Устройство для автоматического включения резервного питания потребителей для подстанций с двигательной нагрузкой Советский патент 1981 года по МПК H02J9/06 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ВКЛЮЧЕНИЯ

РЕЗЕРВНОГО ПИТАНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ДЛЯ ПОДСТАНЦИЙ

1

Изобретение относится к устройствам противоаварийной автоматики энергосистем, в частности к устройствам автоматического включения резервного питания потребителей.для подстанций с двигательной нагрузкой.

По основному авт.св. 699610 .известно устройство для автоматического включения резервного питания потребителей для подстанций с двигательной нагрузкой, в котором выход первого Трансформатора напряжения подключен к первым входам двух избирательных и пускового органов, второй вход пускового органа подключен к выходу второго трансформатора напряжения, второй вход одного избирательного органа подключен ко второму трансформатору напряжения через фазоповоротную цепочку, а второй вход другого избирательного органа соединен с вы.одом фазоповоротной цепочки через инвертор. Выходы избирательных органов соединены со входами логических .элементов с исполнительными органами на выходе, ко вторым входгш логических элементов подключен выход . пускового органа, третий вход первого логического элемента через орган ; блокировки соединен с выходом второС ДВИГАТЕЛЬНОЙ НАГРУЗКОЙ

го исполнительногооргана, а третий вход второго логического элемента через другой орган блокировки соединен с выходом первого исполнительного органа, в качестве избирательных и пускового органов прнменены фазочувствительные схемы.

При.потере питания на одной из секций потребителя, частота напряже10ния на этой секцин будет снижаться за счет уменьшения скорости вращения синхронных двигателей. Снижение частоты приведет к превышению углом между векторами напряжений секций

15 заданной величины и срабатыванию пускового и одного из избирательных органов, а следовательно, и соответствующего исполнительного органа l. Данное устройство нмеет высокое

20 быстродействие и к моменту его срабатывания напряжение на двигателях не успевает заметно снизиться. Поэтому необходимо снять возбуждение с синхронных двигателей для более быстрого

25 затухания напряжения с целью предотвращения несинхронной подачи резервного питания,.при которой возникают недопустшше значения токов и моментов. После подачи резервного питания

30 на двигатели с погашенным полем- ротоpa необходимо выбрать благоприятный момент подачи возбуждения на двигате ли. Все это приводит к усложнению схем АВР и схем управления двигателями и в то же время не всегда обеспечивает .успешный самоэапуск и сохра нение динамической устойчивости двигателей. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройст ва. Поставленная цель достигается тем что в устройство для автоматического включения резервного.питания потреби телей для подстанций с двигательной нагрузкой дополнительно введены формирователь вьадержки времени, подключенный к выходу пускового органа, и последовательно соединенные логические элементы ИЛИ и И и исполнительны орган, второй вход дополнительной схемы И соединен с выходом формирова теля выдержки времени, а входы логического элемента ИЛИ подключены к выходам основных исполнительных орга нов. На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства-на фиг. 2 принципиальная схема; на фиг. 3 входные напряжения и зона работы пер вого избиратель ногр органа; на фиг. 4 - то ,же и зона работы пусково го органа; на фиг. 5 - то же и зона работы второго избирательного органа; на фиг. б - характер изменения разности напряжений между одноименны ми фазами источников питания при потере первого источника. Устройство для автоматического включения резервного питания потреби телей содержит трансформаторы 1 и 2 напряжения, фазоповоротную цепочку 3 инвертор 4, первый избирательный орган 5, второй избирательный орган б, пусковой орган 7, первый логический элемент 8, второй логический элемент 9, первый исполнительный орган 10, второй исполнительный орган 11, орга ны 12 и 13 блокировки, формирователь 14 выдержки времени, логический элемент ИЛИ 15, логический элемент И 16 и третий исполнительный орган 17. Фазоповоротная цепочка 3,.осущест вляквдая сдвиг на , собрана из резисторов 18 и 19 и конденсаторов 20 и 21. В качестве пускового органа 7 используется фазочувствительная схема, собранная на транзисторах 22 и 23. Транзистор 23 открывается в том случае, если время совпадения по знаку входных напряжений пускового органа 7 превьпиает заданное время заряда конденсатора 24, например,рав нов 5 мс. Такие же фазочувствительные схемы избирательных органов 5 и б выполнены соответственно на тран зисторах 25, 26 и 27, 28. Логический элемент 8 выполнен на транзисторах 29 и 30, а 9 - на транзисторах 31 и 32. В качестве выходных органов 10 и 11 используются тиристоры 33 и 34 соответственно с последовательно включенными обмотками 35 и 36 электромагнитных реле, формирователь 14 выдержки времени собран на транзисторах 37 и 38 и времязадающей RC-цепй с регулируемым резистором 39 и конденсатором 40. Выходом формирователя 14 служит дифференцирующая цепочка (резистор 41, конденсатор 42),подключенная к транзистору 37. Логический элемент ИЛИ 15 выполнен на диодах 43-46. Логический элемент И 16 собран на транзисторе 47 и тиристоре 48. В качестве третьего исполнительного органа 17 используется электромагнитное реле, обмотка 49 которого включена пйследрвательно р анодную цепь тиристора 48. При поданном напряжении питания и отсутствии входных напряжений U( и Urr транзисторы 22, 2S, 27, 29, 31 и 37 открыты, а транзисторы 23, 26, 28, 30, 32, 38 и 47 закрыты. Тиристоры 33, 34 и 48 закрыты и реле 35, 36и 49 не срабатывают. При поданном на устройство напряжения питания и одного из входных напряжений U( или U транзисторы 22, 25, 27, 29, 31 и 37 остаются в открытом состоянии, а 23, 26, 28, 30, 32, 38 и 47 - в закрытом, поэтому выходные реле 35, 36 и 49 также не срабатывакзт. Устройство работает следующим образом. При питании каждой секции потребителя от своего.источника на вход устройства подаются синхронные напряжения U| и UK. Время совпадения напряжений, подаваемых на.входы избирательных органов 5 и 6 равно 5 мс, так как фазоповоротная цепочка 3 осуществляет сдвиг выходного напряжения по отношению к входному на угол 90- . Транзисторы 25 и 27 периодически закрываются на время совпсщения напряжений, но 26 и 28 остаются ввзакрытом состоянии из-за наличия тока заряда конденсаторов 50 и 51. Транзисто|) 22 пускового органа 7 открыт,так как на его вход подаются напряжения, находящиеся в противофазе, а следовательно, транзистор 23, закрыт, а 37открыт. Поэтому выходные реле 35, 36 и 49.не срабатывают. При- потере источника питания первой секции двигатели начинают выбе- . гать и частота напряжения на ней снижатьдя. ЕСЛИвектор напряжения 0 принять условио неподвижным, то вектор й,.. 3) начинает вращаться по часовой стрелке. При попадании его 8 зону срабатывания, транзистор 26 периодачески открывается, на время, на которое время совпгщения входных

напряжений больше 5 мс, тем самым периодически закрывает первый вход логического элемента 8. При повороте вектора Оц (фиг. 4) на угол 90 транзистор 23 также открывается, закрывая второй вкод логического элемента в

8и транзистор 37. Третий вход логического элемента 8 закрыт положительным .потенциалом, снимаемым с анода тиристора 34. Одновременное закрытие трех входов приводит к опр .вкидыванию IQ триггера (транзисторы 29 и 30) и появлению импульса на выходе логичесjcoro элемента 8, который открывает тиристор 33, и выходное реле 35 срабатывает . Одновременно с первого входа логического элемента ИЛИ 15 5 снимается запирающий положительный потенциал и появляется ток базы транзистора 47. Реле 35 подает сигнбш на отключение выключателя ввода питания первой секции (момент 20 времени г(фиг. 6), обеспечивая тем самым возможность подключения на эту секцию резервного источника питания. При открытии тиристора 33 с третьего входа логического элемента 25

9снимается запирающий положительный потенциал, что предотвращает его работу при попадании вектора ) (фиг. 5) в зону срабатывания.

При дальнейшем повороте вектора .Q U|l и достижении его углом сдвига 260 (момент времени t , фиг. 6) ,транзистор перестает открываться, что приводит к заряду конденсатора 40 до напряжения пробоя стабилитрона в цепи базы транзистора 37, а следовательно, и к открытию с заданной выдержкой времени транзистора 37. В момент открытия транзистора 37 (момент времени t, фиг. 6) с дифференцирующей цепочки (конденсатор 42, 40 резистор 41) поступает импульс на управляющий электрод тиристора 48, что приводит к его открытию и срабатыванию реле 49. Реле 49 подает импульс . на синхронное включение секционного 45 выключателя, т.е. при совпадении по углу векторов напряжений секций.Последнее обеспечивается за счет того, что сумма времени заряда конденсатора 40 до напряжения пробоя стабилях- JQ рона в цепи базы транзистора 37; и времени включения секционного выключателя равна времени перемещения вектора 0)1 на угол от 270 до 360 , т.е. от момента времени tj, до момента t (фиг. 6).

При потере источника питания второй секции устройство работает ангшогичным образом. Вектор напряжения U вращается против часовой стрелки и при его повороте на 90 срабатывают АО

пусковой орган 7 и избирательный орган 6. Срабатывает выходной орган 11, который через орган 13 блокировки запрещает работу логического элемента 8, а череэ логический элемент ИЛИ 15 подает сигнал на логический элемент И 16. На второй вход элемента И 16 поступает сигнал с формирователя 14 выдержки времени 4. После поворота вектора и на угол, превышающий 270 , на второй вход элемента И 16 поступает сигнал с формирователя 14 выдержки времени, который приводит к срабатыванию третьего исполнительного органа 17.

Возврат тиристоров 33, 34 и 48 в закрытое состояние осуществляется блок-контактами 52 секционного выключателя после его включения.

Использование предлагаемого устроства позволит ускорить переключение питания электродвигателей, улучшить условия их самозапуска и сохранить при этом синхронную динамическую устойчивость их работы. В целом устройство позволит улучшить условия работы электродвигателей, что особенно важно при их использовании на предг приятиях с непрерывным технологическим процессом. Экономический эффект при применении устройства в системе собственных нужд атомной электростанции с реакторами типа РБМК-1000 составит около 60-80 тыс, руб в год, а на газокомпрессорной станции с синхронными двигателями типа СТД6000 - около 30-40 тыс. руб. в год.

Формула изобретения

Устройство для автоматического включения резервного питания потребителей для подстанций с двигательной нагрузкой по авт. св. № 699610,о тличающееся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей, в него введены формирователь выдержки времени и элементы ИЛИ, И и дополнительный исполнительный орган, причем вход формирователя, выдержки времени подключен к выходу пускового органа, а выход - к одному из входов элемента И, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, а. выход подключен к дополнительному исполнительному органу, при этом входы элемента ИЛИ соединены с выходами основных исполнительных органов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР №699610, кл Н 02 J 9/06, 1977.

I

a

5

ч|

ы

а

77/77777///////

Зона cfttSambiBaHUf .З

Iг

////////777/77/77

4

Ъона .тй1вания

- t

to t, tzijtv (jtt.$