Устройство синфазного автоматического включения резервного питания Советский патент 1992 года по МПК H02J9/06 H02J3/42 

1

(21)4883536/07 (22)20.11.90 (46)07.10.92. Бюл. №37

(71)Новосибирский электротехнический институт

(72)Б. О. Григоркин и В. М. Левин

(56)1. Авторское свидетельство СССР

№ 705602, кл. Н 02 J 3/06, Н 02 Р 1 /46,1977.

2. Авторское свидетельство СССР № 1292108,Н 02 J 9/06, 1985. (54) УСТРОЙСТВО СИНФАЗНОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО ВКЛЮЧЕНИЯ РЕЗЕРВНОГО ПИТАНИЯ

(57)Использование: в области электроэнергетики, в противоаварийной автоматике и может быть использовано для включения резервного питания нагрузки, содержащей

синхронные электродвигатели способом точной синхронизации. Сущность изобретения: упрощение конструкции, повышения быстродействия и точности определения угла включения резервного питания. В устройство введены два источника опорного напряжения, два сумматора, фазометр, дифференциатор, компаратор и блок извлечения квадратного корня, что позволяет реализовать более точную экстраполяцию нелинейности при прогнозе угла включения на фиксированном временном интервале. Срабатывание компаратора свидетельствует о том, что через интервал времени Д ton текущее значение угла д (t) достигает 360 эл. град.

Изобретение относится к устройствам противоаварийной автоматики и может быть использовано для включения резервного питания нагрузки, содержащей синхронные электродвигатели, способом точной синхронизации.

Известно устройство для автоматического управления секционными выключателями при замозапуске синхронных двигателей (авт. св. № 705602, Н 02 J 9/06, Н 02 Р 1/46), содержащее блок измерения угла рассогласования фаз напряжения питания и электродвижущей силы двигателя, блок быстродействующего отключения, блок управления, выход которого соединен с соленоидами управления выключателей, а также датчик сброса мощности, блок памяти активной мощности предшествующего

режима и решающий блок, один вход которого подключен к выходу датчика сброса мощности, другой вход - к блоку памяти активной мощности предшествующего режима, выход соединен с блоком управления, причем датчик сброса мощности соединен с блоком памяти активной мощности предшествующего режима, а вход решающего блока соединен с выходом блока быстродействующего отключения.

Однако указанное устройство для автоматического управления секционными выключателями при самозапуске синхронных двигателей при относительно достаточном быстродействии имеет сложную конструкцию и обладает низкой точностью определения угла выключения резервного питания,

VJ

СЬ VI О

Кроме того, известно устройство для синхронного быстродействующего автоматического включения резервного питания потребителей для подстанции с двигательной нагрузкой (авт. св. № 1292108, Н 02 J 9/06), являющееся прототипом предлагаемого изобретения, содержащее блок определения максимального значения угла, компаратор, последовательно соединенные блок задания времени включения резервного выключателя и блок памяти, а также фазометр, блок фиксации заданного значения угла, нелинейный блок и логический элемент, причем фазометр соединен с последовательно соединенными блоком фиксации заданного значения угла, блоком задания времени включения резервного выключателя, одним входом блока памяти, нелинейным блоком, одним входом компаратора и одним входом элемента И, выход фазометра соединен также с вторым входом компаратора, вторым входом блока памяти и входом блока определения максимального значения угла, выход которого соединен с вторым входом элемента И,

Однако указанное устройство для синхронного быстродействующего автоматического включения резервного питания потребителей для подстанции с двигательной нагрузкой имеет сложную конструкцию, обладает низким быстродействием и низкой точностью определения угла включения резервного питания.

Цель изобретения - упрощение конструкции, повышение быстродействия за счет сокращения времени, необходимого на определение угла включения резервного питания, а также повышение точности определения угла включения резервного питания за счет более точной экстраполяции значений функции f(t), а следовательно и однозначно с ней связанной функции д (t).

Ожидаемый положительный эффект от использования изобретения состоит в уменьшении уравнительных токов и электромагнитных моментов при включении резервного питания, а также в повышении надежности электроснабжения синхронной нагрузки.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве для синхронного быстродействующего автоматического включения резервного питания потребителей для пбдстанции с двигательной нагрузкой, содержащем фазометр, а также компаратор, дополнительно введены первый и второй источники опорного напряжения, первый и второй сумматоры, блок извлечения квадратного корня и дифференциатор, причем входы первого сумматора соединены с выходами фазометра и первого источника опорного напряжения, а его выход - с ЁХОДОМ блока извлечения квадратного корня, входы второго сумматора соединены с выходами второго источника опорного напряжения и блоком извлечения квадратного корня, который также соединен с входом дифференциатора, первый и второй входы

компаратора соединены с выходами второго сумматора и дифференциатора соответственно, выход кбмпаратор а является выходом устройства.

На чертеже приведена функциональная Схема предлагаемого устройства синфазного автоматического включения резервного питания.

Устройство синфазного автоматического включения резервного питания содержит фазометр 1, сумматор 2, блок 3 извлечения квадратного корня, дифференциатор 4, компаратор 5, источники 6, 7 опорного напряжения сумматор 8, входы

которого соединены с выходами источника 7 опорного напряжения и блока 3 извлечения квадратного корня, выход которого также соединен с входом дифференциатора 4, выход которого соединен с вторым входом

компаратора 5, первый вход которого соединен с выходом сумматора 8, входы сумматора 2, соединены с выходами фазометра 1 и источника 6 опорного напряжения 6, выход сумматора 2 соединен с

входом блока извлечения квадратного корня 3, выход компаратора 5 является выходом устройства.

Устройство синфазного автоматического включения резервного питания работает

следующим образом.

После возникновения аварии в системе электроснабжения начинается выбег синхронных электродвигателей.

Фазометр 1 измеряет угол д (т.) между

векторами напряжений резервного питания и остаточного на выбегающем синхронном электродвигателе.

Источник 6 опорного напряжения вырабатывает сигнал Ei, пропорциональный

величине Абт до+ 5Н, которую выбирают как среднее значение для возможных д0 и 5Н. Величина до является внутренним углом синхронного электродвигателя. Фиктивное значение 5Н получено за счет

экстраполяции назад траектории выбега синхронного электродвигателя и является характеристикой аварийного режима. Сумматор 2 служит для определения разности между б (t) и A(5i. На выходе блока извлечения квадратного корня присутствует сигнал, пропорциональный величине

f(t) V3(t)-Adi .

Источник 7 опорного напряжения вырабатывает сигнал Еа пропорциональный

A((5(tn) .

где tn - момент времени включения резервного питания.

Сумматор 8 служит для определения разности между Д& и f(t). Постоянную времени дифференциатора 4 выбирают равной времени опережения A ton.

Компаратор 5 определяет момент времени, когда будет справедливым уравнение

f(t) -At0n A(5a-f(t).

Срабатывание компаратора 5 свидетельствует о том, что через интервал времени Aton текущее значение угла 5 (t) достигает значения 360 эл. град.

Таким образом, предлагаемое устройство синфазного автоматического включения

резервного питания имеет более простую конструкцию, большее быстродействие и точность определения угла включения резервного питания.

Ф о р м у л а и з о б р е те н и я

Устройство синфазного автоматического включения резервного питания, содержащее фазометр и компаратор, отличающееся тем, что, с целью упрощения

конструкции, повышения быстродействия и точности определения угла включения резервного питания, в него введены первый и второй источники опорного напряжения, первый и второй сумматоры, блок извлечения квадратного корня и дифференциатор, причем входы первого сумматора соединены с выходами фазометра и первого источника опорного напряжения, а его выход - с входом блока извлечения квадратного корня, входы второго сумматора соединены с выходами второго источника опорного напряжения и блока извлечения квадратного корня, который также соединен с входом дифференциатора, первый и второй входы

компаратора соединены с выходами второго сумматора и дифференциатора соответственно, выход компаратора является выходом устройства.

Р

8