Устройство для автоматического включения резерва в сети с электродвигателями Советский патент 1986 года по МПК H02J9/06 

16, Секционные тиристорные выключатели 13 и 14 отключены. При повреждении одного из источников на выходе порогового элемента 19 появляется сигнал О и появляется 1 на выходе 6 элемента И-НЕ 26. На входах элемента ЗИ-НЕ 26 и 28 появляется 1, так как вход элемента 26 связан с неповрежденной фазой поврежденного источника и эдоровой той же фазой неповрежденного источника. Биполярные

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электроснабжения с мощными синхроннь1ми электродвигателями, осуществляющими электропривод электро- :приемников, не терпящих перерыва в Электроснабжении.

Цель изобретения - повьшение надежности.

На фиг. 1 изображена блок-схема

предлагаемого устройства; на фиг. 2-4 векторные диаграммы ЭДС.

Устройство содержит два источника

Iи 2 питания, две питающие линии

3 и 4, например, по 110 кВ, выключатели 5-8, Два понижающих трансформатора 9 и 10, две секции шин 11 и 12, например 6,3 кВ и секциойные выключатели 13 и 14. При этом в качестве секционного выключателя 13 используют электромеханический (кон- тактньй) выключатель, а в качестве секционного выключателя 14 - биполярные группы тиристоров. В секциях

IIи 12 ашн подключены электродвигатели 15 и 16, фазы А, В и С трансформаторов 17 и 18 напряжения, контролирующих напряжение на линиях 3 и 4, подключены к входам пороговых элементов 19-24, выходы которых подключены к входам логического элемента 6И-НЕ 25 и к входам $ , в логических элементов ЗИ-НЕ 26т2.8л входы ( которых подключены к выходу логического элемента 25.

Вьтходы логических элементов .Подключены к первьм входам логических элементов 2И-НЕ 29-31, вторые

группы тиристоров 36 и 38 включаются. После отключения повреждения и отключения источника 1 срабатывает пуско- вой орган 32, включая секционный выключатель 13, шунтирующий биполярные тиристоры 36-38. Т. обр. при однофазном к.з. основного источника на шинах низкого напряжения резервного источника н подключается фаза, которая отстает на 120° от поврежденной фазы источника 1. 4 ил.

входы которых соединены с выходом

пускового органа 32 для включения секционных выключателей по факту отключения источника питания, а вы- ходы - с входами генераторов 33-35 импульсов, выходы которых связаны с цепями управления биполярных групп тиристоров 36-38, выход пускового органа подключен также к цепи включения контактного секционного выключателя 13.

Пусковой орган 32 содержит реле 39, включаемое блок-контактами выключателей 7 или 8, замыкающимися при

отключении выключателей.

Устройство работает следующим образом.

В нормальном режиме работы системы электроснабжения выключатели 5-8

включены, секции шин 11 и .12 находятся под напряжением и осуществляют электроснабжение потребителей 15 и 16, подключенных к секциям пган. Секционные тиристорные выключатели 13 и

14 отключены и, таким образом, источники 1 и 2 осуществляют раздельное Питание секций щин 11 и 12.

Поскольку фазные напряжения источников 1 и 2 нормальны, то на выходах

пороговых элементов 19 и 24 формируется потенциал +5 В - логическая единица. На входах логического элемента бИ-НЕ 25 также присутствуют логические единицы, а на выходе формируется сигнал - логический нуль. Этот сигнал присутствует на всех входах ( логических элементов 26-28, в связи с этим на их выходах присутствует логическая единица.

Поскольку выключатели 7 и 8 включены, то реле 39 обесточено и на выходе пускового органа 32 руется сигнал логической единицы.

Соответственно На выходах логиче ких элементов 2И-НЕ 29-31 присутствует потенциал логического нуля, соответствующий отключенному состоянию генераторов 33-35 импульсов, которые запускаются только в случае, если на их выходе присутствует сигнал - логическая единица.

Таким образом, в исходном состоянии генераторы 33-35 импульсов выключены и биполярные тиристорные группы . 36-38 ток не проводят.

При повреждении со стороны одного из источников, например при однофазном коротком замыкании фазы А 110 кВ в точке К со стороны источ- ника 1, на выходе порогового элемента 19 формируется логический нуль и появляется логическая единица на выходе системы 6И-НЕ 25. При этом на входах логического элемента 26 и 28 собираются команды логических единиц, так как вход элемента 26 связан с неповрежденной фазой С пов- реявденного источника и здоровой фазой С неповрежденного источника, а входы элемента 28 связаны с неповрежденной фазой В поврежденного источника и фазой В неповрежденного источника.

При этом на выходах логических схем 26 и 28 появляется сигнал - логичейкий нуль. Соответственно на выходе схем 29 и 31 формируется потенциал логической единицы и включаются генераторы 33 и 35 ютульсов, пере- Водящие биполярные группы тиристоров 36 и 38 в проводящее состояние. После отключения повреждения во внешней сети и отключения источника 1 выключателями 5 и 7 срабатывает пусковой орган 32, включая все генераторы 33- 35 и секционный выключатель 13. шуй- тирующий биполярные группы тиристоро 36-38.

Таким образом, при однофазном к.з фазы А tlO кВ основного источника на шинах 6 кВ резервного источника не подключается фаза, которая отстает на 120° от поврежденной фазы источника 1. Подобный принцип при постро- ении схемы (фиг. 1) реализуется при однофазном к.з. любой фазы со сторо мы источника 1 или 2.

На фиг. 2 приведены векторные диаграммы, иллюстрирующие увеличение амплитуды векторов ЭДС прямой последовательности и уменьшение обратной последовательности ЭДС при несимметричном подключении фаз резервного источника. Это позволяет резко увеличить величину рабочего момента двигателей по сравнению с тормозным на интервале аварийного процесса и сохрг нить, таким образом, динамическую устойчивость электродвигателей.

На фиг. 2 показана векторная ди- агремма ЭДС для случая однофазного к.з. фазы А 110 кВ со стороны источника 1. Звезда ЭДС в этом случае стл новится несимметричной и представлена (фиг. 2) векторами Efj (110) и Eg (110). Разложение этой несимметричной системы ЭДС на симметричные составляющие дает две симметричные системыЕд, (110), Е, (110) ) - прямой последовательности и ) ) и Е(-(110) - обратной последовательности (составляющие нулевой последовательности для упрощения не показаны. Указанные последовательности независимы друг от друга и, проходя через трансформатор 9 со схемой Л- U- 11, преобразуются: при переходе со стороны звезды на сторону и трансформатора, обмотки которого соединены по группе Д. /Л -11, векторы прямой последовательности поворачиваются на 30 в направлении вращения векторов, а векторы обратной последовательности - на 30 в противоположном направлении; составляющие нулевой последовательности не трансформируются на сторону обмотки низшего напряжения.

Так образом, на стороне секции шин 11 основного источника 2 будут (фиг. 2) две системы ЭДС прямой пос- ледов тельности - вектора , (6,ОС); Ej (6,ОС) и Eg, (6,ОС) к обратной последовательности Е Q2 (6,ОС); Ejj (6,ОС) и (6,ОС).

Сумма этих последовательностей на шинах 11 показана векторами Eg () Е (6,ОС) и ЕС (6,ОС). Как видно (фиг. 2) эта система ЭДС несимметрична.

При подключении резервного источника, в данном случае источника 2, подключают фазы аи с . В этом случае диаграмма ЭДС (фиг. 3) получается искусственно нес1Ф1метричнЬй и преобразуется на две системы симметричных ЭДС (фиг. 3): Е-, (6,рЗ); Е.. ()

Й1

Е«, (6,рЗ) - прямой последовательност и Еог (6,рЗ), (6,рЗ) и ЕсзСб.рЗ) обратной последовательности.

При включении двух несимметричных ЭДС (фиг. 4), составляющая прямой последовательности возрастает - вектора Egj , Eg, и Е f,, а составляющие обратной последовательности находятся в против офазе и взаимоуничтожа- ются.

Аналогично происходит уменьшение обратной последовательности при однофазном к.з. любой другой фазы источников 1 или 2.

Таким образом, до момента отклю- , чения повреждения в сети на шинах поврежденного источника поддерживается максимальное значение ЭДС прямой последовательности. После отключения поврежедния в питающей сети выключателями 5 и 7 срабатывает пусковой орган 32 и включает все ге- HepaTopFJ 33-35,все тиристорные ключи 36-38 и контактный выключатель 13

Использование шунтирующего контактного выключателя позволяет уменьшить требования к перегрузочной способности тиристора секционного выклочателя 14, что дополнительно повышает надежность работы устройства.

При двух- и трехфазных поврещг,е- ниях устройство работает традиционным образом.

Однако, учитывая высокое быстродействие и то, что однофазные к.з. в питающих линиях наиболее вероятны, устройство имеет существенно более высокую надежность по сравнению с известными.

Формула изобретения

Устройство для автоматического включения резерва в сети с злектро- 5 двигателями, содержащее два источника питания, подключенные к разным секциям шин, соединенных па- раллельно включенными секционными

выключателями, один из которых вы- 0 полнен в виде биполярной группы

тиристоров, другой - контактный, блок управления выключателями, содержащий генераторы импульсов, выходы которых связаны с цепями управления биполяр 5 ных групп тиристоров, о т л и ч а- ю щ е е с я тем, что, с целью по- вьшения надежности, блок управления содержит шесть пороговых элементов, входы которых подключены к цепям

20 напряжения всех фаз двух источников питания, логический элемент 6И-НЕ, три логических элемента ЗИ-НЕ, три логических элемента 2И-НЕ, пусковой орган для включения секционных вы ключателей по факту отключения источника питания, выходы пороговых элементов одноименных фаз подключены к первым двум входам каждого из трех логических элементов ЗИ-НЕ,

0 выходы всех пороговых элементов

подключены также к входам логического элемента 6И-НЕ, выход которого подключен к трем входам логических элементов ЗИ-НЕ, выходы логических

5 элементов ЗИ-НЕ подключены соответственно к первым входам каждого из трех логических элементов 2Й-НЕ, вторые входы которых подключены к выходу пускового органа, а выходьГ

0 подключены соответственно к входам генераторов импульса, выход пускового ор1 ана подключен также к цепи включения контактного секционного выключателя.

Of(m

aj{6.K}

(110)

)

fc

02(

c(ffoj

fcr(6,ffC}

Btim)

EBiiB.OC) 8i(B.QC)

Sf(6jOC/

-erw;

Фиг. 2

Изобретение относится к системам электроснабжения с мощными синхронными электродвигателями, осуществляющими электропривод электропри- емников, не терпяпдах перерыва в электроснабжении. Цель изобретения - повышение надежности. В нормальном режиме выключатели 5-8 включены, секции шин 11 и 12 питают потребители 15 и . (Л

(ff,3;

а(6,рЗ,

4,lS,p3)

81(6,)

C2(6,p31

fcfS,)

Ф1/г.З

.ОС} .РЗ) CgiS,p3)

Фг/.

Состэвитель H Пантелеева Редактор И. Дербак Техред Л.Олеиник Корректор М- Шароши

Заказ 5133/54

Тираж 612

ВНИМПЙ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-33, Раушская наб., д. .4/5

.Производственно-полиграфическое предприятие,, г/ Ужгород, ул. Проектная, 4

Подписное