Устройство для самозапуска электроприемников Советский патент 1990 года по МПК H02P1/58 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для автоматизации самозапуска электроприводов механизмов тех отраслей производства, бесперебойная работа которых необходима по технологическим условиям.

Цель изобретения - повышение быстродействия и надежности работы.

На чертеже представлена блок-схема устройства для самозапуска электроприемников.

Устройство содержит защиту 1 минимального напряжения, элемент ИЛИ 2. исполнительный орган 3, общий блок 4 управления самозапуском электроприемников и блок 5 ускорения срабатывания защиты минимального напряжения. Блок 5 состоит из формирователя 6 прямоугольных импульсов, формирователей 7 и 8 импульсов стабильной длительности, равных соответственно ti и At, элементов НЕ 9 и 10, двух- входового элемента И 11 и трехвходового элемента И 12, формирователя 13 непрерывного сигнала, элемента 14 временной задержки, формирователя 15 короткого им пульса и одновибратора 16.

Функциональные блоки устройства работают следующим образом.

Защита 1 минимального напряжения срабатывает и выдает на выход непрерывел

XJ

ч о

со ю

ный сигнал с задержкой 0,5 с при понижении напряжения во всех контролируемых фазах ниже заданной уставки.

Исполнительный орган 3 при наличии на выходе элемента ИЛИ 2 сигнала выдает на вход блока .4 запускающий импульс и одновременно с этим производит отключение всех электродвигателей, потерявших питание. Блок 4 после получения сигнала поочередно по заданной программе при появлении напряжения на шинах производит включение электродвигателей на самозапуск. Блок 5 ускорения предназначен для быстрого выявления потери питания в случае, если к шинам подключены синхронные двигатели. Блок 5 реагирует на скорость изменения частоты, и принцип работы его основан на различии протекания процессов снижения частоты напряжения сети при выбеге синхронных двигателей и при дефиците активной мощности в энергосистеме. Как известно, при выбеге двигателей скорость снижения частоты всегда выше 10 Гц/с, а при общесистемном понижении частоты эта скорость не превышает 3 Гц/с. Отсюда следует, что диапазон установок срабатывания блока ускорения должен находиться в пределах 3-10 Гц/с. Измерение скорости снижения частоты в блоке 5 основано на сравнении продолжительности импульсов, полученных от синусоидального входного напряжения, со стабильными по продолжительности импульсами в течение заданного промежутка времени. Формирователь 6 блока ускорения на выходе формирует прямоугольные импульсы, начало и конец которых совпадают с моментом перехода через нуль синусоидального входа напряжения U. Формирователи 7 и 8 на выходах образуют прямоугольные положительные импульсы, начало которых совпадает с началом их запускающих импульсов входных сигналов, а длительности импульсов ti и Д t являются постоянными величинами, представляющими собой уставки данного устройства. Уставка времени ti выбирается по условиям отстройки от минимальной частоты нормального режима работы энергосистемы. Например, для частоты fi 49 Гц ti 1000 /(2- fi)10,20Mc.

Время At выбирается как At 12 - ti, где t2 - длительность импульса, соответствующая принятой частоте f2.

Например, при f2 46,5 Гц, что соответствует t2 10,75 мс, Д t 10,75 - 10,20 0,55 мс.

Формирователь 13 предназначен для преобразования импульсных входных сигналов в непрерывный выходной сигнал.

Элемент 14 временной задержки выполняет функцию реле времени. Уставка реле времени принимается в зависимости от принятой частоты f2 и определяется как

tpB fi/v - f2/v,

где v - минимальная скорость снижения частоты, ЭДС выбегающих синхронных электродвигателей (принимаем 10 Гц/с). Для .нашего примера tpe 0,25 с.

Формирователь 15 на выходе образует одиночный короткий импульс длительностью около 30 мс в момент окончания выдержки времени элемента 14. Если сброс

элемента 14 произойдет раньше окончания уставки времени грв, то от формирователя 15 импульса не появится. Одновибратор 16 предназначен для расширения выходного импульса на время 1-2 с, достаточного для

отключения выключателей электроприемников.

В исходном состоянии при номинальной частоте питающего напряжения продолжительность положительного импульса

от формирователя 6 будет меньше, чем продолжительность нулевого потенциала от элемента НЕ 9. В результате на выходе логического элемента И 11 присутствует нуль и блок 5 ускорения не срабатывает.

При понижении частоты, например, в

результате отключения питающей линии и выбеге синхронных двигателей произойдет удлинение импульсов от формирователя 6. Как только частота достигнет в пересчете на

время уставки ti, на выходе элемента И 11 через каждый период будут появляться короткие импульсы.

От этих импульсов сработает формирователь 13, на выходе которого появится непрерывный сигнал, а также формирователь 8, преобразующий входные сигналы в калиброванные импульсы длительностью At. От непрерывного сигнала запустится элемент 14 выдержки времени, и если частота

зависнет или будет продолжать снижать,ся, то через определенное время, равное

tpB, на выходе элемента 14 появится непре

рывный сигнал и на выходе элемента 15

сформируется положительный импульс длительностью 30 мс (полтора периода питающего напряжения). Если к этому моменту частота сети снизилась менее, чем в пересчете на время значения ti + At, т.е. продолжительность импульса от элемента 11

станет больше, чем At, создадутся условия для срабатывания элемента И 12. На выходе элемента 12 появится короткий импульс, который с помощью одновибратора расширяется до значения 1-2 с.

Если причиной снижения частоты напряжения было короткое замыкание или дефицит активной мощности в энергосистеме, скорость снижения частоты будет значительно меньше, чем в случае выбега синхронных двигателей. Тогда по истечении времени tpa продолжительность импульса от элемента 11 будет меньше, чем продолжительность импульса от формирователя 8, и срабатывание элемента 12 не произойдет.

При коротком замыкании вблизи питающих шин подстанции или при отключенных на данный момент синхронных двигателях и потере питания напряжение на шинах снижается до нуля почти мгновенно и работоспособность блока 5 будет утрачена. В этих условиях через выдержку времени 0,5 с сработает защита 1 минимального напряжения и подаст сигнал на элемент ИЛИ 2. С появлением разрешающего сигнала на любом из входов элемента 2 на выходе последнего появится импульс, который приведет к срабатыванию исполнительного органа 3, отключению всей нагрузки, потерявшей питание, и к пуску общего блока 4 управления самозапуском. Последовательность дальнейшей работы устройства заложена в программе блока 4, При появлении напряжения, например, в результате действия автоматического ввода резервного питания и по истечении времени гашения магнитного поля синхронных двигателей блок 4 подает команду на включение двигателей первой очереди самозаписи (ответственные механизмы), затем включаются двигатели второй очереди самозапуска. Так будет продолжаться до тех пор, пока исходный режим не восстановится либо не истечет максимальное допустимое время по условию технологии.

Принцип измерения скорости снижения частоты, основанной на время-импульсной схеме сравнения, заложенный в устройстве, обладает значительно большей чувствительностью по сравнению с принципом измерения, основанным на использовании дифференцирующей RC-цепи в случае

медленного изменения частоты в сети, а также при ее зависании на недопустимо низком уровне

Формула изобретения 5Устройство для самозапуска электроприемников, содержащее защиту минимального напряжения и блок ускорения, реагирующий на скорость снижения частоты, соединенные через соединенные по10 следовательно логический элемент ИЛИ и исполнительный орган, сигнал с выхода которого подается на отключение электроприемников, с блоком управления самозз- пуском электроприемников, производящим

15 поочередный запуск при появлении напряжения на шинах, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности работы устройства, блок ускорения содержит формирователь прямо20 угольных импульсов, два формирователя импульсов стабильнойдлительности,

формирователь непрерывного сигнала, формирователь короткого импульса, одно- вибратор и двухвходовый элемент И, трех25 входовый элемент И, два элемента НЕ, элемент временной задержки, причем выход формирователя прямоугольных импульсов соединен с входом первого формирователя стабильных импульсов ti и с

0 первым входом двухвходового элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого формирователя стабильных импульсов через элемент НЕ, выход двухвходового элемента И соединен с входами

5 формирователя непрерывного сигнала, второго формирователя стабильных импульсов Д t и с первым входом трехвходового элемента И, второй вход которого соединен через элемент Н Е с выходом второго форми0 рователя стабильных импульсов, а третий вход-с выходом формирователя короткого импульса, вход .которого соединен через элемент временной задержки с выходом формирователя непрерывного сигнала, вы5 ход трехвходового элемента И соединен с входом одновибратора, выход которого является выходом блока ускорения.

F

i

rtoОткл.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для автоматизации самозапуска электроприводов механизмов тех отраслей производства, бесперебойная работа которых необходима по технологическим условиям. Цель - повышение быстродействия и надежности работы. Устройство содержит блок минимальной защиты, блок ускорения, которые через элемент ИЛИ воздействуют на отклонение двигателей, а затем при восстановлении напряжения по заданной программе производится их самозапуск. Блок ускорения основан на различии скоростей изменения частоты при выбеге двигателей и общесистемном ее понижении. Формирователи стабильных импульсов формируют импульсы, являющиеся уставками, T 1 соответствует номинальной частоте, Δ T соответствует заданному времени снижения частоты до уставки (например 46,5 Гц). Если в течение заданного времени, определяемого элементом временной задержки, продолжительность прямоугольного импульса, полученного от синусоидального входного напряжения, превысит указанные уставки, то на выходе блока ускорения появится разрешающий сигнал, который наряду с сигналом от защиты минимального напряжения приведет к отключению электроприемников. 1 ил.

- tf