Устройство для автоматического включения резервного питания потребителей для подстанций с двигательной нагрузкой

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ВКЛЮЧЕНИЯ РЕЗЕРВНО-х ГО ПИТАНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ДЛЯ ПОДСТАНЦИЙ С ДВИГАТЕЛЬНОЙ НАГРУЗКОЙ по авт. св. № 877710, отличающееся тем, что, с,целью повышения надежности работы устройства путем упрощения настройки и обеспечения контроля исправ-ностн , в него дополнительно введены блок задания закона изменения частоты напряжения и последовательно соединенные формирователь пилообразного напряжения, ком-. паратор и симметричный триггер, выход пос леднего соединен с входом переключателя, другой вход которого соединен с выходом первого трансформатора напряжения и входом формирователя пилообразного напряжения , а выход переключателя соединен с соответствующими входами избирательных и пускового органа, причем выход блока за-V Дания закона изменения частоты иапряж(-; ния соединен с вторым входом компаратор. 2. Устройство по п. I, отличающееся что в качестве блока задания закона изме-. нения частоты напряжения применены последовательно соединенные конденсатор и резистор , точка соединения которых является (Л выходом указанного .

СО)ОЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧНж ИХ

РЕСГ)У БЛИК

„511 Н 02.) 9/06

ЙЖ щрщ"„. g

3 !ф я,";.! j! i ;! .

"© ои, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ! (61) 877710 (21) 3492563/24-07 ° (22) 24.09.82 (46) 30.!2.83. Бюл. № 48 (?2) В. Ф. Сивокобыленко и M. В. Гребченко (7l) Донецкий ордена Трудового Красного

Знамени политехнический институт (53) 621.316.925 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 8777 10, кл. Н 02 1 9/06, 1980. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ВКЛlОЧЕНИЯ РЕЗЕРВНО.-, ГО ПИТАНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ДЛЯ

ПОДСТАНЦИЙ С ДВИГАТЕЛЬНОЙ НАГРУЗКОЙ по авт. св. № 877710, отличающееся тем, что, с,целью повышения надежности работы устройства путем упрощения настройки и обеспечения контроля исправ.ности, в него дополнительно введены блок„„BU„„1064373 задания закона изменения частоты напряжения и последовательно соединенные формирователь пилообразного напряжения, ком паратор н симметричный триггер, выход пос. леднего соединен с входом переключателя, другой вход которого соединен с выходом первого трансформатора напряжения и входом формирователя пилообразного напряжения, а выход переключателя соединен с соответствующими входами избирательных н пускового органа, причем выход блока задания закона изменения частоты напряжЕ-.:. ння соединен с вторым входом компаратори.

2. Устройство по п. 1, отличающееся т м; что в качестве блока задания закона изменения частоты напряжения применены последовательно соединенные конденсатор и ре- Е зистор, точка соединения которых является выходом указанного блока. 1064373.

Изобретение относится к устройствам н вротивоаварийиой автоматИки энергосистем, ч

В частности к устройствам автоматического включения резервного питания потребителей . для подстанций с двигательной нагрузкой, По основному авт. св, Хо 877710 .известно устройство для -автоматического включения резервного питания потребителей для поданции с двигательной нагрузкой, в кртоом выход первого трансформатора напря

)кения подключен к первым входам двух иэ!

О 6ирательных и пускового органов, .второй вход пускового органа подключен к выходу второго трансформатора напряжения, второй вход одного избирательного органа подключен- к второму трансформатору напряжения через фазоповоротную цепочку, а второй вход другого избирательного орга. на соединен с выходом фазоповоротной цепочки через инвертор, выходы избирательных органов соединены с входами первого и второго логических элементов И с исполни; 20 тельными органами на выходе, выход пускового органа подключен к входу формирователя выдержки времени и вторым входам. указанных элементов И, выход первого исполнительного органа соединен с входом логического элемента ИЛИ непосредственно

; и через орган блокировки с третьим входом .., второго логического элемента И, а выход второго исполнительного органа соединен с другим входом логического элемента ИЛИ непосредственно и через другой орган бло-: зо кировкн с третьИм входом первого логического элемента И, выход формирователя вы- держки времени и выход логического элемента ИЛИ соединены с входами третьего логического элемента И, выход которого; подключен к входу третьего исполнительно-,. 35 го органа. В качестве избирательных и пус-, кового органов применены фазочувствитель ные схемы (l j.

Точная установка в устройстве заданных значений по углу и выдержки времени тре, бует много времени мз-за необходимости со-. гласования работы всех блоков при различ- . ных скорастях изменения частоты напряжения двигателей. До установки устройства на, подстанции потребителя необходимо оценить ошибку по углу включения, которую может 45 дать устройство в различных режимах выбега двигателей, что позволит проверить, допустимость для двигателей токов и момен-, тов, возникающих при включении резервного питания. Кроме. того, затруднена проверка работоспособности устройства.

Цель изобретения — повышение надеж-.1 ности работы устройства путем упрощения настройки и обеспечения контроля исправ ности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство автоматического включения резервного питания потребителей для подстанций с двигательной нагрузкой дополнительо введены блок задания закона изменения астоты напряжения и последовательно сое-. диненные формирователь пилообразного напряжения, компаратор и симметричный тригер, выход последнего соединен с входом переключателя, другой вход которого соединен с .выходом первого трансформатора напряжения и входом формирователя пилообразного напряжения, а выход переключателя соединен с соответствующими входами избирательных и пускового органов, причем выход блока задания закона изменения частоты напряжения соединен с вторым входом компаратора:

В качестве блока задания закона изменения частоты напряжения применены последовательно соединенные конденсатор и резистОр, точка соединения которых является: выходом указанного блока, На фиг, 1 представлена структурная схе- ма устройства автоматического включений, резервного питания потребителей для под-! станций с двигательной нагрузкой; на фиг. 2 — принципиальная схема блока настройки и контроля исправности; на фиг. 3— диаграммы работы блока настройки и контро- ля.исправности.

Устройство для автоматического включения резервного питания потребителей для подстанций. с двигательной нагрузкой содержит трансформаторы 1 и 2 напряжения, фаэоповоротную цепочку 3, инверт".р 4, первый 5 и второй 6 избирательные органы, пусковой орган 7, первый 8 и второй 9 логи-ческие элементы И, первый 10 и второй 11 исполнительные органы, органы, 12 и 13 блокировки, формирователь 14 выдержки времени, логический элемент ИЛИ 15, третий логический элемент И 16, третий исполнительный орган 1?, блок 18 задания закона изменения частоты напряжения, формирователь 19 пилообразного напряжения, компа-1 ратор 20, симметричный триггер 21 и переключатель 22. Блоки 18 — 21 составляют блоК настройки и контроля исправности. Формирователь 19 пилообразного напряжения собран на транзисторах 23 и 24, которые подключены соответственно через дифференцирующие цепочки, выполненные на резисторах 25 и 26 и конденсаторах 27 и 28, к прямому и инВерсному выходам трансформато-. ра 1 напряжения. Необходимые крутизна и линейность выходного напряжения формирователя 19 обеспечиваются сеответствующим выбором резисторов 29 и 30 и кон.денсаторов 31 и 32. Блок 18 задания закона изменения частоты напряжения состоит из резисторов ЗЗ и 34, конденсатора 35 и кнопки 36. Компаратор 20 имеет три входа, два из которых подключены соответственно

SS к коллекторам транзисторов 23 и 24 и являются выходами формирователя 19, а тре-: тий вход соединен с выходом блока 18;

Компаратор 20 выполнен на двух операци1064373 онных усилителях 37 и 38, к выходам которых подключены дифференцирующие цепоч. ки на резисторах 39 и 40 и конденсаторах 41 и 42. Выходы дифференцирующих цепочек подключены к входам логического элемента

И 43, выход которого является выходом компаратора 20 и соединен с входом симметричного триггера 21.

Устройство работает следующим образом.

При питании каждой секции йотребителя от своего. источника на вход устройства. 10 подаются синхронйые напряжения V! u Un., При подключенном выходе трансформатора ! к входам органов 5 — 7 время совпадения напряжений, подаваемых на входы изби рательных органов 5 и 6, равно 5 мс, так как фазоповоротная цепочка 3 осуществляет 15 сдвиг выходного напряжения по отношению к входному на угол 90 . Уставки срабатывания пускового органа 7 и избирательных органов 5 и 6 выбраны таким образом, что они находятся в несработанном состоянии. ро

Поэтому исполнительные органы 10, ! и..17 также не срабатывают.

При потере источника питания первой секции двигатели начинают выбегать и частота напряжения на ней снижаться, происходит срабатывание избирательного органа 5, а затем после достиижения угла между векторами напряжений U и U,, срабатывает пусковой орган 7. При этом проис- . ходит срабатывание первого логического элемента И 8, так как íà его третьем входе . уже был сигнал, поступивший с выхода органа 13 блокировки, свидетельствовавший о несработанном состоянии второго исполнительного органа l I. Исполнительный орган 10 отключает ввод рабочего питания первой секции. После увеличения угла. 35 между векторами напряжений U, и Ц, и достижения им 270 пусковой орган ?. возвращается в несработанное состояние, что, приводит к срабатыванию формирователя 14 выдержки -времени, после срабатывания которого с заданной .выдержкой времени на входе третьего логического элемента И 16 появляется сигнал. На второй вход элемента . И 16 поступает также разрешающий сигнал с выхода исполнительного органа 10 через логический элемент ИЛИ . !5. Указанные сигналы приводят к срабатыванию логического элемента 16 н третьего исполнительного органа 17, который включает выключатель резервного яитания. Соответствующим выбором выдержки времени формирователя 14 обеспечивается включение выключателя резервного питания при мини-,.

:мальном значении угла между вектором ос- таточного напряжейия двигателей, потеряв- :, ших питание, и вектором напряжения резервного источника. При таком включении токи и моменты двигателей, как правило,: не превышают допустимых, а двигатели лег1ко .втягиваются в синхронизм.

При потере питания на второй секции ус% ройство работает аналогичным образом. Исполнительный орган I l отключает ввод ра бочего питания этой секции, а орган 17 осуществляет,включение выключателя резервного питания при минимальном эначени»

:угла между векторами напряжений остаточНого на двигателях и резервного источника, При настройке устройства на его входй подаются напряжения U, и U,ь а переклю:чатель 22 вкл(очается в положение, при ко: тором выход симметричного триггера И »одключается к входам избирательных 5 и 6 и .пускового 7 органов. При этом на соот- ветствующие входы компаратора 20 посту; йают с выхода формирователя ll9 пилооб: разные напряжения, период и фаза которы» равна периоду и фазе входного напряжения V, а с выхода-блока 18 — постоянное напряжение, определяемое соотношением со- противлений 33 и 34. Величина этого напряжения определяет моменты срабатывания операционных усилителей 37 и 38 и форм»- ровання выходных импульсов компарато-; ра 20. При превышении пилообразными на-. пряжениями формирователя 19 величины выходного напряжения блока 18 поочередно срабатывает соответствующий-операционный усилитель 37 или 38. Таким образом; изменяя величину резистора 33, можно изменять фазовый сдвиг выходных импульсов компаратора 20 по отношению к входному напряжению, а следовательно, и фазу выходных напряжений симметричного триг- . гера 21. Прн,моделировании выбега двигателей укаэанная фаза соответствует углу нагрузки двигателей. Кроме того, изменяя

:величину резистора 33, можно регулировать фазу выходного напряжения триггера 21 в пределах 0 — 360,и, определяя мо- мент срабатывания пускового 7. и избирательных 5 и 6 органов, осуществлять уста-, : новку заданных углов срабатывания указанных органов.

Нажатием кнопки 36 при поданных вход ных напряжениях U, и U» осуществляетс» режим контроля устройства. При этом происходит заряд конденсатора 35 через ре-. зистор 33. Выходное напряжение блока 18 линейно возрастает от начального значения, определяемого соотношением величин резисторов 33 и 34, и фаза выходного напряжения триггера 21 увеличивается начиная с величины угла нагрузки. При достижении углом между выходным напряжением триггера 21 и напряжением U заданный значений срабатывают избирательный 5 и пусковой 7 органы, а затем и исполни«тельные органы 10 и 17. Величиной резистора 33 можно задавать скорость изменения угла между указанными напряжейиями и определять в каждом случае ошибку устройства по углу в выборе момента включения резервного питания.

1064373

20"

Щг.2

f

Если после заряда конденсатора 35 замкйуть кнопку Зб, то в результате его разряда угол между выходным напряжением триггера 2! и напряжением оп изменяется в" направлении, обратном рассмотренному вы- ше. При несработанном исполнительном органе 1О происходит последовательное срабатывание исполнительных органов 1! и 17.

Таким образом, осуществляется полный контроль работоспособности всего устрой.ства. При этом если закон изменения час. !й тоты напряжения, отрабатываемый блоком 18, полностью соответствует известному характеру выбега имеющихся на секциях двигателей, то контроль устройства можно осуществлять с переключением питания двигателей. Однако характер изменения йапряжения на конденсаторе при его заряде недостаточно точно соответствует закону изченения . частоты напряжения двигателей при их выбеге. Г1оэтому в рассмотренном слу- ° чае должен быть применен другой блок 18, найример с использованием нелинейных резисторов.

Ь

Использование в режиме контроля вход ных наяряжений 1J и Ц) позволяет осуществлять контроль исправности цепей напряжения.

Г1рименение блока настройки и самоконтроля позволяет повысить надежность работы, устройства для автоматического включения резервного питания, упростить его обслуживание в эксплуатации и при необходимости исследовать его поведение и точность работы в заданных условиях.

Использование предлагаемого устройства позволит сократить время перерыва питания двигателей при потере рабочего источника, улучшить условия их самозапуска и сохранить при этом синхронную динамическую устойчивость работы. Высокая надежность работы, простота настройки и эксплуатации устройства позволяют широко применять его для потребителей с двигательной нагрузкой. непрерывных технологичес ких процессов. .оетавитель Е. Пантыкин

Редактор Л. Пчелннская Техред И. Bepee Корректор М. Демчик

Заказ 10352/54 Тираж 617 Подписное

ВНЙИПИ Государственного комитета СССР . ло делам изобретений и открытий . 1 l3035, Москва, Ж вЂ” 35. Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г, Ужгород, ул. Проектная, 4 .