Устройство для автоматического включения резервного питания потребителя Советский патент 1987 года по МПК H02J9/06 

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для автоматического втшючения резервного (АВР) питания потребителей, содержащих синхронные электродвигатели.

Цель изобретения- - расширение функциональных возможностей устройства, . ,

На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг,2 - блок-схема блока распознавания момента включения резервного источника; на фиг.З - осцилограмма напряжения биений.

Основной источник питания через выключатель 1 подключен к основной рабочей секции шин потребителя, имеющего синхронные двигатели. Резервный источник через выключатель 2 подключен к другой секции шин. Секционный Выключатель 3 нормально отключен, Фазочувствительный блок 4 реагирует на изменение угла между векторами напряжений рабочей и резервной секций шин с уставкамиг в 30 и 90 эл.град. Входы блока 4 подключены к основному и резервному источникам питания через трансформаторы напряжения 5 и 6. Первый выход фазочувствительного блока 4 с уставкой 30 подключен к пер- вому входу блока 7 распознавания момента включения резервного питания и к первому входу блока 8 управления выкл:ючателями секционным и основного источника, ко второму входу которого подключен блок-контакт отключенного положения выключателя основного источника питания, второй выход фазочувствительного блока с уставкой

град, являющийся первым входом бло-. ка 7, подключен к разрешающему входу счетчика 10 прямого счета. Второй

5 выход фазочувствительного блока 4 с уставкой 90 эл.град., являющийся вторым входом блока 7, подключен к запрещающему входу счетчика 10 прямого счета и к разрешающему - счет10 чика обратного счета. Выходы сче тчи- ков 10 и И подключены к двум входам сумматора 12, к третьему входу кото рого подключен дешифратор собственного времени включения секционного

15 выключателя. Выход сумматора, являю щийся выходом блока 7 распознавания, подключен к третьму входу блока 8 управления.

Устройство (фиг.1} работает сле20 дующим образом.

При потере питания от основного источника питания начинается выбег синхронных двигателей, подключенных к основной рабочей секции шин, при

25 этом угол между векторами напряжений основного и резервного источников питания начинает быстро увеличиваться. Угол между этими векторами напряжений измеряется с помощью фазочувстви30 тельного блока 4, При достижении величины угла между векторами напряжений в 30 эл.град, Фазочувствительный блок 4 подает сигнал на работу блока 7 распознавания момента включения

Зд резервного источника питания и на блок 8 управления, последний подает сигнал на отключение выключателя 1 основного источника питания. Блок 7

распознавания момента включения ре- 90 эл, град, подключен к второму вхо- 40 зервного источника питания реализует ду блока распознавания, выход кото- зависимость, которая существует между рого подключен к третьему входу бло- промежутками времени на участках при- ка управления.

Блок 7 распознавания (фиг,2) состоит из генератора 9 высокочастот- 45 ных сигналов, который вьфабатывает импульсы двух частот, на первом выходе f, на втором выходе l/2f, где (фиг.З), счетчика 10 прямого счета, счетчика 11 обратного сче- 50 та, сумматора 12, дешифратора времени срабатывания секционного выключателя 13. Первый выход генератора 9 высокочастотных сигналов с частотой.f поращения угла между векторами напряжений секций от 30 до 90 эл, град. (,) и от 90 до 270 эл, град,- (jt): ..j 1-dt и с учетом собственного времени срабатывания секционного выключателя позволяет обеспечить син- хронность и синфазность включения на. резервный источник питания с допустимыми по величине коммутационными токами. Приведенная закономерность не зависит от частоты выбега синхронных двигателей с различными инерционными

дается на информационный первый вход 55 постоянными и коэффициент .L.находится

счетчика прямого счета, второй выход на информационный первый вход обратного счета. Первый вход фазочувствительного блока 4 с уставкой 30 эл.

град, являющийся первым входом бло-. ка 7, подключен к разрешающему входу счетчика 10 прямого счета. Второй

выход фазочувствительного блока 4 с уставкой 90 эл.град., являющийся вторым входом блока 7, подключен к запрещающему входу счетчика 10 прямого счета и к разрешающему - счетчика обратного счета. Выходы сче тчи- ков 10 и И подключены к двум входам сумматора 12, к третьему входу кото рого подключен дешифратор собственного времени включения секционного

выключателя. Выход сумматора, являю щийся выходом блока 7 распознавания, подключен к третьму входу блока 8 управления.

Устройство (фиг.1} работает следующим образом.

При потере питания от основного источника питания начинается выбег синхронных двигателей, подключенных к основной рабочей секции шин, при

этом угол между векторами напряжений основного и резервного источников питания начинает быстро увеличиваться. Угол между этими векторами напряжений измеряется с помощью фазочувствительного блока 4, При достижении величины угла между векторами напряжений в 30 эл.град, Фазочувствительный блок 4 подает сигнал на работу блока 7 распознавания момента включения

резервного источника питания и на блок 8 управления, последний подает сигнал на отключение выключателя 1 основного источника питания. Блок 7

распознавания момента включения ре- зервного источника питания реализует зависимость, которая существует между промежутками времени на участках при-

ращения угла между векторами напряжений секций от 30 до 90 эл, град. (,) и от 90 до 270 эл, град,- (jt): ..j 1-dt и с учетом собственного времени срабатывания секционного выключателя позволяет обеспечить син- хронность и синфазность включения на. резервный источник питания с допустимыми по величине коммутационными токами. Приведенная закономерность не зависит от частоты выбега синхронных двигателей с различными инерционными

в интервале величин 1,7,,.1,9,

Блок 7 распознавания момента включения резервного питания подает сигнал на блок 8 управления на подюпючение резервной секции в соответстви с реализуемой закономерностью. Блок 8 управления подает сигнал на включение секционного выключателя, если на его -входе присутствует сигнал об отключении выключателя 1 основного источника питания и сигнал с блока 7

При величине угла между векторами напряжений секций в 30 эл, град, по- дается (фиг.2) сигнал с фазочувстви тельного блока 4 на разрешающий вход счетчика 10 прямого счета блока 7 распознавания, разрешающий прямой счет. На.информационный вход счетчика 10 прямого счета поступает высокочастотный сигнал с генератора 9 опорной частоты. Начинается заполнение канала счетчика 10 прямого счета с частотой f. При достижении расхожде- ния векторов напряжений секций до 90 эл, град. фазочувствительный блок 4 подает сигнал на запрещающий вход счетчика 10 прямого счета, запрещающий счет, и на разрешающий вход счетчика 11 обратного счета, разрешающий начало счета с частотой (l/L)-f. Эта частота поступает на информационный вход счетчика 11 обратного счета с генератора 9 опорной частоты. По окончании прямого и обратного счетов сигналы с счетчиков 10 и 11 поступают соответственно на первый и второй входы сумматора I2. На третий вход сугиматора 12 поступает код времени срабатывания секционного выключателя с дешифратора 13. Как только разность количества импульсов прямого и обратного счетов на сумматоре 12 становится равной времени срабатывания секционного выключателя с выхода сумматора 12 подается сигнал на третий вход блока 8 управления на подключение резервной секции. Это обеспечивает расширение функциональных возможностей всего устройства. В случае потери питания резервной секцией шин при нормальной работе основного источника питания подключение последнего происходит аналогичным образом также с участием блока 7 по связям, отмеченным пунктирными линиями.

На фиг.З представлена осцилограм

на напряжения биений между рабочей и . gg питающего напряжения. Промежуток вре- резервной секциями. Когда напряжения мени между т, Д и Ж является наиболее источников идут синфазно с одинако- . . благоприятным с точки зрения допусти- вой частотой (до момента tg), то мых значений коммутационных токов и мгновенная разность напряжений между обеспечения синфазности включения

5 О 0 5 0

5

секциями рабочих и резервных шин равна нулю. При расхождении частот между секциями возникает мгновенная разность напряжений между секциями из- за сдвига векторов напряжений. Эту раз.ность мгновенных напряжений можно представить в вида кривой (начиная с момента t). При расхождении векторов напряжений на 30 эл, град, амплитуда мгновенных значений напряжений достигнет значения, равного 0,5 и (точка AJ. От т.А начинается отсчет счетчиком прямого счета времени t до точки Б, где амплитуда разности мгновенных напряжений достигнет величины 1,5 U, а вектора расходятся на угол 90 эл, град. Результат отсчета поступает в сумматор 12, где из него вычитается время включения выключателя, поступившее на сумматор 12 с дешифратора 13, Период времени от точки t до Б является благоприятным (но маловероятным) для включения резервного источника питания, так как мгновенная разность напряжений между секциями шин не пре- BbmiaeT номинального значения. В этом случае коммутационные токи не превышают допустимых значений.

Начиная ст. Б, включается в работу счетчик 11 обратного счета, счи- тающе1уо в течение времени t.-t выключателя. Результат отсчета поступает на сумматор 12 и вычитается из числа оставшегося после сравнения чисел, поступивших со счетчика 10 и дешифратора 13. Счет происходит до т,Г, так как в этот момент результат в сумматоре будет равен нулю. В этот момент подается сигнал на включение секционного выключателя 8, включение которого произойдет в т, Д, когда угол между векторами напряжений достигнет 270 эл. град., а амплитуда напряжения биения снизится до значения l,5Ujj.

Из фиг.1 видно, что период времени t j от т. Б до т. Д является наиболее неблагоприятным с точки зрения величины коммутационных токов для. включения секционного выключателя, так как аплитуда напряжения биения на этом временном интервале значительно превышает номинальное значение

секций пшн, а также обеспечения условий для втягивания синхронных двигателей в синхронизм. Т, В является наивысшей точкой с максимально возможным значением амплитуды напряжения

, когда вектора напряжений сек ций шин находятся в противофаэе и источники напряжений как бы включены последовательно, создавая условия для максимальных значений коммутационных токов.

ПредалагаемсУе устройство по сравнению с базовым образцом позволит расширить функции устройства, а именно обеспечить включение на резервный источник питания с допустимыми коммутационными токами с учетом реального времени срабатывания секционного выключателя и сохранить устойчивую работусинхронных двигателей после восстановления питания.

Ф о р м у л.а изобретения

Устройство для автоматического включения резервного питания потребителя с синхронными двигателями, содержащее фазочувствительный блок, подключенный к основному и резервному источникам питания, первый выход которого подключен к первому входу блока управления выключателями сек- ционным и основного источника питания, к второму входу которого подключен блок-контакт отключенного положе. ния выключателя основного источника питания, а выходы блока управления подключены к цепи отключения выключателя основного источника и к цепи включения секционного выключателя, отличающееся тем, .что с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено блоком распознавания момента включения резервного источника, входы которого подключены к двум выходам фазочувствительного блока, а выход - к третьему входу блока управления выключателями, при этом блок распознавания момента включения резервного источника содержит генератор высокочастотных сиг

налов, первый выход которого подключен к информационному входу счетчика прямого счета, второй выход - к информационному входу счетчика обратного счета, первый- вход блока распознавания соединен с разрешающим входом счетчика прямого счета, второй вход - с запрещающим входом счетчика прямого счета и с разрешающим входом счетчика обратного.счета, выходы счетчиков подключены к первому и второму входам сумматора, к третьему входу которого подключен дешифратор времени срабатывания секционного выключателя, выход сумматора является выходом блока распознавания,фиг.2

5//.-- --- - 0.51Лн----

Ж

I.I

ЗОале/), .

Составитель Н.Пантелеева Редактор А.Долинйч Техред М.Дидык Корректор М.Шаропш

Заказ 6159/53 Тираж 618 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Пройзводственно-полигвафическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

ff/wrffq/пеля I

t

3SO ЗЛ eflol 27дэлг/}аЗ иг.З

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для автоматического включения резервного питания потребителей, содержащих синхронные электродвигатели. Цель расширение функциональных возможностей ус тройства. При потере питания от основного источника и выбеге синхронных двигателей фазочувстви- тельный блок 4 подает сигнал на работу блока 7 распознавания момента включения резервного источника и на блок управления 8, последний подает сигнал на отключение выключателя 1 основного источника питания. Блок 7 распознавания содержит генератор высокочастотных сигналов, выходы которого соединень с первыми входами каналов прямого и обратного счетов, вторые входы этих каналов и третий вход канала прямого счета соединены с выходом блока контроля угла между векторами напряжений секций, а выходы каналов соединены с первым и вторым входами сумматора, на третий вход которого подается сигнал с дешифратора времени срабатывания секционного выключателя, выход сумматора подключен к третьему входу блока управления, на вход блока распознавания подается сигнал с блока контроля угла, а выход подключен к блоку управления. 3 ил. i (Л со сд со 00 СП 4 tfiuel