SE424031B - Sett att uppna 100%-igt statorjordslutningsskydd for generatorer i blockkoppling samt anordning for genomforande av nemda sett - Google Patents

Description

7801944-5 dyra stödtransformatorer. b) Uv är en spänning med en från driftfrekvensen avvikande frekvens.

För att hålla inverkan av generator-jordkapacitansen låg, väljs därvid frekæmslmellan 10 och 20 Hz. Metoden har den fördelen att mätningen i hög grad är oberoende av störstorheter, så att amplituden hos Uv kan väljas mycket låg. En nackdel är emellertid att alstringen av stödspänningen Uv ierfordrar en dyr förstärkare.

Skulle mot förmodan den valda frehæmseluppträda i generatornoll- grenen, så träder reläet felaktigt i funktion. För att undvika detta tidskodas den lågfrekventa spänningen Uv dessutom (t.ex. några perioder genomsläpp och några perioder spärrning). Genom kodningen undviks visserligen en felutlösning, men man erhåller den nackdelen att reläet vid uppträdande av en störspänning med Uv-frekvensen blockeras, dvs. blir funktionsodugligtvid ett fel.

Uppfinningen har till syfte att eliminera nackdelarna hos de kända lösningarna och kombinera deras fördelar. Detta uppnås enligt upp- finningen därigenom att den driftfrekventa stödspänningens fas till uppnående av en sorts fassvängning kopplas varaktigt fram och till- baka mellan två lägen. I regel är dessa lägen ömesidigt motfasiga.

Uppfinningen skall nu beskrivas närmare nedan med hänvisning till ritningarna på vilka fig. l visar den kända principen för en enkel spänningsmätning mellan generatorns stjärnpunkt och jord, fig. 2 åskådliggör funktionsprincipen för ett fassvängningselement, som enligt uppfinningen användes för alstring av en stödspänning, fig. 3 visar två faslägen hos denna stödspänning, samt fig. 4 visar fassvängningselementets anslutning till en generator-transformator- blockkoppling.

I fig. 1 visas den kända principen för en enkel spänningsmätning mellan en generators stjärnpunkt och jord, varvid mtan användning av stödspänning) 95% av lindningslängden, mätt från klämmorna till stjärnpunkten, skyddas. Medelst en stödspänning Uv, tillförd via en transformator W, stöds stjärnpunkten mot jord, och därigenom uppnås skyddstekniskt de återstående 5%. E är ar jordníngsmotstånd och U7* betyder den maximala spänningsmätningen.

I fig. 2 åskådliggörs funktionsprincipen hos ett enligt uppfinningen 7801944-5 för alstring av en stödspänning föreslaget fassvängningselement.

Skyddsobjektet (här ett nät 1) stöds via ett begränsningsmotstånd 2 med hjälp av en transformator 3 gentemot jord. Stödspänningen Uv erhålles från en driftfrekvent källa 4. Stödtransformatorn 3 har två primärlindningar 5 och 6, vilka via två triaker 7 och 8 är anslutningsbara till källan 4. En oscillator 9 öppnar omväx- lande triakerna 7 och 8 med en frekvens l/tl, så att stödspänningens UV fasläge alltid vrids med samma frekvens. Inv är en inverterare för uppnående av de riktiga styrsignalfaserna. I fig. 3 har de två faslägena hos Uv betecknats med Uvl och Uvz. Vid ett isola- tionsfel i skyddsobjektet 1 flyter en från Uv härrörande ström Iv (Ivl, Ivz i fig. 3) genom begränsningsmotståndet 2 och alstrar där ett spänningsfall. Detta spänningsfall tillföres via en isolertrans- formator 12 en multiplikators ll ingång x. Vid nultmflikauningåmyflzy erhålles som referenssignal själva spänningen Uv. För att undvika inverkningar av störströmmar över stödtransformatorns impedanser, kan referenssignalen även alstras separat synkront. Detta är fallet i fig. 2, där referenssignalgeneratorn är framställd med oscillatorn i ett enda block 9. Mätströmmen genom motståndet 2 består av en nytto- signal Iv och en odefinierbar störsignal Is. Is kan ha godtycklig frekvens, fasläge och, inom vissa gränser, även amplituder. Produk- ten vid multiplikatorns ll utgång är B=Uv x (Iv+Is)=Uv ' Tv + Uv - Is.

Andelen Uv Is är vid integration över en godtyckligt lång tid tg lika med O.

Därigenom finns det vid motståndet 2 en möjlighet att skilja mellan nyttoströmmen Iv, som endast kan flyta vid ett fel, och alkamöjliga störströmmar Is. Integrationen sker vid filtret 13.

Vid en försöksprototyp befanns följande värden vara gynnsamma: Uv = 2% av nätfasspänningen tl = 60 ms, varvid triakerna endast tänds under 45 ms och övriga 15 ms tjänar som säkerhetstid för att undvika samtidig tändning av båda triakcrna genom störströmmar 13 = filter 12. Ordning (f*50dB) Fig. 4 visar fassvängningselementets anslutning till generator- transformatorblockkopplingen 1. Stödet erhålles över den i form av en öppen triangel kopplade spänningstransformatorn 14 med unge- 7801944-5 fär 2% av fasspänningen. Vid ett jordfel, t.ex. vid stället l5, sjunker impedansen vid spänningstransformatorns sekundärsida så djupt att nyttoströmmen Iv kan flyta över motståndet 2 och där mätas. Samtliga störströmmar genom motståndet 2, inklusive de, S0m framkallas genom själva jordslutningen, utfiltreras genom typen av mätmetod. För att hålla kopplingsuppbådet och -kostnaderna för multiplikatorn och det därpå följande filtret inom vissa gränser, kan från Is=0,5 ' If max omkoppling ske till en enkel driftfrekvent mätning av samma typ som för det normala 95%-iga statorjordslutnings- skyddet, varvid If (fig. 4) är felströmmen mot jord.

Den vid lösningen enligt uppfinningen använda, fasvarierande stöd- spänningen Uv kombinerar fördelarna hos båda de ovannämnda, konven- tionella metoderna a och b. Stödspänningen Uv är driftfrekvent och kan lätt alstras, vilket även är fallet vid metoden a. Å andra sidan kan amplituden hos Uv i överensstämmelse med metoden b göras relativt liten.

Claims (10)

7801944-5 P AÉPE NÉPK RIÄV
1. l. Sätt att alstra ett 100%-igt statorjordslutningsskydd för generatorer i blockkoppling, varvid genom en spänningsmätning mellan generatorns stjärnpunkt och jord 95% av lindningslängden, mätt från klämman till.mfiärnpunkten, skyddas, och varvid för uppnående av skydd för återstående 5% stjärnpunkten i drift stöds medelst en stödspänning mot jord, vid vilket förfarande vidare stödspänningen är en driftfrek- vent spänning, k ä n n e t e c k n a t av att stödspänningens fas kopplas varaktigt fram och tillbaka mellan tvâ lägen till uppnående av en sorts fassvängning.
2. 2. Sätt enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av att fassväng- ningens tvâ lägen är ömsesidigt motfasiga.
3. 3. Anordning för genomförande av förfarande enligt krav l, att alstra ett 100%-igt statorjordslutningsskydd för generatorer i block- koppling, varvid en spänningsmätning mellan generatorns stjärnpunkt och jord 95% av lindningslängden, mätt från klämman till stjärnpunkten, skyddas, och varvid för uppnående av skydd för återstående 5% stjärn- punkten i drift stöds medelst en stödspänning mot jord, vid vilket förfarande vidare stödspänningen är en driftfrekvent spänning, k ä n- n e t e c k n a d av att en transformator (3) med två primärlindningar (5, 6) är anordnad, vars sekundärlindning tjänar till spänningsmässigt stöd för skyddsobjektet (1) mot jord, att stödspänningen (Uv) erhålles från en driftfrekvent källa (4), att denna källa (4) är ansluten med sin ena pol till de båda primärlindningarnas (5, 6) hos transforma- torn (3) förbindningspunkt och med sin andra pol parallellt till ingângarna hos två elektroniska strömställare (7, 8) hos vilka var- dera utgången är förbunden med den fria änden hos var sin av primär- lindningarna (5 resp 6), att de båda elektroniska strömställarna (7, 8) är anordnade att omväxlande öppnas genom att utgångssignalen från en oscillator (9) tillföres deras styrelektroder, att ett be- gränsningsmotstånd (2) är anslutet parallellt med primärlindningen hos en isolertransformator (12), vars sekundärspänning tillföres en ingång (x) hos en multiplikator (ll), att vid en andra ingång (y) hos multiplikatorn (ll) erhålles som referenssignal en drift- frekvent spänning, och att multiplikatorns (11) utnånussíqnal till- föres ett filter (13) med integrationsverkan.
4. 4. Anordning enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att som referenssignal användes stödspänningen (Uv) själv vid multiplikatorns (ll) andra ingång (y). 7801944-5
5. 5, Anordning enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att som referenssignal vid multiplikatorns (ll) andra ingång (y) användes en separat, med stödspänningen synkront alstrad signal.
6. 6. Anordning enligt något av kraven 3, 4 och 5, k ä n n e t e c k - n a d av att de elektroniska strömställarna (7, 8) är triaker.
7. 7. Anordning enligt något av krav 3-6, k ä n n e t e c k n a d av att stödspänningen (Uv) är cirka 2 % av nätfasspänningen.
8. 8. Anordning enligt något av krav 3-7, k ä n n e t e c k n a d av att stödspänningens (Uv) omkopplingsperiod uppgår till cirka 60 ms.
9. 9. Anordning enligt krav 6 och 8, k ä n n e t e c k n a d av att triakerna (7, 8) endast tänds under cirka 45 ms, medan resttiden på cirka l5 ms tjänar som säkerhetstid, för att undvika samtidig tänd- ning av båda triakerna genom störströmmar.
10. 10. Anordning enligt något av krav 3-9, k ä n n e t e c k n a d av att från ett värde hos den mot jord flytande felströmmen (If), som motsvarar cirka hälften av den maximala felströmmen (If max) omkoppling sker till en nornal driftfrekvent mätning med 95%-igt statorjordslutningsskydd. ANFURDA PUBLIKATIONER: