Устройство для автоматического включения резервного питания потребителей для подстанций с двигательной нагрузкой Советский патент 1992 года по МПК H02J9/06 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам автоматического включения резервного питания (АВР) синхронных двигателей.

Цель изобретения - повышение надежности при быстродействующем включении резервного питания.

Блок-схема предлагаемого устройства приведена на фиг. 1, а временные диаграммы - на фиг.2, где: 1,2- трансформаторы напряжения первой и второй секции шин; 3, 4 - формирователи сравниваемых величин, предназначенные для усиления входных сигналов и формирования на выходе разно- полярных прямоугольных импульсов; 5 пусковой фазочувствительный блок, срабатывающий при расхождении фаз сравниваемых величин на угол, больше заданного (например, на 10°); 6 - расширитель импульсов, выполненный в виде элемента выдержки времени на возврат; 7 - логический элемент ИЛИ-НЕ, выполненный, например, на основе микросхемы 3 ИЛИ-НЕ серии К561; 8, 9 - первый и второй блоки памяти, выполненные например, на основе микросхем 2ИЛИ-НЕ и ЗИЛИ-НЕ; 10, 11 - первый и второй логические элементы И; 12, 13 - первый и второй исполнительные блоки, предназначенные для отключения вводных выключателей, соответственно, второй и

-Ч

О

о ел

Ч 1Ю

первой секций шин и включения секционного выключателя. При этом включение секционного выключателя возможно одновременно с отключением соответствующего вводного выключателя. Ui, U2-одновременные напряжения первой и второй секции шин; з-Нз сигналы на выходах блоков 3-13.

Первый 1 и второй 2 трансформаторы напряжения включены на напряжения первой и второй секции шин, к выходам первого 1 и второго 2 трансформаторов напряжения через первый 3 и второй 4 формирователи сравниваемых величин подключены входы пускового фазочувствительного блока 5, выход первого формирователя сравниваемых величин 3 подключен к входу установки первого блока памяти 8 и к первому входу элемента ИЛИ-НЕ 7, выход второго формирователя сравниваемых величин 4 подключен к входу установки второго блока памяти 9 и к третьему входу элемента ИЛИ- НЕ 7, выход пускового фазочувствительного блока 5 через расширитель импульсов 6 соединен со вторым входом элемента ИЛИ- НЕ 7, выход элемента ИЛИ-НЕ 7 соединен с первыми входами сброса первого 8 и второго 9 блоков памяти, выход первого блока памяти 8 соединен со вторым входом сброса второго блока памяти 9 и с первым входом первого логического элемента И 10, выход второго блока памяти 9 соединен со вторым входом сброса первого блока памяти 8 и с первым входом второго логического элемента И 11, а вторые входы первого 10 и второго 11 логических элементов И соединены с выходом пускового фазочувствительного блока 5.

Величны 1з и 14 на фиг.1 в режиме входных напряжений Ui и U2, близких к номинальным, имеют вид прямоугольных импульсов, благодаря усилению и ограничению в блоках 3 и 4, причем начальные фазы этих импульсов соответствуют начальным фазам напряжений Ui и U2.

В исходном нормальном режиме векторы напряжений Ui и U2 могут расходиться на небольшой угол, который даже в условиях пусковых режимов отдельных синхронных двигателей обычно не превышает 5°. При этом блоки 5, 6, 10-13 находятся в несработанном состоянии, а на выходе блока 7 имеются импульсы сброса I, которые периодически сбрасывают триггеры 8, 9 в исходное состояние. Длительность импульсов } пропорциональная времени совпадения отрицательных значений величин Ui и LJ2, которая в нормальном режиме равна примерно 10 мс.

Пусть из-за потери питания второй секции шин синхронные двигатели, подключенные к этой секции, переходят в генераторный режим, генерируя затухающее напряжение уменьшающейся частоты. При этом вектор U2 начинает медленно отставать по фазе от вектора Ui (см. фиг.2а, на которой приведены соответствующие им мгновенные напряжения), а на выходе блока 8 формируется импульсный сигнал IB длительность рабочего значения которого про0 порциональна времени положительного значения напряжений Ui и U2 (если Ui опережает U2), а длительность нулевого значения - времени совпадения отрицательных значений напряжений Ui и U2. Сигнал Is,

5 поступающий с выхода блока 8 на вход сброса блока 9, блокирует работу последнего. При этом подготавливается работа блока 10, а работа блока 11 запрещается. Если при дальнейшем выбеге синхронных двигателей

0 угол отставания вектора IJ2 относительно Ui превышает по абсолютному значению угол , о происходит срабатывание блоков 5 и 10, Не1 выходе блока 10 появляется сигнал Нои через блок 12 обеспечивается сигнал h2

5 на отключение выключателя второго ввода и одновременное включение секционного выключателя. После срабатывания блока 5 обеспечивается также практически одновременное срабатывание расширителя им0 пульсов б, на выходе его появляется рабочий сигнал б, который благодаря расширению длительности является сплошным и существует в течение всего времени относительного скольжения векторов напряже5 HniiU2 nUi. Этот сигнал, поступая на второй вход элемента ИЛИ-НЕ 7, приводит к тому, что после срабатывания блока 5 сигнал сброса I на выходе элемента ИЛИ-НЕ Туже не может возникнуть в течение всего време0 ни относительного скольжения векторов напряжений 02 и Ui, а схема, фиксируется в таком положении, когда на выходе блока 8 имеется сплошной рабочий сигнал, а.рабочий сигнал на выходе блока 9 отсутствует.

5 При использовании быстродействующих вводных и секционного выключателей к моменту включения секционного выключателя угол расхождения одноименных напряжений секций шин не превышает допустимого

0 уровня (например, 90°), благодаря чему после включения резервного питания сохраняется устойчивая работа синхронных двигателей, подключенных ко второй секции шин.

5 Пусть из-за потери питания первой секции шин вектор Ui начинает медленно отставать по фазе от вектора U2 (см. фиг.26), а на выходе блока 9 формируется импульсный сигнал Ig, длительность рабочего значения

которого пропорциональна времени положительного значения напряжений Ui и U2 (если U2 опережает Ui), а длительность нулевого значения - времени совпадения отрицательных значений напряжения U2 и Ui. Сигнал Ig, поступающий с выхода блока 9 на вход сброса блока 8, блокирует работу последнего. При этом подготавливается работа блока 11, а работа блока 10 запрещается. Если при дальнейшем выбеге синхронных двигателей угол отставания вектора Ui относительно U2 превышает по абсолютному значению угол дСр, то происходит срабатывание блоков 5 и 11. на выходе блока 11 появляется сигнал In и через блок 13 обеспечивается сигнал Нз на отключение выключателя первого ввода и одновременное включение секционного выключателя.

После срабатывания блока 5 обеспечивается также практически одновременное срабатывание расширителя импульсов 6, на выходе его появляется рабочий сигнал le, который, благодаря расширению длительности является сплошным и существует в течение всего времени относительного скольжения векторов напряжений Oi и U2. Этот сигнал, поступая на второй вход элемента ИЛИ-НЕ 7, приводит к тому, что после срабатывания блока 5 сигнал сброса I на выходе элемента ИЛИ-НЕ 7 уже не может возникнуть в течение всего времени относительного скольжения векторов напряжений Ui и U2, а схема фиксируется в таком положении, когда на выходе блока 9 имеется сплошной рабочий сигнал, а рабочий сигнал на выходе блока 8 отсутствует. Таким обра- .зом, после включения секционного выключателя на аварийную секцию шин подается резервное питание и сохраняется устойчивая работа синхронных двигателей, подключенных к первой секции шин.

Устройство выполнено с использованием лишь одного фазочувствительного блока, что существенно повышает надежность устройства. При этом становиться возможной реализация быстродействующего АВР двухстороннего действия с малыми углами срабатывания (например, 10), что, обеспечивая больший запас по углу от угла противофазного включения, также повышает надежность при АВР.

Технико-экономическая эффективность устройства образуется за счет повышения 5 надежности электроснабжения синхронных двигателей и уменьшения технологического ущерба у потребителей с двигательной нагрузкой.

Формула изобретения

10 Устройство для автоматического включения резервного питания потребителей для подстанций с двигательной нагрузкой, содержащее трансформаторы напряжения первой и второй секций, к выходам которых

15 через первый и второй формирователи сравниваемых величин подключены входы пускового фазочувствительного блока, первый логический элемент И, выход которого подключен к входу первого исполнительного

0 блока, второй логический элемент И, выход которого подключен к входу второго исполнительного блока, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности при быстродействующем автоматическом вклю5 чении резервного питания, в него введены расширитель импульсов, логический элемент ИЛИ-НЕ с тремя входами, первый и второй блоки памяти с двумя входами сброса и входом установки, причем выход перво0 го формирователя сравниваемых величин подключен к входу установки первого блока памяти и к первому входу элемента ИЛИ- НЕ, выход второго формирователя сравниваемых величин - к входу установки второго

5 блока памяти и к третьему входу элемента ИЛИ-НЕ, выход пускового фазочувствительного блока через расширитель импульсов соединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ, выход элемента ИЛИ-НЕ - с первыми входами сброса первого и второго блоков памяти,

0 выход первого блока памяти соединен с вторым входом сброса второго блока памяти и с первым входом первого логического элемента И, выход второго блока памяти - с вторым входом сброса первого блока памяти и с пер5 вым входом второго логического элемента И, а вторые входы первого и второго логических элементов И соединены с выходом пускового фазочувствительного блока.

Ъ

U. г-,

Ъг

Сущность изобретения: в исходном нормальном режиме векторы напряжений первой и второй секции шин Ui и U2 могут расходиться на небольшой угол, при этом пусковой фазочувствительный блок 5, расширитель импульсов 6, исполнительные блоки 12, 13 находятся в несработанном состоянии. При потере питания второй секции синхронные двигатели этой секции генерируют затухающее напряжение уменьшающейся частоты. Вектор Ua начинает отставать по фазе от вектора Ui, на выходе блока памяти 8 формируется импульсный сигнал. При этом подготавливается работа блока И 10, а работа блока И 11 запрещается. При дальнейшем выбеге происходит срабатывание блоков 5 и 10 и обеспечивается отключение выключателя второго ввода и одновременное включение секционного выключателя. При использовании быстродействующих вводных И секционного выключателей к моменту включения секционного выключателя угол расхождения одноименных напряжений секций шин не превышает допустимого уровня. Предлагаемое устройство выполнено с использованием лишь одного, а не грех чувствительных блоков.2 ил. ё

u)t

ef,ff

u)Ј

т

L

«At

4t

ffo

)

фиг.1

м

v o,

9

лЈ vt

41

4t

г)