В процессе автоматического регулирования напряжения синхронного компенсатора может наступить такая перегрузка регулируемой машины, которая в отдельных случаях может повлечь за собой выключение машины максимальной защитой и даже повреждение машины.
В то же время в целях сохранения устойчивости параллельной работы системы необходимо в аварийных случаях кратковременно давать максимальное возбуждение машине, а следовательно и перегружать ее.
Предметом настоящего авторского свидетельства является устройство для ограничения тока синхронного компенсатора (короче - ограничитель), работающее следующим образом. Как только ток регулируемой машины начинает превышать номинальное (или какое-либо другое длительно допустимое заранее заданное значение), так мгновенно отключается ускоренно действующая моторная часть регулятора в сторону повышения напряжения; быстродействующая часть регулятора остается при этом включенной: если загрузка до заданного значения произошла в нормальном режиме при нормальной посадке напряжения, то быстродействующие контакторы регулятора не срабатывают, хотя и остаются включенными; если же произошла авария (безразлично до или после отключения моторной части), например, короткое замыкание, то срабатывает нормально разомкнутый быстродействующий контактор регулятора, замыкая накоротко все регулируемое сопротивление в цепи возбуждения возбудителя; после некоторой выдержки времени, обусловленной требованиями устойчивости параллельной работы, а также возможностями регулируемой машины, быстродействующий контактор отключается (но только в том случае, если имеется налицо перегрузка машины); там, где есть максимальная защита, выдержка времени ограничителя согласовывается с выдержкой времени максимальной защиты синхронного компенсатора.
В то время, когда сопротивление в цели возбуждения возбудителя замыкается накоротко нормально разомкнутым быстродействующим контактором, сервомотор начинает двигать траверзу-реостата (если только имеется налицо перегрузка машины и сработал ограничитель) в сторону увеличения сопротивления до момента отключения быстродействующего контактора. Поэтому после отключения контактора, ток в отдельных случаях может оказаться меньшим, чем до срабатывания контактора. Это нужно, в частности, для возврата реле максимальной зашиты. В исходное положение схема может быть возвращена или от руки или автоматически после снижения тока до величины, соответствующей току возврата реле максимального тока ограничителя.
Как на первой, так и на второй ступени работы ограничителя можно установить сигнал, после которого дежурный может вмешаться в работу регулятора например, после отключения моторной части можно изменить установку регулятора установочным реостатом и снова включить моторную часть при измененном напряжении и т.п.
Сущность изобретения, состоящая в оригинальном использовании двух максимальных реле для управления регулятором. описанным выше образом, поясняется чертежом, на фиг. 1 и 2 которого изображены электрические схемы двух вариантов предлагаемого устройства, а на фиг. 3 - диаграмма изменения регулируемого напряжения в аварийный и послеаварийный период, поясняющая работу устройства в этот период.
Реагирующая часть ограничителя состоит из двух реле максимального тока, включенных соответственно на две фазы регулируемой машины (фиг. 1). При наступлении перегрузки реле 1 замыкают свои контакты и включают промежуточное реле 2, которое размыкает цепь контактора, включающего сервомотор регулятора напряжения в сторону повышения напряжения. Тем самым прекращается возрастание нагрузки. Кроме того реле 2 при своем срабатывании: а) соединяет контакт регулятора, включающий нормально разомкнутый быстродействующий контактор с реле времени 3 через нормально замкнутый контакт промежуточного реле 4, и б) подает напряжение (плюс) на нормально разомкнутый контакт реле 4, что дает возможность последнему самоблокироваться при срабатывании.
Если толчок напряжения настолько велик, что замыкается контакт регулятора, включающий нормально разомкнутый быстродействующий контактор, то одновременно с последним включается реле времени 3 и промежуточное реле 5.
Реле времени 3 имеет два контакта: один мгновенно действующий - для самоблокировки и второй с выдержкой времени - для включения промежуточного реле 4.
Промежуточное реле 5 дает напряжение на контактор, включающий сервомотор в сторону увеличения сопротивления в цепи возбуждения возбудителя.
При срабатывании промежуточного реле происходит следующее: а) размыкается цепь обмотки нормально разомкнутого быстродействующего контактора, б) реле 4 самоблокируется через реле 2, в) размыкается цепь реле времени 3 и промежуточного реле 5.
Если выдержка времени реле 3 велика для работы реле 5 (т.е. если реле 5 так сильно снижает ток статора, что возвращаются в исходное положение контакты реле 1, регулятор автоматически снова включается при сильно пониженном напряжении, начинает снова перегружать статор, снова работает ограничитель и т.д.), то нужно применить трехконтактное реле времени с независимыми выдержками времени замыкания двух контактов с проскальзывающим контактом для включения реле 5, с самоблокировкой последнего и с отключением его нормально-замкнутым контактом реле 4 (фиг. 2). В этом случае продолжительность действия реле 5 следует выбрать из такого расчета, чтобы при восстановлении доаварийной величины напряжения ограничитель приходил в исходное положение и наоборот, если напряжение после аварии остается пониженным, регулятор остается выключенным.
Автор указывает, что последняя схема была испытана в лаборатории. Для увеличения надежности работы ограничителя оказалось необходимым переделать одну группу контактов промежуточного реле 4 таким образом, чтобы размыкание нормально замкнутого контакта реле, через который выключается реле времени 3 (и промежуточное реле 5) происходило не ранее, чем в момент замыкания нормально-разомкнутого контакта, через который реле 4 самоблокируется.
Рассмотрим особенности аварийного и послеаварийного режима на электрической подстанции и работу регулятора и ограничителя в этот период.
В момент короткого замыкания вблизи подстанции происходит резкое снижение напряжения на шинах подстанции; вслед затем происходит отключение поврежденного участка и напряжение также резко поднимается. Так как при резком снижении напряжения выключается много моторов у потребителей, то в первое время после отключения поврежденного участка напряжение на шинах подстанции поднимается до величины, превышающей доаварийную; после этого происходит постепенное включение моторов потребителей и напряжение на шинах подстанции снижается (фиг. 3).
Чрезвычайно важна в этих условиях работа регулятора напряжения в целях повышения устойчивости параллельной работы системы - динамической при коротком замыкании и статической при послеаварийном снижении напряжения. В этих условиях ограничитель тока не должен препятствовать работе регулятора. И действительно, предлагаемый ограничитель в момент короткого замыкания отключает лишь сервомотор, регулятора в сторону повышения напряжения (работа сервомотора вследствие медленности действия ничего не дает для динамической устойчивости), оставляя в работе быстродействующую часть, работающую на повышение динамической устойчивости. По истечении выдержки времени, обусловленной соображениями безопасного нагрева машины, отключается быстродействующий контактор, замыкающий накоротко все регулируемое сопротивление в цепи возбуждения возбудителя. Остается включенной лишь часть регулятора, работающая в сторону снижения напряжения. Эта часть естественно приходит в действие при послеаварийном повышении напряжения, разгружает компенсатор; при этом ограничитель приходит в исходное положение и включает цепи регулятора в сторону повышения напряжения. Одновременно на синхронном компенсаторе образуется резерв реактивной мощности. Когда наступает послеаварийное снижение напряжения, регулятор поддерживает напряжение за счет образовавшегося резерва мощности и тем самым повышает статическую устойчивость системы.
Устройство для ограничения тока синхронного компенсатора при автоматическом регулировании напряжения при помощи регулятора реостатно-быстродействующего типа, работающего по комбинированному принципу плавного и ударного изменения возбуждения, отличающееся тем, что с целью повышения динамической устойчивости при коротких замыканиях и ограничения тока при перегрузках, применены два максимальных токовых реле 1, 1, предназначенные через промежуточное реле размыкать цепь контактора сервомотора реостатной части регулятора в сторону повышения напряжения и включать быстродействующую часть регулятора на некоторый промежуток времени через реле с выдержкой времени с тем, чтобы при послеаварийном повышении напряжения осталась включенной лишь часть регулятора, работающая в сторону снижения напряжения.
