Устройство для автоматического включения резервного питания потребителей для подстанций с двигательной нагрузкой Советский патент 1983 года по МПК H02J9/06 

Ц-Г}-1

о .

со -ч

09

Фиг.1

Изобретение относится к устройствам дротивоаварийной автоматики энергосистем. Ь частности к устройствам автоматического; включеиия резервного питания потребителей; для подстанций с двигательной нагрузкой. По основному авт. св. К 877710 известно устройство для автоматического включеиия резервного питания потребителей для подранции с двигательной нагрузкой, в кртором выход первого трансформатора напря; Жения подключен к первым входам двух нзг Ъирательных и пускового органов, -второй вход пускового органа подключен к выходу второго трансформатора напряжения, второй вход одного избирательного органа подключей- к второму трансформатору напряжения через фазоповоротную цепочку, g второй вход другого избирательного органа соединен с выходом фазоповоротной цепочки через инвертор, выходы избирательных органов соединены с входами первого и второго логических элементов И с нсполииг;

тельиыми оргаиами на выходе, выход пускового органа подключен к входу формирователя выдержки времени и вторым входам указанных элементов И, первого исполнительного органа соединен с входом логического элемента ИЛИ непосредственно

и через орган блокировки с третьим входом

второго логического элемента И, а выход второго исполнительного органа соединен с другим входом логического элемента ИЛИ: непосредственно и через другой орган бло-; кировки с третьим входом первого логичес- кого элемента И, выход формирователя вы- держки времени и выход логического эле-; мента ИЛИ соединены с входами третьего логического элемента И, выход которого: подключен к входу третьего исполнительно- го органа. В качестве избирательных н пускового органов применены фазочувствительные схемы 1.

Точная установка в устройстве заданиых значений по углу и выдеджки времени требует много времени яз-за необходимости со-;

гласования работы всех блоков при различных скоростях изменения частоты напряжения двигателей. До установки устройства иа| подстанции потребители необходимо оценить:

ошибку по углу включения, которую может дать устройство в различных режимах выбега двигателей, что позволит проверить;

допустимость для двигателей токов и момен-i тов, возникающих при включении резервиого питаиия. Кроме того, затруднена проверка работоспособности устройства.

Цель изобретения - повышение надежг ностн работы устройства путем упрощения настройки и обеспечения контроля исправиости.

Поставленная цель достигается тем, чтб

в устройство автоматического включения резервного питания потребителей для подстаиЦий с двигательной нагрузкой дополннтель:но введены блок задания закона изменения частоты напряжения и последовательно соединенные формирователь пилообразного на; пряжения, компаратор н симметричный триг,,гер, выход последнего соединеи с входом переключателя, другой вход которого соедиI нен с выходом первого трансформатора напряжения и входом формирователя пилообразиого напряжения, а выход переключателя соединен с соответствующими входами О избирательных и пускового органов, причем выход блока задания закона изменения частоты иапряжения соединен с вторым входом компаратора.

В качестве блока задания закона изме. нения частоты напряжения применены последовательно соединенные конденсатор и ре- ; зистОр, точка соединения которых является i выходом указанного блока.

На фиг. I представлена структурная схема устройства автоматического включений 20 резервного питания потребителей для подстанций с двигательной нагрузкой; на фиг. 2 - принципиальная схема блока настройки н контроля исправности; на фиг. 3 - диаграммы работы блока настройки и контроля исправности.

Устройство для автоматического включеиия резервного питания потребителей для подстанций, с двигательной нагрузкой содержит трансформаторы и 2 напряжения, фазоповоротную цепочку 3, инвертор 4, пер30 вый 5 и второй 6 избирательные органы, пусковой оргаи 7, первый 8 и второй 9 логические элементы И, первый 10 и второй 11 исполинтельные органы, органы. 12 н 13 блокировки, формирователь 14 выдержки времени, логический элемент ИЛИ 15, тре тий логический элемент И 16, третий испол: нительный орган 17, блок 18 задания закоиа ; изменения частоты напряжения, формирова: тель 19 пилообразиого напряжеиия, компаратор 20, симметричный триггер 21 и переДо ключ атель 22. Блоки 18-21 составляют блок настройки и контроля исправности. Формирователь 19 пилообразного напряжения собран на транзисторах 23 н 24, которые под; ключены соответственно через дифференцнрующие цепочки, выполненные на резисто 5 pax 25 н 26 и коиденсаторах 27 и 28, к прямому и инверсному выходам трансформатора 1 напряжения. Необходимые крутизна и линейность выходного напряжения формирователя 19 обеспечиваются свответствую5Q ;1Цим выбором резисторов 29 и 30 и конденсаторов 31 И 32. Блок 18 задания зако иа измеиеИия частоты напряжения состоит из резисторов 33 и 34, конденсатора 35 и кнопки 36. Компаратор 20 имеет три входа, два из которых подключены соответственио 55 к коллекторам транзисторов 23 и 24 и являются выходами формирователя 19, а тре тий вход соединен с выходом блока 18. Компаратор 20 выполнен на двух операционных усилителях 37 и 38, к выходам которых подключены дифференцирующие цепочки на резисторах 39 и 40 и конденсаторах 41 и 42. Выходы дифференцирующих цепочек подключены к входам логического элемента И 43, выход которого является выходом компаратора 20 и соединен с входом симметричного триггера 21. Устройство работает следующим образом. При питании каждой секции потребителя от своего источника на вход устройства подаются синхронные напряжения Ut и Un. При подкл1оченном выходе трансформатора 1 к входам органов 5-7 время совпадения напряжений, подаваемых на входы избирательных органов 5 и 6, равно 5 мс, так как фазоповоротная цепочка 3 осуществляет сдвиг выходного напряжения по отношению к входному на угол 90°. Уставки срабатывания пускового органа 7 и избирательных . органов 5 и 6 выбраны таким образом, что они находятся в несработанном состоянии. Поэтому исполнительные органы 10, 11 также не срабатывают. При потере источника питания первой секции двигатели начинают выбегать и частота напряже жя на ней снижаться, происходит срабатывание избирательного органа 5, а затем после достиижения угла между векторами напряжений U, и U,, срабатывает пусковой орган 7. При этом происходит срабатывание первого логического элемента И 8, так как на его третьем входе уже был сигнал, поступивший с выхода органа 13 блокировки, свидетельствовавший о иесработанном состоянии второго исоол} нительного органа И.- Исполнительный орган 10 отключает ввод рабочего питания первой секции. После увеличения угла между векторами напряжений и Уц и достижения им 270° пусковой орган 7 возвращается в несработанное состояние, что приводит к срабатыванию формирователя 14 выдержки-времени, после срабатывания которого с заданной выдержкой времени на вхЪде третьего логического элемента И 16 появляется сигнал. На второй вход элемента И 16 поступает также разрешаюицйй сигнал с выхода исполнительного органа 10 через логический элемент ИЛИ 15. Указанные снгналы приводят к срабатыванию логического элемента 16 и третьего исполнительного органа 17, который включает выключатель резервного питания. Соответствующим выбором выдержки времени формирователя 14 обеспечивается включение выключателя резервного питания при мини. мальном значении угла между вектором остаточного напряжения двигателей, потерявших питание, и вектором напряжения резервного источника. При таком включении токи и моменты двигателей, как правило,; не превышают допустимых, а двигатели лег)ко -втягиваются в синхронизм. При потере питания на второй секции усИ ройство работает аиалогичиым образом. Исполнительный орган II отключает ввод рабочего питания этой секции, а оргаи 17 осуществляет включение выключателя резервного питания при минимальном значении угла между векторами напряжений остаточного на двигателях и резервного источника. При настройке устройства на его входы подаются напряжения U, и Цц, а переклюатель 22 вкл1Ьчается в положение, при котором выход симметричного триггера Д1 подключается к входам избирательных 5 и б и пускового 7 органов. При этом на coor-j ветствующие входы компаратора 20 поступают с выхода формирователя 19 пилбобразные напряжения, период и фаза которых равна периоду н фазе входного напряжения Uj, а с выхода блока 18 - постоянное напряжение, определяемое соотношением сопротивлений 33 и 34. Величина этого напряжения определяет момеиты срабатывания операционных усилителей 37 и 38 и формирования выходных импульсов компарато-: ра 20. При превышении пилообразными наг пряжениями формирователя 19 величини выходного напряження блока 18 поочеред-; но срабатывает соответствующий-опёрационный усилитель 37 или 38. Такцм образом, изменяя величину резистора 33, можно изменять фазовый сдвиг выходных импульсов компаратора 20 по отношению к входному напряжению, а следовательно, и фазу выходных напряжений симметричного триг-. гера 21. При,моделировании выбега двигателей указанная фаза соответствует углу нагрузки двигателей. Кроме того, изменяя ;величину резистора 33, можно регулиро фазу выходного напряження триггера 21 в пределах О-360° и, определяя момент срабатывання пускового 7 и избирательных 5 и 6 органов, осуществлять установку заданных углов срабатывания указанных органов. Нажатием кнопки 36 при поданных входных напряжениях Ui и Un осуществляется режим контроля устройства. При этом происходит заряд конденсатора 35 через резистор 33. Выходное напряжение блока 18 - инейно возрастает от начального значения, определяемого соотнощением величин резисторов 33 и 34, и фаза выходного напряжения триггера 21 увеличивается начиная с величины угла нагрузки. При достижении углом между выходным напряжением триггера 21 и иапряжением Уд заданных значений срабатывают избирательный 5 и пусковой 7 органы, а затем и исполии«тельные органы 10 и 17. Величиной резнетора 33 можно задавать скорость измеие Угла между указанными напряжениями и определять в каждом случае ошибку устройства по углу в выборе момента включения резервного питания. Если после заряда конденсатора 35 зймкнуть кнопку 36, то в результате ею разряда угол между выходным напряжением триггера 21 и напряжением Up изменяется в Иаправленни, обратном рассмотренному выше. При несработанном исполнительном органе 10 происходит последовательное срабатывание исполнительных органов 11 и 17. Таким образом, осуществляется полный контроль работоспособности всего устрой;ства. При этом если закон изменения частоты напряжения, отрабатываемый блоком 18, полностью соответствует известному характеру выбега имеющихся на секциях двигателей, то контроль устройства моЖнд осуществлять с переключением питания двигателей. Однако характер изменения Напряжения на конденсаторе при его заряде недостаточно точно соответствует закону из.менения частоты напряжения двигателей при их выбеге. Поэтому в рассмотрением случйе должен быть применен другой блок 18, например с использованием нелинейных ре:1исторов. Использование в режиме контроля входных напряжений U| и Uji позволяет скуществлять контроль иснравности цепей напряжения. Применение блока настройки и самоконтроля позволяет повысить надежность работы, устройства для автоматического включения резервного питания, упростить его обслуживание в эксплуатации и при необходимости исследовать его поведение и точность работы в заданных условиях. Использование предлагаемого устройства позволит сократить время перерыва питания двигателей при потере рабочего источника, улучшить условия их самозапуска и сохранитьпри этом синхронную динамическую устойчивость работы. Высокая надежность работы, простота настройки и эксплуатации устройства позволяют широко применять его для потребителей с двигательной нагрузкой, непрерывных технологических процессов.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ВКЛЮЧЕНИЯ РЕЗЕРВНО-х ГО ПИТАНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ДЛЯ ПОДСТАНЦИЙ С ДВИГАТЕЛЬНОЙ НАГРУЗКОЙ по авт. св. № 877710, отличающееся тем, что, с,целью повышения надежности работы устройства путем упрощения настройки и обеспечения контроля исправ-ностн, в него дополнительно введены блок задания закона изменения частоты напряжения и последовательно соединенные формирователь пилообразного напряжения, ком-. паратор и симметричный триггер, выход пос леднего соединен с входом переключателя, другой вход которого соединен с выходом первого трансформатора напряжения и входом формирователя пилообразного напряжения, а выход переключателя соединен с соответствующими входами избирательных и пускового органа, причем выход блока за-V Дания закона изменения частоты иапряж(-; ния соединен с вторым входом компаратор. 2. Устройство по п. I, отличающееся что в качестве блока задания закона изме-. нения частоты напряжения применены последовательно соединенные конденсатор и резистор, точка соединения которых является (Л выходом указанного .

(pus.2 rVAAAAy