Пусковое устройство для автоматического ввода резервного питания потребителей

 

1. ПУСКОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ВВОДА РЕЗЕРВНОГО . . ПИТАНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ, содержащее схему сравнения .фаз напряжения основного и резервного источников и конечные схемы И, выходы которых соединены с исполнительными органами отключения выключателей рабочих вводов и включения секционного выключателя , отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности работы, в него введены орган блокировки по току, состоящий из двух формирователей импульсов тока и одной логической схемы И, блок суммирования, содержащий две схемы И-НЕ и одну схему И, блок регули- ; ровки допустимого сдвига фаз, блок превышения сдвига фаз, содержащий семь логических схем И-НЕ и два триггера, блок формирования выходного импульса, состоящий из логической схемы И-НЕ, элемента згщержки на один импульс, элемента с заданной длительностью выходного импульса, инвертора выходного импульса, причем формирователи импульсов тока блокировки по току входами подключены к трансформаторам тока в каждой из контролируемых секций, а выходами - к входу схемы И .органа блокировки по току, выход которой подсоединен к одним из входов : первой схемы И-НЕ и второй схемы И-НЕ блока суммирования, выходы которых через схему И блока суммирования подсоединены к входу блока регулировки допустимого сдвига фаз, выход которого соединен с входами первой и второй схем И-НЕ блока превышения ., сдвига фаз, двумя вторыми входами подключенных к выходам формирователей импульсов контролируемых напряжений , а выходами - к входам третьей и четвертой схем И-НЕ, а также к одним из входов пятой и шестой схем И-НЕ блока превышения сдвига фаз, выходы третьей и четвертой схем И-НЕ § блока превышения сдвига фаз соединены с вторыми входами пятой и шестой схем И-НЕ, а также с входами седьмой схемы И-НЕ данного блока, выход пятой схемы И-НЕ подсоединен к прямому входу первого триггера и к обратному входу второго триггера :блока превышения сдига фаз, выход шестой схемы И-НЕ соединён с обратным входом первого триггера и обCD ратным входом второго триггера блока сл превышения сдвига фаз, выходы первого триггера блока превышения сдвисо га фаз соединены с одними из входов Ot) конечных схем И, а выход второго триггера данного блока соединен с одним из входов схемы И-НЕ блока формирования выходного импульса, . второй вход которой подсоединен к, выходу блока суммирования,а выход через переключатель соединен с входом элемента задержки на один импульс , соединенного выходом через переключатель с входом элемента с заданной длительностью выходного импульса, выход которого соединен с одними из входов конечных схем И, а также через инвертор с третьими входами первой и второй схем И-НЕ блока превышения сдвига Фаз.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(59 Н 02 J 9 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV CBHQETEllbCTBY

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3418992/24-07 (22) 06.04.82 (46)07..01..84.. Бюл. Р 1 (72) Я.Я.Раух, В.П.Малютин и Ю.П.Малютин (71) Новомосковский филиал Московского ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени химико-технологического института им. Д.И.Менделеева (53) 621.316.925(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 493858, кл. Н .02 т 9/06, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 693508, кл. Н 02 9/06, 1977. (54 ) (57 ) 1. ПУСКОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

АВТОМАТИЧЕСКОГО ВВОДА РЕЗЕРВНОГО

ПИТАНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ, содержащее схему сравнения фаэ напряжения основного и резервного источников и конечные схемы И, выходы которых соединены с исполнительными органами отключения выключателей рабочих вводов и нключения секционного выключателя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности работы, в него введены орган блокировки по току, состоящий из двух формирователей импульсов тока и одной логической схемы И, блок суммирования, содержащий две схемы

И-НЕ и одну схему И, блок.регулировки допустимого сдвига фаз, блок превышения сдвига фаз, содержащий семь логических схем И-НЕ и два триггера, блок формирования выходного импульса, состоящий из логической схемы И-НЕ, элемента задержки на один импульс, элемента с заданной длительностью выходного импульса, инвертора выходного импульса, причем формирователи импульсов тока органа блокировки по току входами подключены к трансформаторам тока в каждой иэ контролируемых секций, а выхода" ми — к входу схемы И .органа блоки„.ЯУ„„4 065960 А ровки по току, выход которой подсоединен к одним из нходов первой схемы И-НЕ и второй схемы И-HE блока суммирования, выходы которых через схему И блока суммирования подсоединены к входу блока регулировки допустимого сдвига фаз, выход которого соединен с входами первой и второй схем И-НЕ блока превышения сдвига фаз, двумя вторыми входами подключенных к выходам формирователей импульсов контролируемых напряжений, а выходами — к входам третьей и четвертой схем И-НЕ, а также к одним иэ входов пятой и шестой схем

И-НЕ блока превышения сдвига фаз, выходы третьей и четвертой схем И-HE блока превышения сдвига фаз.соединены с вторыми входами пятой и шес- /ф той схем И-НЕ, а также с входами седьмой схемы И-НЕ данного блока, ( выход пятой схемы И-НЕ подсоединен к прямому входу первого триггера и к д обратному входу второго триггера блока превышения сдига фаэ, вйход шестой схемы И-НЕ соединен с обрат- () ным входом первого триггера и обратным входом второго триггера блока цревышения сдвига фаз, выходы пер- Д ваго триггера блока превышения сдвига фаэ соединены с одними из входов конечных схем И, а выход второго фЪ триггера данного блока соединен с одним из входов схемы И-НЕ блока формирования выходного импульса, второй вход которой подсоединен к» выходу блока суммирования,а выход через переключатель соединен с вхо- с дом элемента задержки на один импульс, соединенного выходом через переключатель с входом элемента с заданной длительностью выходного импульса, выход которого соединен с одними из нходов конечных схем И, а также через иннертор с третьими входами первой и второй схем И-HE блока превышения сдвига Фаз.

1065960

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в качестве формирователей импульсов применены формирователи импульсов длитель1

Изобретение относится к схемам

Электроснабжения промышленных предприятий и может быть использовано в качестве быстродействующего пуско ного органа для автоматического 5 включения резерва (ABP) различных потребителей, не терпящих перерывов в электроснабжении. Перерывы в электроснабжении нарушают устойчивость некоторых нагруженных двигателей. Нарушение динамической устойчивости синхронных двигателей, например типа СТД, СТМ, использу емых в качестве приводов копрессо.ров на заводах химической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности, приводит к нарушению технологических процессов. Для обеспечения устойчивости работы потребителей необходимо сократить время перерыва электроснабжения при различных нарушениях питания.

Известно устройство для автоматического включения резервного питания, содержашего синхронные двигатели, утем опр деления на равления 25 активной мощности основного источника питания, а также угла между .векторами напряжений основного н резервного источников.

Устройство состоит из первого 30 фазочувств ительного блока, подключенного к напряжениям основного и резервного источников питания- через трансформаторы напряжения, нторого фаэочувствительного блока, реагиру- 35 ющего на направление активной мощности основного источника и подключенного к трансформатору напряжения и трансформатору тока основного источника питания, блока сравнения, к входам которого подсоединены выходы двух фазочувстнительных блоков, блока автоматического включения резерва, подключенного к выходу блока сравнения

Недостаток данного устройства заключается в том, что при отключении основного источника в ряде случаев сохраняется направление активной мощности эа счет ее перетока при выбеге от электродвигателей с больши- 5О ми инерционными постоянными к электродвигателям с меньшими инерционными постоянными, это приводит к задержке ностью до полупериода, а н качетне исполнительных органов отключения вводимых выключателей,и включения секционного выключателя применены симисторы. срабатывания автоматического включения резервного питания потребителей.

Наиболее близким по технической . сущности к предлагаемому является пусковое устройство для автоматического ввода резервного питания потре— бителсй, состоящее из двух блоков сравнения частоты и исполнительного блока, соединенного r выходами блоков сравнения частоты, вход одного из которых предназначен для подключения к основному источнику питания, а другого — к резервному источнику питания. Указанные блоки сравнения частоты вторыми выходами подключены соответственно к резервному и основ— ному источникам питания, каждый из них содержит фазосдвигающий зле лент, Г формирователь управляющих импульсов, тиристор, реагирующий орган. Исполнительный блок состоит из тиристора и реле (2).

Известное устройство характерн— эуется недостаточным быстродействием, необходимым для у леньшения тока включения секционного выключателя, обусловленным наличием фазосдвигающего устройства и реле. Наличие реле уменьшает надежность работы устройства. Кроме того, при любом коротком замыкании на секции будет происходить ныбег синхронных двигателей, в результате устройство АВР срабо=ает и даст сигнал на включение секционного выключатеJIH чем создаст короткое замыкание на здоровой системе шин.

Устройство обладает недостаточной помехоустойчивостью к сильным внешним электромагнитным импульсам.

Цель изобретения — повышение быстродействия и надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в пусковое устройство для автоматического ввода резервногс питания потребителей, содержащее схему сравнения фаз напряжений основного и резервного источников и конечные схемы И, выходы которых соединены с исполнительными органами стключения выключателей рабочих вводов и включения секционного выключателя„ введены орган блокировки по току,. состоящий из двух формирователей импульсов тока и Одной .-1огическОЙ

1065960 схемы И, блок суммирования, содержащий две схемы И-НЕ и одну схему И, блок регулировки допустимого сдвига

Фаэ. блок превышения сдвига фаэ, содержащий семь логических схем

И-HE и два триггера, блок формиро- 5 вания выходного импульса, состоящий из логической схемы И-НЕ, элемента задержки на один импульс, элемента с заданной длительностью выходного импульса, инвертора выходного импульса, причем формирователи импульсов тока органа блокировки по току входами подключены к трансформаторам тока в каждой из контролируемых секций, а выходами — к входу схемы И органа блокировки по току, выход которой подсоединен к одним из входов первой схемы И-HE и второй схемы И-HE блока суммирования, выходы которых через схему И блока суммирования подсоединены к входу. блока регулировки допустимого сдвига фаз, выход которого соединен с первыми входами первой и второй схем И-НЕ блока превышения сдвига фаз, двумя вторыми входами подключенных к выходам формирователей импульсов контролируемых напряжений, а выходами — к входам третьей и четвертой схем И-НЕ, а также к одним из входов пятой и шестой схем И-НЕ блока превышения сдвига фаэ, выходы третьей и четвертой схем И-НЕ блока превышения сдвига фаэ соединены с вторыми входами пятой и шестой схем И-НЕ, а также с входами седьмой схемы И-HE данного 35 блока, выход пятой схемы И-НЕ подсо-единен к прямому входу первого триггера и к обратному входу второго триггера блока превышения сдвига фаз, выход шестой схемы И-НЕ соединен с обратным входом первого триггера и с обратным входом второго триггера блока превышения сдвига фаз, выходы первого триггера блоха превышения сдвига фаз соединены с одними из входов конечных схем И, а выход второго триггера данного блока соединен с одним из входов схемы И-НЕ блока формирования выходного импульса, второй вход которой подсоединен к выходу блока суммирования, а выход через переключатель соединен с входом элемента задержки на один импульс, соединенного выходом через переключатель с входом элемента с заданной длительностью 55 выходного импульса, выход которого соединен с одними иэ входов конечных схем И, а также через инвертор с третьими входами первой и второй схем И-HE блока превышения сдвига gg

Фаз.

Кроме того, в качестве формирователей импульсов применены формирователи импульсов длительностью до полупериода, а в качестве исполНИТЕЛЬКЫХ ОРГ I Ов О. К i .0ЧЕНИЯ ВВОДНЫХ

= ;.» .: .".Г а т е л е и и в к . 1 ю ч н и я о е к ц и О н н О Г О выключателя применены симисторы. .!a. фиг 1 дана структурная сх-..ма предлагаемогu устройства, на фиг. 2 — схем:=. подключения устройства к истсчн экам. устройство содержит формирователи

1 и 2 импp ëьсов длительностью дО

iIoлупериОда,: Входы кстОрых ПОдключены: ереэ трансформаторы 3 и 4 напряжений на линейное напряжение ю ввода ocHoBHoi и резервного питания, а выходы — к входам схемы 5 сравнения фаэ напряжений резервного и резервируемых источников. Одними иэ входов схемы -" сравнения фаз являются входы блока 6 суммирования„ который содержит в себе логические схемы И-HE 7 и 8 и схему И 9. Орган

10 блокировки по току включает в с ебя два формирователя 11 и 12 импульсов тока, представляющие собой пороговые устройства, схему И 13, выход которой подключен к входам схем И-НЕ 7 и 8. Входы формирователей 11 и 12 импульсов тока подключены к трансформаторам 14 и 15 тока соответствующих вводов. Выход схемы

И 9 подключен к входу блока 16 регулировки допустимого сдвига фаз и к одному из входов блока 17 формирования выходного импульса. Выход блока

16 регулировки допустимого сдвига фаз подсоединен к входам схемы 18 блока превышения сдвига фаэ, которая содержит логические схемы И-HE 19-25 и триггеры 26 и 27. Триггер 26 своими выходами соединен с конечными схемами

И 28 и 29, а триггер 27 — с одним из входов блока 17 Формирования выходного импульса, который включает,в себя логическую схему И-HE 30, выход которой через переключатель В 31 подключен к элементу 32 задержки на один импульс, подклкченному.выходом через переключатель S 33 к входу элемента 34 с заданной длительностью выходного импульса выход которого подсоединен к конечным схемам 28 и 29, а также через инвертор 35 к схемам

И-НЕ 19 и 20. Переключатели S 31 и

S 33 служат для отключения элемента задержки на один импульс. Выходы конечных схем И 28 и 29 соединены с исполнительными органами отключения выключателей соответствующего ввода

36, 37 и включения секционного выключателя 38.

Устройство работает следующим образом.

В нормальном режиме работы сек-. ции шин потребителя, имеющего синхронные двигатели, подключены выключателями 39 и 40 ввода к источникам питания и работают раздельно, секционный выключатель 38 отключен.

Напряжения ",и 0 равны или близки

1065960 по фазе, но разность фаз не превышает допустимого значения, различие может обуславливаться колебаниями нагрузки в связи с изменением условий технологического процесса.

Ток, протекающий на секциях, не превышает порога срабатывания форми-. рователей 11 и 12 импульсов тока, подключенных к трансформаторам 14 и 15. тока соответственно, и на их выходе присутствует сигнал с уровнем . логической единицы. На выходе схемы

И 13 также сигнал с уровнем логической единицы, соответственно на схемы

И-НЕ 7 и 8, которые играют роль клапанов, подается разрешение прохождению импульсов от формирователей

1 и 2 импульсов, подключенных к трансформаторам 3 и 4 напряжения.

Сигналы при прохождении через схемы

И-НЕ 7. и 8 инвертируются . На выходе схемы И 9 образуются импульсы, передний фронт которых соответствует заднему фронту опережающего импульса, а задний фронт — переднему фрон" ту отстающего. Эти импульсы поступают йа вход блока 16 регулировки допустимого сдвига фаз, который представляет собой мультинибратор, .работающий в ждущем. режиме (с его помощью можно задавать допустимый сдвиг фаз между напряжениями секций исходя из режима нагрузки двигателей). На выходе блока 16 образуются импульсы, соответствующие допустимому сдвигу фаз. Схемы И-HE 19 и 20 образуют импульсы,. которые проходя схемы И-НЕ 21 и 22, инвертируются.

На выходе схемы И-НЕ 23 образуются импульсы с промежутками, равными сдвигу фаз напряжений у„ и U>, на выходе схемы И-НЕ 24 — сигнал с уровнем логической единицы, на выходе схемы И-HE 25 — импульсы с промежутками, равными разности между допустимым сдвигом фаз и присутствующим на рабочих вводах. Триггер 26 определяет на какой из секций происходит изменение фазы (и данном случае напряжение U2 немного отстает по фазе от напряжейия U } и подает сигнал с уровнем, постоянной логической единицы на одну из конечных схем И 28 или 29, а именно на схему И 29. Триггер 27 определяет присутствие сдвига фаз больше допустимого. В данном случае он выдает импульсы, равные сдвигу фаз напряжений U è U2. Схема 30 производит логическую ойерацию И-HE с импуль-, сами от триггера 27 и схемы И 9, и иа ее выходе образуется сигнал с уровнем постоянной логической единицы. В результате этого не срабатывают элемент 32 задержки на один импульс и элемент 34 с заданной длительностью выходного импульса, так как они срабатывают только при переходе сигнала с урони я логической единицы на уровень логического нуля, т.е. от импульсов. На выходе элемента 34 присутствует сигнал с уровнем постоянного логического нуля, который дает запрет для прохождения сигнала на схему И 29, на выходе которой сигнал с уровнем логического нуля, и исполняющие органы 36 и 37 не срабатывают., 10 С иннертора 35 на элементы И-HE 19 и 20 поступает сигнал с уровнем логической единицы, разрешая прохождение импульсов.

При повреждении происходит ныбег

15 двигателей данной секции, .при этом сразу возникает превышение разности фаз между U., и ЭДС П над допустимым значением. На выходе схемы И-НЕ 23 присутствуют импульсы, а на выходе

20 схемы И-НЕ 24 — сигнал с уровнем логической единицы. Триггер 26 переключается или остается н прежнем положении исходя из предшествующего режима и подает сигнал логической единицы на конечную схему И 28 или сигнал логического нуля. На выходе схемы . И-HE 25 образуется сигнал логической единицы. Триггер 27 переключается в устойчивое состояние и на выходе появляется сигнал логической единицы, который поступая на схему И-HE 30, дает разрешение на прохождение им. пульсон от схемы И 9, импульсы при этом инвертируются. Срабатывает элемент 32 задержки на один импульс, затем от второго импульса срабатывает элемент 34 с заданной длительностью выходного сигнала, котсрый выдает импульс длительностью 0,50,6 с, которого достаточно для

40 отключения вводного выключателя и включения секционного выключателя.

Этот импульс поступает на конечные схемы И 28 и 29, чем формирует на выходе схемы И 29 импульс той же

45 длительности, котоРый подается на исполнительные органы 37 и 38. С инвертора 35 поступает иннертируемый

"импульс той же длительности на схемы И-НЕ 19 и 20 и запрещает про50 хождение импульсов, т.е. происходит .блокировка от,срабатывания отключения неповрежденного ввода при росте угла между векторами ЭДС U и больше чем 90 . При переключении переключателей 8 31 и 8 33 элемент

32 задержки на один импульс отключается, а импульсы с выхода схемы

И-HE 30 поступают непосредственно на вход элемента 34 с заданной длительностью выходного импульса, который

60 срабатывает от первого импульса, чем уменьшается помехоустойчивость устройства, но увеличинается быстродейстние.

При коротком замыкании на секции, например н точке К-1, ток резко

1065960 ис, возрастает до величины гораздо большей, чем величина максимального тока до короткого замыкания, т.е. будет больше порога срабатывания формирователей 11 и 12 импульсов тока. Формирователь 12 импульсов тока выдает сигнал с уровнем логического нуля.

На выходе схемы И 13 появляется сигнал с уровнем логического нуля, который дает запрет для прохождения импульсов через схемы И-НЕ 7 и 8, чем блокирует от срабатывания все устройство. Секционный выключатель остается выключенным. Возврат устройства в исходное состояние происходит после восстановления нормального электроснабжения секции и окончания выходного импульса. При отсутствии обоих напряжений пусковое устройство не работает. Устройство не. реагирует на общесистемное снижение частоты.

Изобретение позволяет повысить быстродействие и надежность автоВНИИПИ Заказ 11053/55

Тираж 619 Подписное

Филиал IIIIIT "Патент", r.Óæãoðoä,óë. Проектная,4 матического ввода резерва потребителей, содержащее синхронные двигатели. Время срабатывания устройства с выведенным от работы блокбм задержки на один импульс

5 равно 0,001 с и определяется длительностью одного импульса напряжения. При введенном в работу блоке задержки на один импульс время срабатывания соответственно увеличится на длительность одного периода и будет равно 0,021 с. Повышение надежности работы устройства обусловливается тем, что оно не срабатывает и при коротком замыкании на одной из секциЯ, и при сдвиге фаз контролируемых напряжений меньше допустимого. Кроме того, устройство при введенном в работу блоке задержки на один импульс обладает повышенной помехоустойчивостью к воздействию сильных электромагнитных импульсов. Устройство выполнено на логических микросхемах, обладает небольшими габаритами.