Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Разработка системы контроля состояния изоляции и защиты генераторов от повреждений в цепях ротора Марковская, Ольга Алексеевна

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Марковская, Ольга Алексеевна. Разработка системы контроля состояния изоляции и защиты генераторов от повреждений в цепях ротора : диссертация ... кандидата технических наук : 05.14.02.- Санкт-Петербург, 2000.- 164 с.: ил. РГБ ОД, 61 00-5/2835-3

Содержание к диссертации

Введение

1. Методы построения систем контроля состояния изоляции и защиты генераторов от повреждений на землю в цепях ротора 10

1.1. Причины повреждений изоляции генераторов и требования к значениям ее параметров 10

1.2. Типы систем возбуждения современных генераторов и их особенности 13

1.3. Алгоритмы выявления замыкания на землю в одной точке цепей возбуждения *. 20

1.3.1. Контроль соотношения напряжений полюсов 22

1.3.2. Мостовые схемы без использования дополнительного источника 23

1.3.3. Использование дополнительного источника переменного тока 26

1.3.4. Использование дополнительного источника постоянного тока 33

1.3.5. Искусственное создание переходных процессов и использование их особенностей 35

1.4. Требования к системе контроля параметров и защиты генераторов от повреждений на землю в цепях ротора 41

Выводы 41

2. Разработка и исследование новых методов контроля состояния изоляции и защиты генераторов от повреждений на землю в цепях ротора 44

2.1. Идентификация возникновения повреждения на землю с помощью возмущающих воздействий 45

2.2. Аналитическое исследование предлагаемых методов контроля состояния изоляции и защиты. 48

2.3. Теоретическое обоснование выбора параметров элементов системы контроля и защиты 59

2.3.1. Оценка относительной погрешности контроля 59

2.3.2. Обоснование и практические рекомендации по выбору параметров элементов системы 61

Выводы 69

3. Математическое моделирование процессов и разработка структурной схемы устройства контроля состояния изоляции и защиты генераторов от повреждений на землю в цепях ротора 71

3.1. Математическое моделирование процессов 71

3.1.1. Схема замещения цепей возбуждения и устройства контроля ее параметров и защиты 72

3.1.2. Аналитическое исследование переходных процессов 74

3.1.3. Моделирование стационарных режимов 77

3.1.4. Моделирование переходных режимов 85

3.2. Разработка структурной схемы устройства и ее основных элементов 94

3.2.1. Структурная схема устройства и описание ее работы 95

3.2.2. Синтез частотных фильтров системы контроля и защиты с учетом особенностей современных систем возбуждения 99

3.2.2.1. Гармониченский анализ напряжения возбуждения в системах полупроводникового выпрямления 100

3.2.2.2. Синтез частотных фильтров баттерворта и Винера 105

3.2.2.3. Моделирование процессов в системе контроля параметров и защиты генераторов с тиристорным возбуждением 114

Выводы 122

4. Разработка лабораторного макета для физического моделирования процессов в системе контроля параметров и защиты генераторов от повреждений в цепях ротора 124

4.2. Разработка структурной схемы лабораторного макета и ее основных элементов 124

4.3.Физическое моделирование процессов 127

4.1. Сопряжение измерительных цепей с объектом контроля 138

Выводы 142

Заключение 143

Список литературы 146

Приложения 156

Введение к работе

Актуальность темы. Процесс развития энергосистем предполагает широкое внедрение в эксплуатацию генераторов с более совершенными системами охлаждения и возбуждения. При этом электрические схемы систем возбуждения значительно усложняются, что вызывает повышенные требования к их надежности, которая определяет не только надежность работы самого генератора, но и электроэнергетической системы в целом.

Наиболее характерным видом повреждений, возникающих в цепях возбуждения, являются повреждения изоляции относительно земли. Ослабленное состояние изоляции и даже замыкание на землю в одной точке цепей для турбогенератора не представляет большой опасности и в большинстве случаев нормативными документами допускается его дальнейшая работа в течение некоторого времени. Однако, такой вид повреждения не считается нормальным, так как становится невозможным контроль за состоянием изоляции по ее сопротивлению и появляется вероятность двойного замыкания на землю, которое может вызвать значительные повреждения генератора и, как следствие, возникновение аварий с экономическим и экологическим ущербом. Для гидрогенераторов из-за отсутствия эффективных защит от двойного замыканий на землю в цепях возбуждения контроль возникновения повреждений особенно важен ввиду необходимости их отключения уже при замыкании на землю в одной точке. Как правило, ослабленное состояние изоляции возникает в результате длительного процесса ухудшения ее диэлектрических свойств. Поэтому большинство возможных аварий, связанных с повреждением изоляции, можно предотвратить, если использовать средства релейной защиты предупредительного действия, которые обладают возможностью непрерывного текущего контроля и могут быть включены в состав АСУ энергетических.объектов.

Известно много способов построения защит, контролирующих возникновение замыкания на землю в цепях возбуждения генератора, но все они имеют определенные недостатки, определяющие неполноту решения такой задачи. По этой причине совершенствование защит генераторов от повреждений на землю в цепях ротора представляет собой весьма актуальную научно-техническую задачу, решение которой имеет существенное значение для электроэнергетики.

Цель работы: создание улучшенной системы контроля состояния изоляции и защиты генераторов от повреждений на землю в одной точке цепей ротора, осуществляющей непрерывный текущий контроль состояния изоляции, и обладающей благодаря этому возможностью предупредительного действия, имеющей повышенную чувствительность, быстродействие и расширенные функциональные возможности,

позволяющие определять поврежденный полюс и включать систему в состав АСУ. В связи этим решены следующие задачи:

разработаны методы и алгоритмы контроля состояния изоляции и защиты генераторов от замыканий на землю в одной точке цепей ротора;

осуществлено математическое моделирование стационарных и переходных процессов в системе контроля и защиты;

разработана структурная схема устройства и ее основные элементы;

разработан лабораторный макет устройства и исследована его работа в стационарных и переходных режимах.

Научная новизна диссертационной работы.

1. Предложены методы контроля состояния изоляции и защиты
генераторов от замыканий на землю в одной точке цепей ротора. На их
основе разработаны алгоритмы контроля состояния изоляции и защиты и
осуществлена их практическая реализация. Достоинствами предложенных
методов и алгоритмов являются:

непрерывный текущий контроль сопротивления изоляции в широком диапазоне его изменения, практически исключающий возможность внезапного повреждения в цепях ротора;

охват контролируемых цепей без зоны нечувствительности;

широкие функциональные возможности, позволяющие определять поврежденный полюс цепей по результатам количественной оценки значения сопротивления изоляции относительно земли каждого полюса.

  1. Предложена математическая модель процессов замыкания на землю для анализа поведения системы контроля и защиты в стационарных и переходных режимах.

  2. Разработана структурная схема устройства и ее основные элементы, позволяющие использовать устройство для контроля и защиты генераторов с любым типом системы возбуждения.

  3. Разработан лабораторный макет для физического моделирования стационарных и переходных процессов в системе контроля и защиты при различных видах повреждений на землю с учетом места их возникновения. Проведенные испытания на этом макете подтвердили правильность теоретических предпосылок.

Практическая ценность. Разработанный метод защиты от замыканий на землю в цепях ротора обладает расширенными функциональными возможностями, такими как постоянный контроль состояния изоляции по ее сопротивлению и определение поврежденного полюса, что увеличивает информативные показатели защиты при включении ее в состав АСУ электрической части электростанций. Метод обеспечивает равную чувствительность к повреждениям в любой точке цепей, а также позволяет контролировать с приемлемой точностью сопротивление изоляции цепей в широком диапазоне его изменения (от 2 кОм до 500 кОм). Устройство может

быть использовано для контроля и защиты цепей возбуждения генераторов с любым типом системы возбуждения, в том числе с высоким уровнем гармонических составляющих в ее напряжении.

Реализация результатов работы. Теоретические, методические и практические разработки используются в научных работах кафедры по научно-техническим программам «Конверсия и высокие технологии 1997 -2000 гг.» и «Научные исследования высшей школы в области топлива и энергетики», а также в учебном процессе при проведении лекционных, практических и лабораторных занятий при подготовке инженеров и магистров на кафедре «Электрические станции и автоматизация энергетических систем» СПбГТУ.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на многих научно-технических конференциях. Среди них международные научно-технические конференции: «Изоляция 99» (Санкт-Петербург, 1999г), «Технология энергосбережения, строительство и эксплуатация инженерных систем» (Санкт-Петербург, 2000 г.); международный Бизнес-Форум ІВТ-ХХІ «Информационные и бизнес-технологии XXI века» (Санкт-Петербург, 1999 г.); всероссийская научно-техническая конференция «Релейная защита и автоматика энергосистем 2000» (Москва, ВВЦ, 2000 г.); студенческая научно-техническая конференция (СПбГТУ, 2000 г.); отправлено на рассмотрение в ФИПС описание изобретения (номер гос. регистрации 2 000 106 754).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 6 печатных работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация содержит: введение, 4 главы, заключение, список литературы и приложения. Основной материал изложен на 155 страницах машинописного текста с рисунками. Список литературы содержит 95 наименований.

Использование дополнительного источника переменного тока

При замыкании на землю в цепях возбуждения создается контур для прохождения переменного тока через токовое реле, которое срабатывает при превышении током установленного допустимого значення.

Принципиальны: недостатком такой схемы является недостаточная чувствительность при большом значении емкости цепей возбуждения по отношению к земле. Это объясняется тем, что ток от дополнительного источника, проходя через активное и емкостное сопротивление изоляции на землю, состоит из активной и емкостной составляющих

Чтобы защит; реагировала на изменение активного сопротивления изо: л,, и, на ее измерительный орган должна подаваться только акт,! лая составляющая тока. Поэтому в известных устройствах защиты ля уменьшения погрешности их работы, обусловленной емко: j цепей, применяют схемы с компенсацией указанной емкости либо с выделением активной составляющей наложенного тока.

Один из принципов повышения чувствительности защиты с вспомогательным источником переменного тока осуществлен в серийно выпускаемой защите КЗР-3, нашедшей широкое применение для генераторов с тиристорной и высокочастотной системами возбуждения [9, 21, 22].

Ее действие основано на подключении к полюсу цепей возбуждения дополнительного источника переменного напряжения частотой 25 Гц, выделении и измерении активной составляющей переменного тока, определяемой значением сопротивления изоляции цепей возбуждения относительно земли. Основные элементы устройства защиты приведены на схеме рис 1.9.

Источником напряжения является магнитный делитель частоты, преобразующий напряжение 220 В либо ПО В промышленной частоты 50 Гц. С двух нагрузочных обмоток делителя напряжение частотой 25 Гц подается для наложения на цепи возбуждения и в измерительные цепи защиты.

При использовании защиты для генераторов с тиристорным и высокочастотным возбуждением необходимо применение сложного частотного фильтра, предотвращающего попадание в защиту напряжения частотой 50 - 150 - 300 Гц и выше из таких систем возбуждения. Высокие потенциалы, прикладываемые к фильтру как от дополнительного источника, так и от источника возбуждения, являются причиной необходимости выполнения фильтра на пассивных элементах, что определяет плохие массогабаритные показатели системы защиты.

Для выделения активной составляющей тока в устройстве КЗР-3 предусмотрена симметричная кольцевая фазочувствительная схема, состоящая из диодов ID - 4D и балластных резисторов 5R - 8R. На один вход этой схемы от вторичной обмотки трансформатора тока ТТ с делителем напряжения 2R - 3R подается наложенный ток частотой 25 Гц, а на второй вход с аналогичным делителем 4R - 5R подается напряжение 25 Гц с отдельных нагрузочных обмоток МДЧ.

Напряжение на фазочувствительной схеме от обмоток с делителем 4R - 5R является управляющим, открывая и закрывая диоды одного плеча. Управляемое напряжение от вторичной обмотки ТТ, значительно меньшее по величине, определяет протекание тока через один из открытых диодов. При работе схемы среднее значение напряжения выхода фазочувствительной схемы пропорционально только значению активного тока, определяемого сопротивлением изоляции: ивых = Iexcosg) , где р - угол между управляющим напряжением и создаваемым им током. Это напряжение сравнивается с регулируемым эталонным стабилизированным напряжением от делителя напряжения, состоящего из резисторов 12R, 14R, 16R, 18R, используемых при 4 возможных уставках защиты: 10 кОм и 5 кОм при электромашинном возбуждении, 5 кОм и 2,5 кОм при высокочастотном и тиристорном возбуждении. На результат сравнения реагирует чувствительное магнитоэлектрическое реле РТ.

Применение защиты рекомендуется при емкости цепей возбуждения не более 2 мкФ, при которой погрешность в токе срабатывания не превышает 30 %. Обычно емкость цепей возбуждения при работе с основным возбудителем не более 2 мкФ. Однако при переходе на резервное возбуждение емкость может увеличиться до 5 мкФ за счет протяженных кабелей в цепях резервного возбудителя и не удается отстроиться в нужной мере от емкостной составляющей. При этом защита КЗР-3 неприменима.

Устройство недостаточно эффективно и потому, что затруднен выбор уставки срабатывания реле, существенно зависящей от частоты питающего напряжения, при изменении которой даже на 2% сопротивление срабатывания защиты может значительно изменяться по отношению к сопротивлению срабатывания при частоте 50 Гц. Кроме того, из-за возможного изменения емкости контролируемых цепей в процессе эксплуатации нарушается настройка колебательных контуров устройства ВУ-2, что существенно влияет на точность и достоверность контроля.

Предприятием «АББ Реле-Чебоксары» выпускается защита с компенсацией емкости цепей возбуждения на землю [23] схема которой приведена на рис. 1.10. От дополнительного источника, состоящего из генератора и трансформатора TV, напряжение частотой 17,5 Гц поступает через дроссель L и конденсатор С в цепи возбуждения. Через первичную обмотку w2 трансформатора тока ТА протекает полный ток замыкания цепей возбуждения на землю.

Конденсатор С и дроссель L настроены в резонанс на частоте наложенного напряжения, поэтому падение напряжения в них на этой частоте определяется только активным сопротивлением дросселя, которое равно сопротивлению резистора, включенного в контур компенсации емкостного тока блока компенсации, содержащего емкость, равную по величине емкости цепей возбуждения для включенный в данный момент в работу системы возбуждения. Поэтому ток, протекающий по обмотке w3 трансформатора тока ТА равен составляющей тока замыкания на землю на частоте наложенного напряжения. Благодаря тому, что обе первичные обмотки трансформатора тока включены встречно и равны по числу витков, то в токе вторичной обмотки W] содержится только активная составляющая тока замыкания на землю.

Схема осуществляет гальваническую развязку цепей возбуждения генератора от измерительной полупроводниковой части при помощи трансформаторов ТА и TV.

Напряжение наложенной частоты преобразуется в блоке UV в постоянное напряжение, пропорциональное активному току и поступает на входы реагирующих органов РОЇ и РО и на вход аналогового измерительного прибора PV. Показания прибора в вольтах соответствуют сопротивлению в Омах согласно таблице. Прибор позволяет фиксировать значение сопротивления изоляции при его снижении ниже 80 кОм. При дальнейшем снижении сопротивления изоляции ниже уставки по сопротивлению срабатывания чувствительной ступени она действует на сигнал, а при дальнейшем снижении сопротивления изоляции ниже уставки срабатывания грубой ступени защиты она срабатывает с действием на отключение генератора.

В устройстве возможно изменение уставки по сопротивлению срабатывания в диапазоне от 0,5 до 15 кОм и настройка компенсирующей емкости, на значение емкости цепей возбуждения от 0,2 до 5 мкФ с дискретной регулировкой ступенями по 0,01 мкФ.

Несмотря на очевидные достоинства рассмотренной схемы сохраняются характерные недостатки систем контроля и защиты, использующих дополнительный источник переменного тока. Общим недостатком таких систем является сложность их технической реализации, состоящая прежде всего в необходимости настройки при реализации и трудности отстройки от естественных емкостей цепей возбуждения, а также плохие массогабаритные показатели.

Идентификация возникновения повреждения на землю с помощью возмущающих воздействий

Новая система для контроля состояния изоляции защищаемых цепей использует в качестве входных сигналов информации напряжение либо ток, так как эти величины достаточно просто измеряются.

Однако, с развитием средств интегральной электроники и микропроцессорной техники привлекают внимание задачи оценивания непосредственно параметров, характеризующих состояние объекта. Интерес к таким задачам вызван тем, что изменение параметров является первопричиной возникновения аварийных режимов. Для изоляции таковым параметром является ее сопротивление, возможность непосредственной оценки которого позволяет проводить диагностику состояния изоляции, так как замыканиям обычно предшествует постепенное снижение ее сопротивления. Поскольку эта переменная не доступна точному измерению, в основу задачи ее нахождения в работе положен один из методов теории идентификации динамических систем.

Процедура идентификации подразумевает выбор структуры модели для наблюдения и оценивания параметров на основании имеющейся информации об исследуемом объекте и некоторых эвристических соображений [27, 34, 35]. В диссертационной работе разработка структуры модели основывалась на задаче получения системы линейно независимых уравнений, связывающих неизвестные параметры элементов цепей и электрические величины, доступные измерению, решением которой можно определить идентифицируемый параметр, а по нему судить о состоянии защищаемого объекта.

Для выполнения поставленной задачи применен разомкнутый метод идентификации динамическим систем с использованием возмущающих воздействий. Схема реализации метода приведена на рис. 2.1.

Согласно этому методу источник возмущений создает воздействия в объекте контроля и в модели, представленной явными математическими выражениями. По реакции объекта R на воздействия F, создаваемые в нем источником возмущений в разные моменты времени, и по самим воздействиям оценивают вектор параметров объекта X .

Оценивание параметров осуществляется в соответствии с выбранным критерием идентификации на основании данных о входных и выходных сигналах объекта. Критерием идентификации может являться минимум функционала ошибки (избранной меры близости), которая определяется в общем виде как разность некоторых координат объекта и модели [27]. Условием выполнения критерия является система из т+1 уравнений с т+1 неизвестными оценками (Х0, . , Хт). Решение получается в результате выполнения конечного числа элементарных операций над уравнениями системы относительно X (строгое нахождение параметров).

Следуя отмеченным положениям теории идентификации, объект для наблюдения и оценки параметров представлен схемой замещения цепей возбуждения, а источник возмущающих воздействий выполнен в виде дополнительного источника напряжения специальной формы, подключаемого к полюсам цепей через одинаковые добавочные сопротивления. Реакцию объекта на возмущения характеризуют измеряемые в определенные моменты времени электрические величины (напряжение на полюсах или ток в ветви дополнительно источника), для которых с использованием физических законов Киргоффа и Ома моделируются математические соотношения, связывающие их с неизвестными параметрами объекта контроля. В результате выполнения элементарных алгебраических операций над составленными соотношениями оценивается идентифицируемый параметр (сопротивление изоляции).

В следующем параграфе выполнена процедура аналитических исследований согласно приведенному алгоритму идентификации возмущающим воздействием.

Моделирование переходных режимов

Задачи анализа переходных процессов в цепях постоянного тока генераторов весьма разнообразны. Они решаются с целью выявления возможных перенапряжений, улучшения режимов работы цепей, при оценке правильности работы средств защиты, выборе способа подключения и отключения устройства. Решению этих задач посвящены работы многих авторов [45 - 47].

В данной работе эти задачи рассматриваются с точки зрения правильности работы предлагаемых методов, а также с целью выработки практических рекомендаций по использованию устройства, основанного на этих методах.

Математическое моделирование переходных процессов, как указывалось выше, также осуществлялось с помощью специального программного обеспечения.

Исследовались следующие переходные процессы:

1) металлическое замыкание на землю одного и другого полюса;

2) замыкание на землю одного и другого полюса через переходное сопротивление;

3) проходящее замыкание с последующим восстановлением изоляции;

4) подключение устройства контроля и защиты к цепям возбуждения;

5) отключение устройства.

На рис. 3.10 - 3.13 показаны наиболее характерные результаты математического моделирования напряжения полюсов и тока в ветви дополнительного источника при различных повреждениях в цепях ротора.

На рис. 3.10 показаны контролируемые напряжения и ток при симметричном ухудшении эквивалентного сопротивления изоляции цепей возбуждения от 250 кОм до 50 кОм в момент времени t = 2,2 с.

На рис. 3.12 представлены процессы замыкания на землю через переходное сопротивление:

а) переход стационарного процесса, характеризующегося уровнями сопротивления изоляции полюсов Ri = 500 кОм, R2 = 450 кОм в замыкание на землю отрицательного полюса через переходное сопротивление 5 кОм при паузе дополнительного источника;

б) переход стационарного процесса, характеризующегося уровнями сопротивления изоляции полюсов R] = 700 кОм, R2 = 600 кОм в замыкание на землю положительного полюса через переходное сопротивление 10 кОм в момент смены уровней напряжения дополнительного источника;

в) напряжение на RH3M (ток в ветви дополнительного источника) при замыкании на землю отрицательного полюса через переходное сопротивление 5 кОм

Особую актуальность представляет рассмотрение проходящих замыканий, когда за «пробоем» изоляции может последовать ее восстановление. На рис. 3.13 приведены осциллограммы переходных процессов при возврате системы в нормальное состояние, характеризующееся значениями Rj = 200 кОм, R2 = 900 кОм, при замыкании отрицательного полюса на землю через переходное сопротивление 6 кОм.

На основании выполненных исследований можно заключить, что процесс установления напряжения на полюсах и тока в ветви дополнительного источника как в стационарном режиме, так и при восстановлении изоляции происходит экспоненциально, что обусловлено влиянием распределенных емкостей на указанный процесс. Постоянная времени процессов составляет не более 0,08 с, это соответствует параметрам схемы замещения. Такой характер не влияет на точность измерения сопротивления в стационарном режиме, так как учтен в длительности каждого измерения. Однако, в переходном режиме, как при возникновении повреждения, так и восстановлении изоляции, сопровождающемся изменениями значений напряжения возбуждения за период работы дополнительного источника, возможны дополнительные ошибки в расчете сопротивления изоляции. Поэтому для повышения точности и достоверности работы системы в переходных режимах, обусловленных указанными изменениями состояния изоляции, рекомендуется формировать команду на отключение после регистрации нескольких последовательных срабатываний контролирующего элемента.

Переходные процессы возникают не только при изменении состояния изоляции, но и при подключении устройства к системе возбуждения и выводе его из работы. На рис. 3.14 представлены процессы, возникающие при подключения устройства к полюсам цепей. Состояние изоляции во всех рассматриваемых случаях характеризуется значениями R] = 1100 кОм, R2= 1300 кОм:

а), б) подключение устройства первоначально к отрицательному затем положительному полюсам с интервалом времени 1 с. и последующее включение дополнительного источника через 0,9 с.

в), г) подключение устройства первоначально к положительному затем отрицательному полюсам с интервалом времени 0,3 с. и последующее включение дополнительного источника через 0,5 с.

д) одновременное подключение и инициализация работы дополнительного источника напряжения

Резкое и значительное увеличение либо уменьшение напряжений на полюсах наблюдается при интервале времени между моментами подключения к ним устройства контроля и защиты, равном и большем значения постоянной времени протекания переходных процессов в системе. Известно, что подобные режимы представляют большую опасность для изоляции генераторов, так как при этом возможно возникновение условий, способствующих образованию канала ее электрического пробоя - дендрита [38]. Поэтому можно рекомендовать одновременное подключение плеч моста с добавочными сопротивлениями к первичным цепям либо со значением несовпадения моментов подключения, меньшем постоянной времени системы. Оправданным является ввод времени на начало измерений с момента инициализации работы дополнительного источника, равного половине его периода.

Сопряжение измерительных цепей с объектом контроля

Наиболее простой способ осуществления измерений в предлагаемой системе состоит в построении измерительных преобразователей с непосредственной связью объекта измерения и измерительной части устройства защиты, например на основе резистивного делителя напряжения, что выполнено в ходе физического и математического моделирования (рис. 3.24, 4.1). Но при этом возникает гальваническая связь общей точки источника питания измерительных цепей и земли системы возбуждения (потенциал вала ротора). Выполняя определенные правила безопасности по обслуживанию измерительных цепей, возможно допустить ее работу на потенциале земли системы возбуждения.

Однако основное назначение входных измерительных преобразователей состоит не только в масштабировании входных сигналов, но и в гальваническом разделении первичных электрических цепей и измерительных схем. Необходимость гальванического разделения цепей обусловливается как безопасностью обслуживания устройств, так и обеспечением помехозащищенности информации.

Дополнительно следует отметить, что к входным преобразователям для вновь разрабатываемых устройств защиты и автоматики на основе элементов аналоговой и цифровой вычислительной техники предъявляется ряд требований: широкий частотный диапазон, гальваническое разделение входных и выходных цепей, малые габариты и масса, обеспечение необходимой помехозащищенности и др.

С учетом сказанного представляет интерес использование типовых измерительных датчиков напряжения «LV 25 - Tension» отечественного и зарубежного производства, что является весьма актуальным благодаря не только удовлетворению ими перечисленным выше требованиям, но и возможности физической замены каждого добавочного сопротивления входным внутренним сопротивлением этого датчика.

Измерительные преобразователи должны обеспечивать линейное преобразование постоянного напряжения в широком диапазоне его изменения. В общем случае диапазон изменения напряжения охватывает уровни от двухкратного номинального напряжения системы возбуждения в режиме форсировки с замыканием на одном из полюсов цепей, до нулевого при измерении на полюсе с поврежденной изоляцией. Учитывая кратковременность форсировки напряжения турбогенераторов можно ориентироваться на напряжение возбуждения мощного турбогенератора (UB.HOM = 800 В). Тогда возможный диапазон контроля составит 1... 1200 В.

Такому требованию удовлетворяет датчик напряжения LV25-800, имеющий следующие электрические параметры: номинальное входное напряжение - 800 В, диапазон преобразования 0...+ 1200 В, номинальный выходной ток - 25 мА, входное внутреннее сопротивление - 80 кОм. Точность преобразования таких датчиков не превышает 0,8 % при +25 С (Приложение 2).

Похожие диссертации на Разработка системы контроля состояния изоляции и защиты генераторов от повреждений в цепях ротора