопротивления во времени согласно кривой 3, которая колеблется относительно основной характеристики 2, не выходя за рамки дополнительно:; I, в момент t¡ вхокдешя в пределах дополнительные уставок разрешается, а в момент вхождения в пределы основных уставок начинается подсчет и суммирование времени нахождения контролируемого сопротивления в пределах основных уставок. В момент 13 выхода из данной области накопленное время не сбрасизается, как ото было бы в традо'дхмш устройствах, а запоминается и продолжается при следующих попаданиях годографа сопротивления в область, . ограниченную линией 2, а суюмроваше времени происходит в соответствии с выражением

e(S) = f 0itSi) + 0ftnp(SR) ,

где П. - число попаданий контролируемого сопротивления в пределы основных устзок; 0¡.(5:]=t¡,6b«(>St)-ti.gx(5i) - разность времен^ от мо'лен'га i '-ого входа в пределы основнкх уставок до момента i ~ -ого вьксда из них; 0ftnp(^n)=tnnp(W"tii6x ~ разность времен от момента П. -ого входа в область основных уставок до момента, когда будет сфорг-мрован сигнал о потере возбуждения.

При асинхронном ходе вэзбукдепного генератора (кривая 4) срабатывания устройства ке произойдете, гак как годограф 2L , покидая основную характеристику, в силу специфики ро;-дама, нсизо'с'шо покинет и дополнительную. Так как скорость изменения сопротивлекля в отом ре-гшмо выше, чем при потере возбуждения, врем нахо.едешя годографа п оеновнсЛ области будет ни*:е уставок.

В ре-йкмах синхронных качаний везиохно попадание. сопротивления в дополнительную характеристику, но ото не повлечет за собой несс-л!" ктибну;; работы устройства, т.к. с цепка времени и сравнение его с уставкой производятся лишь при Попадании в основную характеристику срабатывания.

Необходимо отметить недостаток данного способа, заклэча-ощийся Г: то:.;, что быстрое выявление потери возбуждения происходит только

tiO Т 4-U ^к

i з --------

tXx и Д1 / -4

-0,3 О,С 0,5 ■ 0,5 0,9 R,o.e.

Рис. I. Лзмононио Z = U-I на выводах обмотки статора.

1 - дополнате.г.-ная характеристика срао'ат! :зониг,;

2 - основная характеристика срабатнеан-..,:;

3 - изменение Z при потере: возбуждения;

Л изменешю Z При асинхронном ход:, влгбу ,-донного генератора.

При условии, если контролируемые параметры не выходят за пределы дополнительных уставок, а в противном случае возникает затягивание времени выявления потери возбуждения. Поэтому в главе обращается внимание на целесообразность выявления потери возбуждения алгоритмом с даг ференциальной сценкой времени, заключающимся в сравнении времени нахождения контролируемого параметра в области уставок и вне ее, а срабатывание устройства происходит только в случае выполнения условия;

' Gi(Si)?ej(Sj) ,

где Oi(Si) ,8j($j) ~ время нахождения годографа сопротивления в области уставок и вне ее соответственно. Это условие мочет выполняться только при потере возбуждения, так что обеспечивается и быстрое си-явление потери возбуждения, и селективность при асинхронном ходе воз С у ■декне г о г е не рато ра.

Б глапе предло-кены новые алгоритмы выявления потери возбуждения с адаптивны.: изменением интервальной оценки в способах интегрального и дифференциального измерения времени с целью увеличения быстродействия устроЛства, которое предлагается выполнить многоканальным,

Необходимость предлагаемых алгоритмов заключается в том, что при, медленном вхождении годографа сопротивления в область основных уставок происходит затягивание времени, выявления потери возбуждения, ' а предлагаемые алгоритмы отличаются наличием коэффициентов, позволяющих изменять масштаб измеряемого времени нахождения годографа сопротивления в пределах уставок и пропорционально сколь-кения.

Суьыирование 'времени нахождения годограЬа сопротивления в области уставок согласно адаптивному алгоритму с интегральной оценкой времени происходит в соответствии с выражением: -

QIS) ki(Si) 0i(Si) +Aa(Sj0a„p{5n) ,

а сигнал ныявления потери возбуждения формируется при выполнении ус лозия:

kW.GdSi) ,

где Л. - число попаданий контролируемого сопротивления в пределы основной характеристики; kl(S l) и к п. (Sa) ~ коэффициенты, про-порциекгльные скольжению и позволяющие изменять масштаб измеряемого нахоедския годографа сопротивления в пределах основных уста

е: к.

с

Аналогичным образом можно написать условие формирования сиг~ нала выявления потери возбуждения адаптивным алгоритмом с дафферен-пиальной оценкой времени:

где $¿.{30 ■ 0^5)) - врем нахождения годографа сопротивления в области уставок и вне ее;

- коэффициенты, позволяющие менять масштаб измеряемого времени пропорционально'скольжению.

В третьей главе рассматриваются вопросы реализационного плана предлагаемых алгоритмов выявления потери возбуждения в условиях применения интегральных схем. Проанализированы принципы сравнения электрических величин с целью ¿орлирования зон контроля, проведен синтез отдельных блоков и узлов.

При решении задач реализации цепей измерегая электрических величин обмотки статора и формирования зон контроля параметра 2Г предпочтение отдано операции детекторного преобразования, В обцем случае детекторное преобразование аналитически монет быть представлено формулой:

е(0 = йе„(0 ска),

где еп{Ь) - преобразуемый сигнал; £к (t) -управлявший сигнал; - постоянный вещественный коэффициент, задающий маситабпрова12:е. В наиболее часто встречающемся случае, когда в качестве вк(^) исполозуется периодический сигнал прямоугольной формы с единичной амплитудой и частотой, совпадающей с частотой вп("£) , такое преобразование называется синхронным детектированием. Применение различных комбинаций преобразования такого типа позволяет реализовать практически любые зоны контроля 2

Если в качестве информационного параметра о переходе текущего значения 21 в зону контроля используется изменени; знг.ча усреднен--, ного сигнала, то мо?:ко рассмотреть следунцие возможные комбинации преобразования при прямоугольном векторе холодтац^и, совпадает«?;! о преобразуемой переменной:__

е2 = 2(ег+ + е^± ег е2)-2 ег- е* ;

е5= 2(ег^е1)ц(ег^ед -ег-е1-гг щпег ;

е£ = (е2ч е1)щ(ег + еЛ-{ег+еЖф{ег+е№2егц{-гг)-ег .

Приведенные зависимости при реализации отличаются друг от друга числом и характером преобразовательных операций, достикмой при заданные условиях точностью. Если оона контроля имеет вид окружности,. центр которой не находится в начале координат, а для реализации алгоритма'не требуется больное быстродействие, то предпочтительные алгоритмом с точки зрения аппаратурных: затрат является посла;шее вц-ражс-кие,- В тока вре^е отот алгоритм требует использования нзеинфдз-ного преобразования, что не всегда обеспечивает нообходишй уровень генерированной поют.!.

Более широкими всзмояностями при реализации обладает детекторное преобразование, когда вектор коммутации, изменяясь синхронно с преобразуемы;.; сигнале:,; является функцией другой Соличяни. Ко возможных вариантов преобразования целесообразно вцделитъ следующие:

= * 2егздег-еа ;

e2 = 2e^4qei + eг^sLqneJ-ei

Приведенные зависимости в совокупности с время-импульсным преобразованием позволяют получить граничную линию зоны контроля либо:": кс1ф1гуршз,и, состоящей из пересекающихся прямых или дуг ок- • рукносгей.

Широкие возможности для обеспечения нукных характеристик время-импульсного преобразования стазят задачу построение узлов, осуществляю^« заданные функции. Наряда с традиционными алгоритмическими _ требованиями здесь необходимо выдержать определенное условия. Таки-\гл гпсцирнчееккэд требованиями являются:

- обеспеченле функций при неизменности знака в режиме попадания 21 в области контроля;

- кинижзацяя времени возврата при выходи £ из области контроля ;

- кшижзация длительности , при котором происходит устойчивое !?-ер.мироьаше погеициалыюю дискретного сигнала;

- обеспечение пс.м5:<оустой.ч.;пости при возникновении импульсном помехи;

:о V

- обеспечение помехоустойчивости при воздействии периодической помехи.

На основании1 приведению: требовании разрэ-боганы ряд импульсных преобразователей, экспериментальные исследования которых подтвердил! их работоспособность и удовлетворение поставленным перед ними требованиям. Показано, что наиболее предпочтительными по условиям реализации являются преобразователи на цифровых интегральных схемах.

Приведенные технические решения получили применение в каналах формирования зон контроля устройств выявления потери возбуждения и асинхронного хода. ~

3 главе излагаются пути построения цепей, осуцестялягацих интегральную оценку времени для алгоритмов, используа^их временную информационную избыточность. Показано, что наиболее предпочтительными являются разностные методы измерения, когда достигается наибольшая точность и максиму?.« функциональных возможностей для организации алгоритма. ^

В четвертей глазе рассмотрены вопросы практической реализации результатов исследований диссертационной работы и результатов екепо-рименталышх исследов?лиЯ каналов устройства выявления потери возбуждения.

На основе анализа возможных ремгадв разработана базовая 'струк- • тура, обеспечивающая выявление потери возбуждения при различном характере изменения контролируемого параметра. С целью обеспечения исходных требований, базовач структура (рис. 2) включает :

- цепи предварительной обработки информации I;

- цепи формирования зон контроля 2;

- канал интегрально;! оценки времени нахождения информационного параметра п зоне контроля 3, который обеспечивает выявление потери возбукдстшя при обязательном1втягивании 2 в область контроля;

- какая -дифференциальной оценки времени 4, огуенгиропанний на ре зины с нсуменмпаоарн.мся колебаниям»! относительно' границ зон контроля;

- канал блокирояки при внесших коротких замыкаш.тс 5;

-гканал подсчета входоп в область оснот-шх уставок 5;

- канал блокировки при пуске генератора 7;

- цели ускорения канала интегральной (или дл'Мер^т^алыюЛ' оценки времени 8;

- исполнительные цепи 9.

Базовая структура позволяет, в зависимости от конкретных требований, осуществить построение устройства.

В главе решены задачи, поставленные при практической реализации принципов построения каналов блокировки при внешних коротких замыканиях» Показано, что с целью наилучшей отстройки от составляющих доаварийного режима цепи блокировки долхны включать две запаздывающие связи, когда реализуемый алгоритм определяет подавляющие сбой-» ства в соответствии с формулой

а (со) = > {оЦЦ + +4 + (2о1* + I1 ¿2) ед юг} + ¿¿.тгшг^ ,

где и ¿г - коэффициенты, определяющие усиление по первой и вто-рол запаздывающим связям; Т^ - параметр запаздывающих связей, оп-^ ределящпй интервал формирования импульса блокировки.

Показано, что при выборе еЦ = 1)96, ¿-г = I иШцТ^^Г удается деформировать характеристику в области основной частоты в сторону расгаренпя полосы подавления. Продемонстрирована возможность адаптивного изменения характеристик затухания при Наличии двух за-паодывает?« связей, ко "да в пределе модно достигнуть бесконечного за-» тухануя во Есем возможном диапазоне отклонения частоты от номинальной. На рис. 3 показаны характеристики затухания: I - расчетная; 2 - экспериментальная при выбранных вале коэффициентах ^ 1 "й г ,

В диссертации, опираясь на проведенный -анализ алгоритмов, разработано устройство, схема которого представлена на рис.4. Схема включает: первичней преобразователь тока I, состоящий из трансформаторов тока 2 я преобразователя ток - напряжение 3, первичный преобразователь напряжения 4, состоящий из трансформатора напряжения 5 и преобразозателя напрлжение-напрякеше 6, датчик сопротивления V с основной и дополнительной характеристикам) срабатывания, выполненный в виде дистанционного измерительного органа, первый 8, второй 9 и третий 10 двоичные счетчики; первый II, второй 12 и третий 13 -- триггеры, генератор м/лульсов стабильной частоты 14, преобразователь кода в частоту 15; дешифратор 16, блок задания устагок п^ф-ровей кастаратор 18; первый 19 и второй 20 логические элементы НН; первый 21, второй 22 и третий 23 логические элементы И, логический Элемент ИДЫ 24, исполнительный блок 25.

Устройство осуществляет алгоритм интегральной оценки зр-смоим

Рис. 2. Базовая структура устройства выявления потери втбучдония _ '

а 05)

Ту,с,. 3. дЧр-як' i'f%T4í ст з и : I рлс^тпл,

'2 - 0nf;T¡ ïr-'V.M' L'ï. ■

TBC г.ыявлелэт потер:: воз0ухдрп:п с:г.чхркного reiiípiTo pa

п

Здесь «¿и л п - коэффициенты преобразования частоты, пропорциональные коду, подаваемому на управляющие входы преобразователя кода в частоту 15.

На случай резкого нарастания скольяенм, когда интегральная оценка времени мо'::ьт привести к увеличения числа проворотов ротора, введен канал подсчета числа попадания в область контроля. Одновро -менно этот подсчет резервирует действия основного канала.

Экспериментальные исследования, рассмотренных устройств, подтвердили основные теоретические положения диссертации.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Проведено, исследование режмов работы синхронной малины с ислью разработки более совершенных принципов построения устройства выявления потери возбуждения. На оснозе исследования сформулирован новый под-сед к выявлению анормальных ре^ммов синхронной макнки, использующий информационную избыточность во времени.

2. Исследовано поведение устройства защити генератора от потери возбуждения, основанного на контроле сопротивления на выводах об'/.от-ки статора, при несимметричных коротких замякашях. Найдены аналитические зависимости для оценки зон неселективной работы.

3. Предлотен и обоснован алгоритм устройства защити генератора от поте ри возбуждения. Алгоритм основан на адаптивном изменении временных параметров устройства и позволяет увеличить быстродействия в ре-.имах, сопровождающихся колебаниями контролируемых величин относительно их граничных значений.

4. С целью дальнейшего совершенствования измерительной части устройства гащити проведен анализ принципов преобразования сигналов при формировании зон контроля. Установлено, что по критериям стабильности и универсальности характеристик срабатывания наиболее предпочтительным является время - импульсное преобразование пподстектирован-нык сигналов.

5. Разработано устройство выявления потери возбуждения синхронного генератора с адаптивным анализом временной информации изменения сопротивления на выводах обмотки статора и обладающее более высоким быстродействием по сравнении с известными устройствами. При разработке устройства использовались соароменшс аналого-злз и цифровые интегральные схемы.

6. Проведены экспериментальные исследования блоков, уз лоз и ка--

дзв устройства выявления потеря возбуздсния, подтвердивши ос-•. теоретические положения дисссргадаи.

7. Теоретические и практические результата, получении'; в дис-оеацнонной работе, использована гтри выполнении хоздоговорных иа-.':-;:о-псолецоЕйтельск:|!у работ и в учебно;.', процессе кафедры "Элсктри-■1-ек;.о станции'' Государственного технического университета Санкт--:;:тербурга.

Публикации по тег.е диссертада-,:

1. Тадчкбаеь А.И,, Ибрахим Ttav-к, Калинина Е.В. Способ ; быстро-г^сИструкзцсго выявления повреждения ротора по составлягацим аскнхрин-р;го ре;-з?иа, В материалах "сесокекой иаучио-тохшчеикой конуре "Сеер-,:енная релейная защига олектроонергетпчеепдх объектов"; Ч;-ео-серх. IS9I. С.75-70.

2. Таб.-.гибаев A.M., Калкшна 2.В., Кбрах»;:.? Тарек. Устройство длл клвл-лш: п?вре;;г,еп:Г: ротора. Заявка на изобретение .'л '"'92?.33о/07

от 28.C3.0I. 1Ь.тс"5:7Сльиое рсшонис В!ШПЭ о ввдгче патента о? С-!.С 1.92.

Ллдписаю к печати )7.Сс 90. Тараг. 100 мп.

Ь е-еее i. Бесила1! но

"те на rx-eenpefCi СПб'ТУ

1 Са;-к7-П'.т:рб\фг, хниоеока:: ут., 2D