Устройство для защиты от помпажа групп компрессоров Советский патент 1983 года по МПК F04D27/02 

о

4 4

00 00

го

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ГРУПП КОМПРЕССОРОВ, содержащее блок сравнения,-имеющий реле времени, промежуточные реле, резисторную мостовую схему с диагональю в виде двух параллельных цепей, и включенные носледо-; вательно в каждую цепь реле и диод, причем коптакты промежуточных реле включены параллельно резисторам мостовой схемы, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно доно.шительно содержит пять блоков коммутации компрессо|)ов, два блока анализа резервных компрессоров и переключатель режима, а блок сравнения снабжен- дополнительной цепочкой резисторов, - переключателем числа агрегатов и развязывающими диодами, включенными в цепи питания промежуточных реле, причем цепочка резисторов подключена к мостовой схеме через переключатель режима, контакты промежуточных реле и переключате.1я числа агрегатов включены параллельно резисторам цепочки, контакты промежуточных реле включены в блоки коммутации компрессоров, первый б,лок анализа резервных компрессоров связан с первым и вторым блоками коммутации компрессоров и с переключателем режима; а второй блок анализа резервных компрессоров свя-. зан с третьим и четвертым блоками коммус S тации компрессоров и с переключателем режима, связанным с пятым блоком комму(Л тации компрессоров. с

(pu&.i

Изобретение относится к защите компрес соров от помпажа.

Известно устройство для защиты от помпажа групп компрессоров, содерл ащее блок сравнения, имеющий реле времени, промежуточные реле, резисторну)р мостовую схему с диагональю в виде двух параллельных цепей, и включенные последовательно в каждую цепь реле и диод, причем контакты промежуточных реле включейы параллельно резисторам мостовой схемы I.

Однако указанное устройство не обеспечивает требуемой надеж.ности защиты при использовании групп компрессоров с газотурбинными приводами.

Цель изобретения-- повышение надежности.

Указанная цель достигается тем, что устройство для защиты от помпажа групц компрессоров, содержащее блок сравнения, имеющий реле времени, промежуточные реле, резисторную мостовую схему с диагональю в виде двух параллельных цепей, и включенные последовательно в каждую цепь реле и диод, причем контакты промежуточных реЛе включены параллельно резисторам мостовой схемы, дополнительно содержит пять блоков коммутации компрессоров, два блока анализа резервных компрессоров и переключатель режима, а блок сравнения снабжен дополнительной цепочкой резисторов, переключателем числа агре гатов и развязывающими диодами, включенными в цепи питания промежуточных реле, причем цепочка резисторов подключена к мостовой схеме через переключатель режима, контакты промежуточных реле н переключателя числа агрегатов включены параллельно резисторам цепочки, контакты промежуточных реле включены в блоки коммутации компрессоров, первый блок анализа резервных компрессоров связан с первым и вторым блоками коммутации компрессоров и с переключателем режима, а второй блок анализа резервных компрессоров связан с третьим и четвертым блоками коммутации компрессоров и с переключателем режима, связанным с пятым блоком, коммутации компрессоров.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - схема блока сравнения; на фиг. 3 - схема первого (второго) блока анализа резервных компрессоров; на фиг. 4 - схема первого (третьего) бло,ка коммутации компрессоров; на фиг. 5 - схема второго (четвертого) блока коммутации компрессоров; на фиг. 6 - схема лереключателя режима; на фиг. 7 - схема пятого блока коммутации компрессоров.

Устройство (фиг. 1) содержит блок 1 сравнения, первый блок 2 коммутации компрессоров, второй блок 3 коммутации компрессоров, третий блок 4 коммутации

компрессоров, четвертый блок 5. коммутации компрессоров, пятый блок 6 коммутации компрессоров, первый блок 7 анализа резервных компрессоров, второй блок 8 анализа резервных компрессоров и переключатель 9 режима.

Блок 1 сравнения (фиг. 2) включает реле 10 времени с контактами 11, промежуточное реле 12 с контактами 13 и 14, промежуточное реле 15 с контактами 16-20, промежуточное реле 21 (контакты не показаны), промежуточное реле 22 с контактами 23, резисторную мостовую схему с резисторами 24-31 и диагональю АВ в

виде двух параллельных цепей, состоящих из последовательно включенных реле 32 с контактами 33 и диода 34 в одной цепи и реле 35 с контактами 36 и диодом 37 в другой, контакты 38-41 промежуточных реле (реле не показаны), цепочки резисторов 42-47, переключатель 48 числа агрегатов, развязывающие диоды 49-55, реле 56 времени с .контактами 57 и контакты 58-65 реле аварийного отключения компрессоров (.реле не показаны), а также линии

66-74 связи с другими блоками.

Первый (второй) блок 7 (8} анализа резервных компрессоров (фиг.. 3) содержит реле 75 (76) переключения блоков коммутации (контакты реле показаны на фиг. 4 и 5), контакты 77-81 (82-86) магнитных

пускателей (реле-повторителей) приводов компрессоров (магнитные, пускатели не показаны), контакты 87-91 (92-96) переключателей компрессоров (см. фиг. 4 и 5), а также линию 97(98) связи с переключателем режима.

Первый (третий) блок 2(4) ко.ммутации компрессоров (фиг. 4) содержит- реле 99-.103 (104-108) включения компрессоров, контакты 109-113 (114-118) переключателей компрессоров, контакты 119-127

(128-136) магнитных пускателей (релеповторителей) приводов компрессоров (магнитные пускатели не показаны), а также контакты137-138 (139-140) реле 75 (76) блока 7 (8) анализа резервных компрессоров, контакты 141 (142) реле 15 (12) блока 1

сравнения и контакты 143(144) реле 22(2)блока 1 сравнения.

Второй (четвертый) блок 3 (5) коммутации компрессоров (фиг. 5) содержит реле 145-149 (150-154) отключения компрессоров, контакты 155-163 (164-172) магнитных пускателей (реле-повторителей) приводов компрессоров (магнитные пускате,пи не показаны), а также контакты 173- 174 (175-176) реле 75 (76) блока 7 (8) анализа резервных компрессоров, контакты 177 (178) реле 15 (12) блока 1 сравнения ti контакты 179 (180) реле 22 (21) блока 1 ;равнения. Переключатель 9 режима (фиг.6) содержиГ.переключатель 181 и линии 182 - 183 связи с другими блоками. Пятый блок 6 коммутации компрессоров (фиг. 7) содержит реле 184-188 отключения компрессоров, контакты 189-197 магнитных пускателей (реле-повторителей) приводов компрессоров, а также контакты 198реле 15 блока 1 сравнения и контакты 199реле 22 блока I сравнения. Устройство (фиг. 1) работает следующим образом. С помощью переключателя 9 режима реализуется либо режим защиты двух последовательно соединенных групп компрессоров с электроприводами, либо режим защиты группы компрессоров с газотурбинными приводами, соединенной последовательно с группой компрессоров с электроприводами, либо режимы проверки работоспособности устройства. Г-, При работе устройства в режиме защиты двух последовательно соединенных групп компрессоров с электроприводами подается питание с выхода С переключателя 9 режима на первый блок 7 и второй блок 8 анализа резервных компрессоров, и через эти блоки - на первый блок 2, второй блок 3, третий блок 4 и четвертый блок 5 коммутации компрессоров, а также с выхода D переключателя режима 9 питание подается на блок 1 сравнения. При работе устройства в режиме защиты, двух последовательно соединенных групп компрессоров с электроприводами на вход блока I сравнения поступают сигналы, характеризующие состояние каждого включенного компрессора, причем, если компрессор работает нормально, то на вход блока 1 поступает нулевой сигнал, а если имеет место нарушение технологического или электт рического режима работы компресс(;ра, то он отключается индивидуальной системой защиты и фи этом сигнал от реле лварий-. ного отключения компрессора в iui;i,e логической единицы поступает на вход блока I сравнения. Если количество компрессоров, работающих в одной из последовательно соединенных групп, равно количеству компрессоров в другой, то на выходах блока 1 сравнения сигналы otcyTCTByioT. В случае нарушения равенства числа компрессоров, например отказа одного из компрессоров первой из двух последовательно соединенных групп, на выходах J и Н блока 1 появляются сигналы коммутации в виде логических единиц. В случае наличия резервных компрессоров в первой группе первый блок 7 формирует разрешающий сигнал (логическую единицу, поступающий в первый блок 2 коммутации компрессоров и запрещающий сигнал (нулевой) - во второй блок 3 коммутации компрессоров. Информаиия о наличии резервных компрессоров поступает в блок 7 от контактов магнитных . пускателей и переключателей компрессоров первой группы. При наличии резервных компрессоров первой группы на оба входа первого блока 2 коммутации компрессоров поступают сигналы в вид логических единиц, что приводит к формированию и выдаче команды включения резервного компрессора первой группы. При .отсутствии резервных компрессоров первой группы на входы первого блока 2 коммутации поступает нулевой сигнал от первого блока 7 анализа резервных компрессоров и единичный сигнал с выхода J блока 1 сравнения, поэтому ком; нда включения резервного компрессора первой группы не формируется, а на входы второго блока 3. ком мутации поступает едияичные сигналы, что приводит к формироваиию в блоке 3 команды отключения одного из компрессоров второй группы. Равенство компрессоров в группах восстанавливается и единичные сигналы на выходах блока 1 сравнения исчезают. При отказе одного из компрессоров второй группы единичные сигналы возникают на выходах G и 1 блока 1 сравнения. В случае наличия резервных компрессоров второй группы второй блок 8 анализа pe-i зервиых компрессоров подает разрешающий сигнал на третий блок 4 коммутации, что. приводит к включению резервного компрессора второй группы. При отсутствии резервных компрессоров второй группы разрешающий (единичный) сигнал от второго блока 8 анализа поступает на четвертый лок 5 коммутации, что приводит к отключению одного компрессора первой группы. При отказе одновременно двух компрессоров первой (второй) группы формируются последовательно команды на включение одного, а затем через заданное время выдержки второго резервного компрессора первой (второй) группы либо при oTcyTCTBViH резервных компрессоров - команды на отключение одного, а затем второго компрессоров второй (первой) группы. При работе устройства в режиме защиты группы компрессоров с газотурбинными приводами, соединенной последовательно с группой компрессоров с электроприводами, через переключатель -9 режима подается питание на пятый блок 6 коммутации с выхода .Е переключателя режима, а на блок 1 сравнения - с выхода D перёключателя режима. При работе устройства в режиме защиты группы компрессоров с газотурбинными приводами, соединенной последовательно с группой компрессоров с.электроприводами, на вход блока 1 сравнения Поступают сигналы, характеризующие состояние каждого включенного компрессора с электроприводом. Количество включенных компрессоров с газотурбинным приводом задается переключателем 48 (фиг, 2) числа агрегатов в блоке 1 сравнения. При отказе одного из компрессоров с электроприводом на блок сравнения поступает сигнал (логическая единица) от реле аварийного отключения компрессора, что приводит к появлению на выходе F блока 1 сравнения сигнала коммутации . Подача напряжения питания через переключатель 9 на пятый блок 6 коммутации компрессоров является разрешающим сиг налом для отключения одного компрессрра с газотурбинным приводом при наличии вто рого сигнала на выходе F блока сравнения. При отказе одновременно двух компрессоров с электроприводом сигнал отключения второго компрессора с газотурбинным приводом подается на пятый блок 6 коммутации через заданное время вь держки. Работа устройства в режимах проверки работоспособности происходит так же, как и- в режимах защиты, с тем отличием, что сигналы отказов компрессоров не поступают от реле аварийного отключения компрессоров, а . имитируются подачей на. пряжения от источника питания через переключатель 9 режима при установке его в положение, соответствующее режиму про-. Блок I сравнения (фиг. 2) работает следующим образом. При работе в режиме защиты двух последовательно соединенных групп компрессоров с электроприводами переключатель 9 режима (фиг. 6) через линию 7.0 и 74 связи соединяет плечи мостовой схемы, образованные резисторами 24-26 и 28-30, зашунтированными контактами 38-41 промежуточных реле-повторителей контакторов включения приводов компрессоров. При равенстве компрессоров в группах мостовая схема уравнове иена, напряжение на диагонали АВ равно нулю, и 32, 35 выключены. При отказе одного из компрессоров, например, первой группы, замыкаются контакты реле аварийного отключения (например контакт) 61), питание подается на реле 56 времени, а через заданный промежуток времени подается питание на мостовую схему. К этому моменту будут разомкнуты контакты (например контакты 38) одного из промежуточных реле-повторителей из-за аварийного отключения компрессора, что приводит к разбалансу мостовой схемы, срабатыванию реле 35, замыканию его контактов 36 и срабатыванию промежуточного реле 15. Одновременно промежуточное реле 15 выдает сигналы коммутации в виде замыкания контактов 141, 177 в первом и втором блоках коммутации компрессоров (см. фиг. 4 и 5). По окончании процесса коммутации (ли бо включения резервного компрессора первой группы, либо отключения компрессора второй группы) восстанавливается баланс мо.стовой схемы за счет восстановления равенства числа за.мкнутых контактов 38-- 41 в плечах мостовой схемы, размыкаются контакты 61 и контакты 57 реле 56 времени, и схема приходит, в исходное состояние. Отказ одного из компрессоров второй группы аналогично приводит к срабатыванию одних из контактов 62-65, контактов 57, реле 56, замыканию контактов 33 реле 32, срабатыванию промежуточного реле 12 и выдаче сигналов коммутации в виде замыкания кон тактов 142, 178 в третьем и четвертом блоках ко.ммутации компрессоров (фиг. 4 и 5). В случае отказа одновременно двух ком- , прессоров первой (второй) группы через контакты 18 (13) промежуточного реле 15 (12) подается питан1 е на реле 10 времени, и через зада}гный промежуток времени замыкаются контакты 11 этого реле, что приводит к подаче нитайия на промежуточное реле 22 (21) через контакты 19 (14) промежуточного реле 15 (12). и выдаче сигналов коммутации в виде за.мыкания контактов 143, 179 (144, 1.80) в первом и втором (третьем и четвертом) блоках коммутации компрессоров (фиг. 4 и 5). При работе в режиме защиты группы ко.мпрессоров с газотурбинными приводами, соединенной последовательно с группой компрессоров с электроприводами, нереклю.чате.чь режима через линии 70 и 72 связи подключает в к.ачестве плеча мостовой схемы цепочку резисторов 42-47, зашунтированных контактами 20 и 23 промежуточных реле 15, 22 и контактами переключателя 48 числа агрегатов, который устанавливается в положение, соответствующее количеству включенных компрессоров с электроприводом и -обеспечивающее баланс мостовой схемы. При отказе одного из компрессоров с электроприводо.м замыкаются одни из контактов 58-6, срабатывает реле 56 времени, замыкаются контакты 57 этого реле и.возникает разбаланс мостовой схемы, что приводит к замыканию контактов 36 реле 35, срабатыванию промежуточного реле 15 и появлению сигналов коммутации в пятом блоке 6 в виде замыкания контактов 198 (фиг. 7) промежуточного реле. 15. Одиов.ременно размыкаются контакты 20 промежуточного реле 15, обеспечивая восстановле ие баланса мостовой схемы. При отключении двух компрессоров с электроприводами через контакты 17 и 18 промежуточного реле 15 подается питание на реле 10 времени, спустя заданный промежуток времени замыкаются контакты 11 реле времени, и через контакты 19 подается питание .на промежуточное реле 22, подающее сигнал коммутации в пятый блок 6 в виде замыкания контактов 199 этого реле. Одновременно размыкаются контакты 23 промежуточного реле 22, воЬстанарливая ба ланс мостовой схемы. Развязывающие диоды 49-55 служат для предотвращения соединения линий 72 и 74 связи через общие цепи питания промежуточных реле. В режимах проверки работоспособности устройства блок 1 сравнения работает аналогично, причем сигналы отказов компрессоров с электроприводами имитируются замыканием контактов переключателя режима, подключенных к линиям 69 и 73 связи, либо замыканием контактов переключателя режима, подключенных к линиям 69 и 71 связи с одновременной пода,чей питания на реле 56 времени по линии68 связи. Первый (второй) блок анализа резервных компрессоров (фиг. 3) работает следующим обром. По линии 97 (98) связи через переключатель режима подается питание. При наличии хотя бы одного резервного компрессора существует цепь из последовательно соеди.ненных замкнутых контактов магнитного пускателя (реле-повторителя) этого компрессора и замкнутых контактов переключателя этого компрессора (например, контакты 77 (82) и контакты 87 (92), подающие разрещающий сигнал в первый (третий) блок 2 (4) коммутации в виде замыкания контактов 137 138 (139, 140) (фиг. 4) и запрещающий сигнал вовторой (четвертый) блок 3 (5) в виде разомкнуты, реле 75 (76) выключено, а в первый (третий) и второй (четвертый) блоки коммутации поступают соответственно нулевой и единичный сигналы. Первый (третий) блок 7 (8) коммутации компрессоров (фиг. 4) работает следующим образом. По линии 97 (98) связи на блок подается питание через переключатель режима, через замкнутые (в случае отказа комггрессора) контакты 141 (142) промежуточного реле 15 (12) (фиг. 2), а также замкнутые (при наличии резервного компрессора) контакты 138 (140) реле 75 (76) (фиг. 3) поступает на контакты 119-127 (128-136) магнитных пускателей (реле-повторителей) приводов компрессоров. При наличии хотя бы одного резервного компрессора подключено соответствующее реле, например реле 99 (104), включения этого компрессора через контакты, ианрммер контакты 119 (128), его магнитного пускателя. Подача питания на реле, например реле 99-. (104) включения компрессора приводит к замыканию его контактов в цепях запуска компрессора и к выводу компрессора на рабо.чий режим. При отсутствии резервных компрессоров контакты 119-123 (128-132) разомкнуты, контакты 124-127, (133-136) замкнуты, а реле 99-103 (104108) отключены. Переключатели 109-113 (П4-118) обеспечивают при необходимости отключениесоответствующего резервногокомпрессора и подключение другого резервного компрессора. При отказе одновременно двух компрессоров (спустя заданный промежуток времени) подается сигнал на включение второго компрессора через контакты 143 (144) промежуточного реле 22 (21) (фиг. 2) и замкнутые (при наличии резервного компрессора) контакты 137 (139) реле 75 (76) (фиг. 3). Второй (четвертый) блок 3 (5) коммутации компре(:соров (фиг. 5) работает следующим образом. По линии 97 (98) связи на блок подается питание через переключатель режима, и через замкнутые (в случае отказа компрессора) контакты 177 (178) промежуточного реле 15 (12) (фиг. 2) а также замкнутые (при отсутствии резервного компрессора) контакты 175 (176) реле 75 (76) (фиг. 3) поступает на контакты 155-163 (164-172) магнитных пускателей -(реле-повторителей) приводов компрессоров. При наличии работающего компрессора подключено соответствующее реле (например реле 147 (152)) отключения этого компрессора через контакты (например контакты 159 (168) его магнитного пускателя. Подача питания на реле отключения компрессора приводит к замыканию его контактов в цепях отключения компрессора и к останову компрессора. При отсутствии работающих компрессоров контакты 160-163 (169-172) .замкнуты, контакты 155-159 (164-168) разомкнуг ты, а реле 145-149 (150-154) отключены. При отказе одновременно двух компрессоров (спустя заданный промежуток времени) подается сигнал на отключение второго компрессора через контакты 179 (180) промежуточного реле 22 (21) (фиг. 2) и замкнутые (при отсутствии резервного компрессора) контакты 173 (175) реле 75 (76) (фиг. 3). Переключатель 9 режима (фиг. 6) работает следующим образом. В положении К переключателя 181 реализуется режим проверки работоспособности устройства при защите двух последовательно соединенных групп компрессоров с электроприводами. При этом от источникапиЬания по линии 183 связи через замкнутые контакты переключателя 181 по линии 68 подается питаиие на реле 56 времени {фиг. 2) блока сравнения, чем достигается имитация срабатывания контактов 58-65 (фиг. 2) реле аварийного отключения компрессоров. Одновременно замыкаются контакты, соединяющие плечи мостовой схемы линиями 70-74 связи и замыкаются контакты по линиям 69 и 73 связи имитирующие размыкание контактов 38 и 39 цромежуточных реле (фиг. 2), что приводит к разбалансу мостовой схемы и отключению работающих или включении резервных компрессоров так, как это имеет место при реальных отказах компрессоров. В положении L переключателя 181 peaЛизует.ся режим защиты двух последовательно соединенных групп компрессоров с электроприводами. При этом подается питайне от источника по линии 183 связи на блок сравнения через линию 67 связи, на первый, второй, третий и четвертый блоки коммутации, а также на первый и второй блоки анализа резервных компрессоров по линиям 97 и 98. Одновременно замыкаются контакты. соединяющие плечи мостовой схемы, линиями 70 и 74 связи, что обеспечивает работу устройства в режиме защиты последователь. но соединенных групп компрессоров с электроприводами. В положении М переключателя 181 устройство выключено.. В положении N переключателя 181 peaлизуется режим защиты группы компрессо-. ров с газотурбинными приводами, соединенной последовательно с группой компрессоров с электроприводами. При этом подается питание от источника по линии 183 связи на блок сравнения через линию 67 связи, а на пятый блок коммутации через линию 182 связи. Одновременно замыкаются контакты, подключающие к мостовой схеме в качестве плеча цепочку резисторов 42-47 (фиг. 2) по линиям 70 и 72 связи, что обеспечивает работу устройства в режиме затиты группы компрессоров с газотурбинными приводами, соединенной последовательно с группой компрессоров с электроприводами. В положении Р переключателя 181 реализуется режим проверки работоспособности устройства при защите группы компрессоров с газотурбинными приводами, соединенной последовательно с группой ком1032 прессоров с электроприводами. При этом от источника питания по линии 183 связи через замкнутые контакты переключателя 181 (по линии 68 подается питание на реле 56 времени) блока сравнения, чем достигается имитация срабатывания контактов реле аварийного отключения компрессоров, Одновременно замыкаются контакты, подключающие к мостовой схеме по линиям 60 и 72 связи цепочку резисторов 42-47 (фиг. 2) к замыкаются контакты по линиям 69 и 71 связи имитирующие размыкание контактов промежуточных реле, что приводит к разбалансу мостовой схемы и отключению работающих компрессоров так, как это имеет место при реальных отказах компрессоров. Пятый блок 6. коммутации компрессоров (фиг. 7) работает следующим образом. По линии 182 связи на блок подается .питание через переключатель режима, а через замкнутые (в случае отказа компрессора) контакты 199 про.межуточного реле 15 (фиг. 2) поступает на контакты 189-197 магнитных пускателей (реле-повторителей) приводов компрессоров. При наличии работающего компрессора подключено соответствующее реле (например реле Г86) отключения этого компрессора через контакты (например контакты 191) его магнитного пускателя. Подача питания на реле отключения компрессора приводит к замыканию его контактов в цепях отключения компрессора и к останову компрессора. При отказе одновременно двух компрессоров .(спустя . заданный промежуток времени) замыкаются контакты 198 промежуточного реле 22 (фиг. 2) и питание подается на реле отключения второго компрессора. Таким образом, введение в предлагаемое устройство пяти блоков коммутации компрессоров, двух блоков а шлиза резервных компг рессоров и переключателя режима, а также введение в блок сравнения дополнительной цепочки резисторов, переключателя числа агрегатов и развязывающих диодов, вклютченных в цепи питания промежуточных реле, позволит повысить надежность защиты от помпажа при использовании групп компрессоров с газотурбинными приводами за счет: выравнивания количества компрессоров в последовательно соединенных группах и предотвращения перераспределения давления между ними.

97(96

(Ш

I /

Щ(ЧОПгЩЩ f 5{l3) 125(135} 127(36)

. .--X.

X -i:,-у I - (. / - - I - i /IV j I - л- 9 fe8} f20(f39} /г/М 122(131) J

lm

г г г г

W/H

97{98j

т

66

срие.-З

I I I I I I I

fff5) шМоб) W2lOl) )

сриг.

/ 5f36 f97

198

191 f9Z

199

.AJ

4m

m

(puff. 5

Фиг. 6