Способ автоматического управления системой гарантированного питания Советский патент 1987 года по МПК H02J9/06 

Изобретение относится к энергетике, а именно к противоаварийной автоматике энер- гч)систе 1, и может быть применено в унер- г осистемах, содержащих обратимую электрическую машину с регу.чятором возбуждения и инерционным маховиком, механически связанную с помощью разобщительной муфты с нервичным дви1 ателем внутреннего сгорания и подключенную параллельно сетевому вводу к шинам гарантированного питания.

Целью изобретения яв.;1яется обеспечение сел е кт и в н )ст и у п р а в. 1 е н и я вы кл юч ател я м и обратимой электрической машины и сете- Boi o ввода при работе обратимой электрической ма1пины в режиме синхронного компенсатора.

На чертеже приведена схема устройства. реа.1изую1иего способ автоматического управления системой гарантированного питания.

Устройство содержит сетевой ввод (ввод основного источника) 1, выключатель 2 сетевого ввода, 1нины .1 гарантированного питания, выключатель 4 обратимой электрической ма1нины 5 инерционный маховик 6, разобпиггельпую муфту 7, первичный двига- те,1ь 8, обмотку 9 возбуждения обратиMoii э,;1екгричоск()й ,5, реле 10 пуска первичного двигателя 8, регулятор 11 возбуждения обратимой э.чектрической 5, электр() ключ 12, корректор 13 напряжения pery.iHTopa возбуждения, первый 14 и Eiгорой 15 пороговые элементы, первую схему 1U: И), замыкающий контакт 17 реле 10 пуска, э. 1емепг 18 времени, первую схему И 19, вторхю схему НЕ 20, первый RS-триггер 21., вторую схему Н 22, второй RS-триггер 23, т)1 тыо схему Н 24 и схему ИЛИ 25.

(л тевой ввод 1 с помощью выключателя 2 сегевого ввода П()дк.тючен к 3 гаран- тировапнспч) пигания. Параллельно сетевому вводу к П1инам гарантированного питания через выключагель 4 подключена обратимая электрическая мапшна 5 с инерционным маховиком (i. Первичный двигатель 8 через ра- зобщите, 1ьную муфту 7 связан с обратимой э.лектрической мап1иной 5. Обмотка 9 возбуждения обратимой электрической машины 5 подк;1ючена к регллятору 1 1 напряжения, к которому через э. 1ектронный ключ 12 подключен корректор 13 напряжения. Параллель- по обмотке возбуждения 9 включены первый 14 и второй 15 пороговые элементы. Выход первого порогового эле.мента 14 не- носрсдсгвенно подключен к одному из входов первой 19 и третьей 24 схем И и к входу второй cxcMbii НЕ 20, а через замыкаюп1ие контакты 17 pe.ie И) пуска -- к R-входам первого 21 и второго 23 RS-григгеров. Выход BTopcjro порогового э,1емента 15 подк.чючен к входу первой схемы НЕ 16 и к одному из входов схемы 11. 1И 25. Вьгход первой схемы НН 16 |;одключен к второму входу первой схемы И 19, ВЬГХОД которой подключен к S-входу пе|)вого RS-триггера 21. Единичный в1) первого RS-триггера 21 подключен к

5

0

5

5

одному из входов второй схемы И 22, к другому входу которой подключен выход второй схемы НЕ 20. Выход второй схемы И 22 непосредственно юдключен к S-входу второ- го RS-триггера 23, к управляющему входу электронного ключа 12, а через элемент времени 18 - к электромагниту отключения выключателя 4. Единичный выход второго RS-триггера 23 подключен к другому входу третьей схемы И 24, выход которой 0 подключен к другому в.ходу схемы ИЛИ 25. Выход схемы ИЛИ 25 подключен к электромагниту отключения выключателя 2 сетевого ввода и к реле 10 пуска, которое обеспечивает запуск первичного двигателя 8.

Входящие в состав устройства блоки выполняют следующие функции. Сетевой ввод 1 с выключателем 2, п инами 3 гарантирс ван- ного питания, обратимая электрическая машина 5 с инерционным маховиком 6, связанная через разобщительную муфту 7 с первичным двигателем 8 и присоединенная к пьинам гарантированного питания выключателем 4, образуют установку гарантированного питания. Обмотка 9 возбуждения с регулятором 11 возбуждения, корректором 13 напряжения и электронным ключом 12 образуют управляемый регулятор возбуждения обратимой электрической машины. Первый 14 и второй 15 иороговые э, 1ементы образуют измеритель напряжения в цепи обмотки возбуждения, у которого введены ограничители по минимальной и максимальной величинам напряжения.

Первая схема НЕ 16 совместно с первой схемой И 19 и первым RS-TpnirepoM 21 образуют элемент памяти, фиксирую1ций, что величина напряжения в цени обмотки возбуждения находится в диапазоне допустимых значений. Вторая схема НЕ 20 совместно с второй схемой И 22 обеспечивают управление электронным ключом 12 в с,-1учае, когда напряжение в цепи обмотки возбуждения меньше донустимого значения. 11)и этом схемы НЕ 20 и И 22 обеспечивают отключение корректора напряжения от регулятора возбуждения, создавая тем самым возможностью для увеличения величины напряжения в цепи обмотки возбуждения. Определение величины напряжения после отключения у корректора напряжения позволяет установить причину снижения напряжепия в цепи возбуждения. Если напряжение возбуждения восстанавливается, то снижение величины напряжения в цепи обмотки возбуждения вызвано недопустимо большой величиной напряжения основного источника, из-за чего корректор нанряжения снижал до минимума нанряжение на выходе регулятора возбуждения. Если нанряжения возбуждения не восстанавливается, то нричи- на снижения напряжения на шинах гарантированного питания -- короткое за.мыка- ние в цепи обратимой электрической машины. Элемент 18 времени обеспечивает выдержку времени, необходимую для заверше0

5

0

0

5

НИИ переходных процеееов в цепи возбужде- пия. Второй RS-триггер 2 .} и третья ехема И 24 обеепечпвают отключение еетевого ввода 1 и :jaiiycK первичного двигателя 8 с помощью реле И) пуека при недопустимо большой величине напряжения оеиовного ис- тс чника. Замыкаюнше контакты 17 реле 10 пуска обеспечивают всхшрат RS-триггеров 21 и 23 в ну.1евое состояние нри пуске первичного двигате,;|я и предотвращают тем самым ложное срабатывание схемы управления.

YcTpoiicTBo работает следунмцнм обра:и)М.

В нормальном режиме работы ,1ектро- : нергия поступает на nJHHbi 3 1 арантиро- ванного пнтания через выключате. П) 2 сетевого ввода 01 ()сн(;вн()го источника I. Обратимая элект|)ическая маната 5 через свой выключате.ть 4 подключена к тинам гарантированного щггания и врап1ает 6. ЛАуфта 7 разобщена, и первичный двигатель 8 находится в готовности к пуску. Обмог- ка 9 возбуждения обратимой электрической машины подключена па вьгход .1ятора 11 возбуждения, управление pa6oToii которого осуществляется через открытьи :i.ieK- тронный ключ 12 корректором 13 напряжения. Напряжение в neini обмотки 9 возбуждения находится в диапазоне допустимых зпачепи, при которьгх открьггы первы) пороговый :1леменг 14 и закрьгг второй п())о- говый :)Лемент 15. Напряжение с выхода первог о порогового :1,1емепга 14 подается на одпп из вход(;в пе)в(;й 19 и третьей 24 схем и на вход ()рой схемы НЕ 20. На другой вход первой схеМ1)1 И 19 поступает сигнал с выхода пер)й схемЬ) 11F, 16, на выходе той схемы нап)яжение ecTij потому, что Bropoii HoporoBbiii .icMCHT lo закрыт, a з 1ачит на вход первой cxcMiii 1IH 16 напряжение Hi подается. (л1Г на.1 с вьгхода первой схемь И И) iKjCTynaer на 8-вход первого RS-Tpiii - гера 21 п переводит :)тот триггер в едипичное состояние па его прямом выходе, подготавливая к срабат1 1ваник) вторую схему И 22. Нервьп RS-TpHr e() 21 (|)иксирует иа.1ичие нормальн()1() режима работы установки la- рантпроваиного питания.

Нрн понижении напряжепия осповного источника обратимая электрическая маищна переходит в режим сипхронного компенса- гора и начииает геиерировать реактивную энергию во вне1пнкж) сеть. Нрн эгом напряжение на зажимах ее обмотки возбуждения растет. F случае, когда наиряжеиие основного источника снизи.тось настолько, что выпгто за пределы диапазона допустимых значений, или исчез.ю совсем, ве.тимина напряжения в пени обмотки возбуждения пре- BbiHiaeT допустимое значение, при этом открывается EiTopoii пороговый элемент 15. Напряжение с его выхода поступает па первую схему 16 и на одни из входов схемы НЛИ 25. Нри ЭТОМ исчезает нанряжение на выходе схемы HI: 16, но первый RS-триг- 1 ер 21 остается иока в едниичиое сосюянии.

0

15

0

5

0

5

0

5

0

5

Сигнал с выхода схемы ИЛИ 25 подается на отк,1ючак)ии1й элекгромапип сетевого выключате.чя 2 и на pe. ie И) пуска. Сете- В(Я1 выключате,ть 2 отк,1ючает от тин ra(ian- тировапного нитапия основной источник, а pe.ie К) пуска, сработав, обеспечивает за- иуск первично|-о двига ге,тя 8. Во время иуска иервичногч) двигателя 8 э 1ергия па 1нины гарантированного питания подается от обра- Т11МОЙ электрической ман1ины 5, приводимой во врап1ение ннернионн)1м маховиком 6. Нос- ле вьгхода на номииа,тьн1.1е об()ро1Ы первичного двигателя вк,|Ючается 1азобии1те,1ьная муфта 7 и привод обрагимой э.к кгрической ма1нины начинает осуп1ествляться от первнч- Hoi o двнгате.ля. Срабагывание К) нуска обеспечивает включение его замыкаю- nteio контакта 17, чере.з который сигпа.1 с В1 1хода первого пороговою э.1емента 14 ио- civnacT на R-входы первого 21 и Bropoi o 23 R.S-T|inr epoB, которые ири этом .1юча- югся в ну,тев()е состояние.

Нрн снижении напряжения в цепп обмотки 9 возбуждения ниже до11 чтимо1з зпа- 41 пия закрывается nepiibn i noporoBbiii эле- 14 и исчезает папряже1Н1е на его выходе. Нри этом поя ляется сигна, на выходе второй схемы HI . 20, Bxo;i KOTopoii подключен к В1)1ход ()1 о noporoiioio элемента 14. C.iiriiai с выхода схемы HI- 20 нодаегся на второй вход второй схем)1 Н 22. На первом входе этой схем1)1 еегь cHiiia.i с вьгхода первого RS-TpHri epa, «запомпив1пего, что pani e напряжение в lU HH ч((буждепня 6i)i,io в н|1еделах допустимого диапазона. :слн же имеег месго режим иуска устаиовки га- |)ан 1 ированного нигания, то иояв.гение сигна.la иа вьгходе BTOpoii схемы HI 20 не ириво.тит к срабатьпкшию BTOpoii схемы Н 22, так как нервый 1- Я-трнгге|1 находится в нулевом соетоянин. ( абатыванне второй схемы Н 22 обеснечивает запи)ание э.1ек- rpoHHoio к,11оча 12 и отк.тючение тем KOjiin-KTopa 13 наиряжения от регчлятора II 15озбуждепия. Одновре.менно с запиранием э.к кгронного ключа 12 .(анускается э,1емент 18 времени и переводится в е.иишчное состояние ЕП орой RS-T|)Hrrep 23, и()дготав, H)iiuni С11абатывап11е rperbeii схем1 1 Н 24. Нс.1и причиной резко1 о спиження наи)яже- ния в цепи обмогки возбуждепия уве- , 1ичение напряжения ocnoiuioro исючиика, то иос. 1е отк. 1ючения коррекюра 13 нанря- ження напряжение в пепи обмогки возбчж- ве. 1ичинаегся, открывается иервьп пор()Г() э.1емент 14, на выходе которог о нояв.1Яется напряжение. Нри этом исчезает сигна.ч с выхода BToiioii схемы Н1 20, а зпа- ЧП1 HCMeiaeT сигна.ч г. с выхода второй схемы Н 22, прекращая тем самым работ} э.че- мента 18 времени и снимая iannpaioinnii сиг- па, i с входа электронн()|-() ключа 12. Одно- времс нно с -/1ИМ сигна. i с выхода nt iiBoro порогового э, 1емента 14 поддается на иг()1ой 11ход Tperbeii схем1 1 Н 2- чнвает через схему Н.Ч

которая ооесне- )отк. иоченпе

выключателя сетевого ввода 2 и включение реле К) пуска первичного двигателя 8. Сиг- пал с выхода первого порогового элемента 14 через контакты реле 17 пуска переводит первый 21 и второй 23 RS-триггеры в нулевое состояние, блокируя повторное отключение корректора напряжения. Выдержка времени у элемента 18 времени выбирается больп1ей, чем время электромагнитных пере- ходпых процессов регулятора 11 возбуждения и обмотки 9 возбуждения.

В случае, когда Г1)ичино11 резкого сни- напряжения в пепп обмотки возбуждения является короткое замыкание в цепи обратимой электрической ма1иинЬ)1 5, после отключения корректора 13 напряжения напряжение в цепи обмотки возбуждения не восстанавливается и па выходе первого порогового элемента 14 напряжение не появляется. По истечении выдержки времепи элемента 18 времени напряжение с выхода ) элемента нодаегся на электромагнит отключения вык.мючателя 4 обратимой электрической машины 5, которая при этом ог- к.чючается от П1ип 3 гарантированного питания и спустя вре.мя, равное времени вы- оега инерционного махоника 6, осганав. вается.

ФоIIмула ч.юбрстения

(люсоб автоматичоско| о управ.тения сис- гемой 1-арантированного питания, содержащей обратимую э.чектрическую мап1ину с регу.|ят())ом возбуждения, корректором напряжения и ин1 })ционным маховиком, механически связанную с помощью разобнц ,-

5

тельной муфты с первичным двигателем внутреннего сгорания и подключенную параллельно сетевому вводу к шпна.м гарантированного питания, но которому напряжение возбуждения обратимой электрической машины сравнивают с максимальным и минимальным допустимыми значениями, определяемыми соответствепно минимальным и максимальным заданными значениями напряжения питающей сети, а также харак- 0 теристиками обратимой электрической ма- 1иины, регулятора возбуждепия и корректора напряжения, отключают выключатель сетевого ввода и запускают первичный двигатель в случае, ког да величина напряжепия возбуждения превьипает максимально допустимое значение, отличающийся тем, что, с целью обеспечения селективности управления выключателями обратимой электрической MaijJHHbi и сетевого ввода при работе обратимой электрической машины в режиме синхронного компенсатора, отключают корректор напряжения регулятора возбуждения в случае, когда величина напряжения воз- бужения меньше минимального допустимого значения, при этом отключение выключателя сетевого ввода, запуск первичпого двигателя, а затем и включение корректора напряжения регулятора возбуждения производят в случае, если величина папря- жепия возбуждения после отк.чючения корректора напряжения становится больгпе, чем минимально допустимое значение, а в случае, когда напряжение возбуждения после отключепия корректора напряжения остается меньше минимально допустимого значения, отключают выключатель обратимой электрической машины.

0

5

0

Изобретение относится к энергетике, а именно к противоаварийной автоматике энергосистем, и может быть нрименено в энер- госисте.ма.х, содержаниях обратимую электрическую ман1нну с регулятором возбуждении и инерционным маховиком, механически связанную с немощью разобни1те.1ьной муфгы с первичным двигателем внутреннего сгорання и подключенную нараллельно сетевому вводу к Нинам гарантированного питания. Цель изобретения - обеспечение селективности управления выключателя.ми обратимой электрической машины в режиме син.хро1ь ного компенсатора. При понижении напряжения основного источника обратимая элект1-)и- ческая машина переходит в режим синхронного комненсатора. При нревьинении допустимого значения нанряжения обмотки возбуждения открывается iiopoi OBbni :,1еме11т 15. С.етевой выключатель 2 отключает OCHOBHOII источник. Pe.ie 10 пуска запускает первич- Hbiii дви|-атель 8. Включается j)a.«)6nune, ib- ная муфта 7, и обратимая Niainnna подключается к первичному дви1 ате. 1К). 1 H.I. (Л 00 4 00 со со