Устройство для автоматического ввода резерва Советский патент 1985 года по МПК H02J9/06 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам автоматики в системах гарантированного электроснабжения переменн1м током потребителей, не терпящих пере,рывов в электроснабжении, например синхронных электродвигателей большой мощности. Цель изобретения - повышение быстродействия и надежности автоматического ввода резерва. На чертеже приведена схема устройс ва. , Устройство содержит два источника питания 1 и 2, два понизительных трансформатора 3 и 4, биполярные груп пы тиристоров 5 и 6 с, системами упра ления 7 и 8, две секции шин 9 и 10, связанных секционными выключателями 11. Параллельно секционному выключателю включена цепь, содержащая последовательно включенную биполярную груп пу тиристоров 12, нелинейный реактор 13 и датчики тока 14 и 15. Биполярная группа тиристоров 12 связана с выходом системы управления 16, вход которой соединен с датчиком тока 14. Выход датчика тока 15 связан с секционным выключателем 11. К секциям шин 9 и 10 подключены с помощью выключателей. 17 - 19 электродвигатели 20 - 22. Системы управления 7 и 8 биполярны ми группами тиристоров 5 и 6 обеспечи .вают однонаправленное протекание мощности от источника к потребителю. Для этой цели со стороны каждого ввода установлены трансформаторы напряжения 23 и 24 и -трансформаторы тока 25 и 26 Трансформаторы напряжения 23 и 24 через вентили 27 и 28 связаны с пороговых элементов 29 и 30, выходы которых подключены к входам одновибраторов 31 и 32. Трансформаторы тока 25 и26 через вентили 33 и 34 связаны с входами пороговых элементов 35 и 36, выходы которых соединены с цепями остановки 37 а, 38 а генераторов импульсов управления 37 и 38, Выходы одновибраторов 31 и 32 связаны с цепями запуска 37 б, 38 б генераторов импульсов управления 37 и 38. Устройство работает следующим образом. В нормальном режиме биполярные группы тиристоров 5 и 6 включены и получают импульсы от систем управления 7 .и 8. . Однонаправленное проведение мощности обеспечивается системами управления 7 и 8 двумя идентичными устройствами, подключенными со стороны источников 1 и 2 соответственно. Система управления 7 работает следующим образом. На фиг. 1 показан пример управления одним тиристорам биполярной группы одной из фаз вводного выключателя. Управление остап ьными тиристорами головного выключателя осуществляется аналогично. Пороговый элемент 29, связанный с одной из фаз трансформатора напряжения 23 с помощью вентиля 27, формирует импульс, передний фронт которого сазирован с моментом прохождения через нуль положительной волны напряжения фазы, к которой подключен вентиль 27. Пороговый элемент 29 запускает одновибратор 31, который вьщает команду на включение генератора им пульса управление 37. Ширина импульса одновибратора, таким образом, соответствует длительности импульса, поступающего на тиристоры выключатеп ля 5. Эта ширина выбирается из условия наибольшего сдвига первой гармоники тока потребляемого из сети натгрузкой секции 9 в нормальном режиме. К одноименной фазе трансформатора тока 25 через вентиль 33 включается пороговый элемент 35, уставка которог го выбирается большей тока удержания тиристоров 5 (например 1А для тиристоров ТбЗО). Таким образом одновибратор 31 запускает генератор импульса управления 37 на предельно, возможное время, обеспечивающее проведение тока через тиристоры 5 в любом режиме от режима холостого хода до наибольшей нагрузки. В случае если по тиристорам стал протекать ток более тока удержания, пороговый элемент 35 отключает генератор импульса управления 37, обеспечивая укорочение ширины импульса, поступающего на тиристоры 5. При пег ременной по фазе, нагрузке на тиристоры поступает переменный по ширине сигнал управления, но не шире предельно возможного угла сдвига тока, соответствующего нормальному.эксплуатационному режиму. В целом система управления бипоярной группой содержит шесть цепей.

311764

связанных с трансформатором напряжения, типа; вентиль 27, пороговый элемент 29 и одновибратор 31 j и шесть цепей типа: вентиль 33, пороговый элемент 31, связанные с транс- 5 форматорами тока. Таким образом, в системе управления имеется информация о каждом полупериоде питающего напряжения.

В случае, если фаза тока измени- to лясь на 180°, вследствии появления короткого замыкания в сети со стороны источника 1 и подпитки этой точки источником 2, тиристоры 5 не включаются, так как импульс управления 15 оказывается расфазированным с анодным напряжением.

Таким образом, управление тиристоров 5 узкими импульсами обеспечивает однонаправленное протекание 20 мощности от источника к шинам. Дополнительное ограничение ширины импульса от порогового элемента 35, связанного с датчиком тока 25, обеспечивает отсутствие подпитки точки 25 39 в переходных режимах и позволяет осуществлять управление тиристорами 5 минимальными по ширине форсирЬванньми импульсами чем обеспечивается повьшение надежности работы биполяр- зо ной группы тиристоров 5.

Сиситема управления тиристорами биполярной группы 6 работает аналогично.

Секционный вьключатель в нормаль- ,, ном режимге отключен. Биполярная группа тиристоров 12 получает непрерывную серию импульсов от системы управления 16. При этом тиристоры 12 включены и обеспечивают реверсное проте- д кание мощности между секциями 9 и 10.

Выключатели 17 - 19 включены и электродвигатели 20 - 22 получают питание от источников 1 и 2.

В нормальном режиме разница напря- д жений по модулю и фазе между секциями 9 и 10. невелика.В связи с этим нелинейный реактор 13, в качестве которого наиболее целесообразно использовать катушку с железом, находится в 50 магнитном состоянии при котором индукция ниже инпукции насъщенкя.

В связи с этим сопротивление неинейного оеактооа 13 велико и через rf тиристоры биполярной группы 12 протекает незиачительньй ток любого направения .

144 .

Датчики тока 14 и 15 выполнрнь. в виде электронных быстродействующих рле и в нормальном режиме не работают Установка датчика тока 14 выбрана больше тока нагрузки секции 9, а уставка датчика 15 выбрана пропорциональной току нагрузки секции 9.

При исчезновении питания со стороны одного из вводов, например при коротком замыкании, в точке 39 появляется амплитудная и фазовая разность напряжения между секциями 9 и 10, нелинейная индуктивность 13 насыщается, и секции 9 и 10 параметрически объединяются, вследствии того, что система управления 16 обеспечивает включенное состояние тиристоров 12. Поскольку подключение секции шин 10 происходит практически безинерционно и до момента отключения точки коротк го замыкания 39, то источники 1 и 2 объединяются на параллельную работу. При этом, однако, реверс мощности и подпитка точки короткого замыкания 39 от источника 2 не происходят, так как биполярная группа тиристоров 5 пропускает мощность только от источника к нагрузке.

Датчик тока 14 на срабатывает от тока нагрузки электродвигателей 20 и 21, подключаемых к источнику 2. После переключения нелинейной индуктивности 13 в состояние с малым внутренним сопротивлением срабатывает датчик тока 15, имеющий установку пропорциональную току нагрузки секции 9, и включает секционный выключатель 11 .

Таким образом обеспечивается беэинерционное подключение нагрузки секции 9. При этом отсутствует реверс мощности между источниками несмотря на опережающее срабатывание межсекционной связи до момента отключения тока короткого замыкания в сети.

Б случае, если короткое замыкание имеет место со стороны электроприемника, например в точке 40, также параметрически подключается секция 10, однако датчик тока 14 срабатывает и блокирует систему управления 16, отключая связь секции с помощью биполярной группы тиристоров 12. Аналогично отключается связь секции при редком, но возможном коротком замыкании на секции 9, например в точке 41. Это повреждение ликвидируется отключением биполярных групп тиристоров 5 и 12.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ВВОДА РЕЗЕРВА, содержащее два источника питания, два понизительных трансформатора, трансформаторы напряжения и тока на стороне высшего напряжения понизительного трансформатора, две секции шин, вводные выключатели, секционный выключатель, параллельно которому включен нелинейный реактор, соединенный последовательно с биполярной группой тиристоров с системой управления, о т ли ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьшения быстродействия и надежности, в него введены дополнительно два датчика тока в цепь нелинейного реактора, а вводные выключатели содержат биполярные группы тиристоров с системами управления, обеспечивающими однонаправленное протекание мощности от источника к секции шин, каждая из систем управления содержит две группы пороговых элементов, первая из которых соединена через вентили с фазами трансформатора напряжения, вторая группа - с одноименными фазами трансформатора тока, выходы поро(О говых элементов первой группы соеди(Л нены с входами одновибраторов, выходы которых подключены к цепям пуска генераторов импульсов управления, тиристорами вводных рыключателей, выходы пороговых элементов второй группы соединены с цепями останова генераторов импульсов управления тиристоров вводных выключателей, система управления биполярной группой тиристоров в цепи нелинейного реактора соединена с первым датчиком тока, второй датчик тока соединен с цепью включения секционного выключателя.