Реле направления мощности для включения резервного питания потребителей с двигательной нагрузкой Советский патент 1991 года по МПК H02J9/06 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах автоматического включения резервного питания (АВР) синхронных двигателей.

Цель изобретения -.повышение селективности и надежности устройства.

На фиг.1 приведена блок-схема устройства; на фиг.2 - векторная диаграмма его работы,

Устройство содержит первый 1 и второй 2 трансформаторы тока, входы которых подключены в разрыв фаз основного ввода, первый 3 и второй 4 трансформаторынапря- жения, входы котороых подключены соответственно к клеммам, соответствующим опережающему OABI и отстающему от него UBCI линейным напряжениям первой секции шин, третий трансформатор 5 напряжения, вход которого подключен к клеммам, соответствующим линейному напряжению Овсп второй секции шин, связанных с резервным вводом, и одноименному с отстающим напряжением первой секции шин, первый формирователь 6 сравниваемых величин, включающий в себя сумматор 7 с двумя входами, первый из которых через первую фазосдвигающую интегрирующую цепочку 8 связан с выходом первого трансформатора 1 тока, а второй вход этого сумматора 7 подсоединен к выходу второго трансформатора 2 тока, второй формирователь 9 сравниваемых величин, включающий в себя сумматор 10с тремя входами, первый из которых через вторую фазосдвигающую интегрирующую цепочку 11 связан с выходом первого трансформатора 3 напряжения, второй подсоединен к выходу второго трансформатора 4 напряжения, а третий вход через фазосдвигающую дифференцирующую цепочку 12 связан с выходом третьего трансформатора 5 напряжения, блок 13 сравнения по фазе, срабатывающий по факту совпадения (или несовпадения) по фазе сравниваемых величин. Входы блока 13 подключены к выходам сумматоров 7 и 10, являющиеся выходами формирователей б и 9 соответственно.

Устройство работает следующим образом.

В нормальном режиме устойчивой работы синхронные двигатели работают с коэффициентом С02 р опережающим или близким к единице. При этом с выходов трансформаторов 1 и 2 (фиг.1) снимаются сигналы, соответствующие разности фазных токов АВ 1А-1ви1вс 1 B-io основного ввода, а с выходов трансформаторов 3 и 4 снимаются сигналы, соответствующие линейным напряжениям UABI и UBCI первой

секции шин (см. также векторные диаграммы на фиг.2). Формирователь б обеспечивает суммирование вторичных напряжений трансформаторов L1 и 2 и формирует на вы- ходе напряжение EI, пропорциональное току прямой последовательности li основного ввода .,

Ei Ki(lABe-J60+lBc)Ki-3h. где К| - коэффициент пропорциональности.

0

При этом суммируются сигнал тока IAB

с фазовым сдвигом на 60 эл.град. и сигнал тока 1вс без фазового сдвига,

Формирователь 7 обеспечивает сумми- 5 рование вторичных напряжений трансформаторов 3-5, формируя на выходе напряжение Ё2. пропорциональное сумме напряжений прямой последовательности первой секции шин От и напряжению под- 0 питки On от напряжения второй секции шин: (UA8i e j60+UBci)+Kuii UBCIIX xeJ30 Kui-3Ui+On,

где Kui, Кии - коэффициенты пропорциональности,

пп

5 Un Kuii-UBCiie - напряжение подпитки.

При этом суммируются сигнал напряжения OABI с фазовым двигом на 60 эл.град., сигнал напряжения UBCI без фазового сдви- 0 га и сигнал напряжения Овсп с опережающим фазовым сдвигом на 30 эл.град.

В нормальном режиме угол между одноименными напряжениями двух секций шин

5 обычно не превышает 5° даже при пусковых режимах отдельных двигателей, поэтому напряжения KurSUi и On практически совпадают по фазе. Кроме того, величина напряжения подпитки On выбирается значи0 тельно меньше величины основного поляризующего напряжения Kui,3Ui и составляет примерно 6% от последнего. Благодаря этому, даже при слабых межсистемных связях фаза поляризующего напряжения Ё2 прак5 тически совпадает с фазой напряжения Ui первой секции шин, Блок 13 сравнения по фазе реализован так. что он срабатывает при совпадении сравниваемых величин, т.е. напряжений Ei и Ё2.

0

Блок 13 может также быть таким, что он срабатывает при несовпадении по фазе на 180° сравниваемых величин. В этом случае необходимо сформировать напряжение EI

5 с поворотом на 180° (например, изменением полярности вторичных обмоток в трансформаторах 1 и 2), В любом случае в исходном нормальном режиме блок 13 сравнения находится во включенном состоянии, а на выходе устройства имеется сигнал

Увых, обеспечивающий блокирование АВР.

При возникновении коротких замыканий на контролируемой первой секции шин фаза тока Ji изменяется относительно на- пряжения CJi незначительно на величину, не превышающую уставку по углу срабатывания в блоке 13 (например, 90°) и поэтому этот блок 13 остается во включенном состоянии. Особенность устройства заключается в том, что благодаря подпитке напряжением On от напряжения второй секции шин обеспечивается включенное состояние блока 13 даже при близких трехфазных замыканиях на контролируемой первой секции шин, ког- да напряжение Ui уменьшается до нуля.

При возникновении коротких замыканий в цепи питающей линии (или при исчезновении питания от основного источника) обеспечивается инвертирование тока И(или его уменьшение), что приводит к возврату блока 13 в исходное состояние и разрешается АВР. Уставка по возврату в исходное состояние определяется пороговым элементом в блоке 13 и может регулироваться коэффициентом К|.

При возникновении коротких замыканий на второй секции шин и нормальном режиме работы первой секции шин обеспечивается уменьшение напряжения под- питки Un, а блок 8 остается во включенном состоянии, обеспечивая блокирование АВР

Формула изобретения

Реле направления мощности для включения резервного питания потребителей с двигательной нагрузкой, содержащее первый и второй трансформаторы тока, входы которых подключены в разрыв фаз основного ввода, первый и второй трансформаторы напряжения, входы которых подключены соответственно к клеммам, соответствующим опережающему и отстающему от него линейным напряжениям первой секции- шин, первый и второй формирователи сравниваемых величин, входы которых подключены к выходам трансформаторов тока и трансформаторов напряжения соответственно, а также блок сравнения по фазе, срабатывающий по факту совпадения по фазе сравниваемых величин, входы которого подключены к выходам формирователей, отличающееся тем, что, с целью повышения селективности и надежности, оно снабжено третьим трансформатором напряжения, вход которого подключен к клеммам, соответствующим линейному напряжению второй секции шин, связанных с резервным вводом, и одноименному с отстающим напряжением первой секции шин, первый формирователь сравниваемых величин включает в себя сумматор с двумя входами, первый из которых через первую фазосдви- гающую интегрирующую цепочку связан с выходом первого трансформатора тока, а второй вход этого сумматора подсоединен к выходу второго трансформатора тока, второй формирователь сравниваемой величины включает в себя сумматор с тремя входами, первый из которых через вторую фазосдвигающую интегрирующую цепочку связан с выходом первого трансформатора напряжения, второй подсоединен к выходу второго трансформатора напряжения, а третий вход через фазосдвигающую дифференцирующую цепочку связан с выходом третьего трансформатора напряжения.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах автоматического включения резервного питания (АВР) синхронных двигателей. Цель - повышение селективности и надежности. С выходов трансформаторов 1 и 2 снимаются сигналы, соответствующие разности фазных токов основного ввода, а с выходов трансформаторов 3 и 4 снимаются сигналы, соответствующие линейным напряжениям первой секции шин. В нормальном режиме угол между одноименными напряжениями двух секций шин обычно не превышает 5° даже при пусковых режимах отдельных двигателей. Величина напряжения подпитки выбирается значительно меньше величины основного поляризующего напряжения прямой последовательности. Особенность реле заключается в том, что благодаря подпитке поляризующим напряжением от напряжения второй секции шин обеспечивается включенное состояние блока 13 даже при близких трехфазных замыканиях на контролируемой первой секции шин, когда напряжение прямой последовательности уменьшается до нуля. При возникновении к.з. в цепи питающей линии обеспечивается инвертирование тока прямой последовательности, что приводит к возврату блока 13 в исходное состояние и разрешается АВР. 2 ил.