Пусковой орган автоматики ввода резервного питания

 

Изобретение относится к противоаварийной автоматике энергосистем и предназначено для потребителей с двигательной нагрузкой. Цель - повышение надежности функционирования. При отказе основного источника напряжение поддерживается за счет выбега двигателя. Из-за разности частот на шинах питания и шинах резервного питания импульсные последовательности с выходов формирователей 7 смещаются. Факт совпадения переднего фронта основных импульсов фиксируется, снимая с установочных входов счетчиков 21, 22, 23. При совпадении основных импульсов большей частоты с вспомогательными импульсами меньшей частоты число совпадений определяется первым счетчиком 21. При совпадении основных импульсов большей частоты с основными , импульсами меньшей частоты число совпадений определяется вторым счетчиком 22. В счетчике 23 определяется число совпадений переднего фронта вспомогательных импульсов большей частоты с основными импульсами мень- / шей частоты. При возрастании чисел, записанных соответственно в первом, втором и третьем счетчиках, появятся сигналы на выходах Больше схем сравнения 4 и 5. При одинаковых числах, записанных в счетчиках, пуск автоматического включения резерва не произойдет . 2 ил. с 00 D1 4 00 0 05

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕС(1УБЛИН (19) (И) (51> Н 02 J 9/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3908775/24-07 (22) 11.06.85 (46) 23.11.87. Бюл. Р 43 (72) Н.И.Григоров, Б.Т.Кононов, С.Т.Поздняков, В.И.Терентьев, В.Б.Толубко и А.Е.Церковный (53) 621.316.925 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 493858, кл. Н 02 J 9/06, 1973.

Авторское свидетельство СССР ((- 930494, кл. Н 02 J 9/06, 1980. (54) ПУСКОВОЙ ОРГАН АВТОИАТИКИ ВВОДА

РЕЗЕРВНОГО ПИТАНИЯ (57) Изобретение относится к противоаварийной автоматике энергосистем и предназначено для потребителей с двигательной нагрузкой. Цель — повышение надежности функционирования.

При отказе основного источника напряжение поддерживается за счет выбега двигателя. Из-за разности частот на шинах питания и шчнах резервного питания импульсные последовательности с выходов формирователей 7 смещаются, Факт совпадения переднего фронта основных импульсов фиксирует"я, снимая с установочных входов счетчиков 21, 22, 23. При совпадении основных импульсов большей частоты с вспомогательными импульсами меньшей частоты число совпадений определяется первым счетчиком 21. При совпадении основных импульсов большей частоты с основными.импульсами меньшей частоты число совпадений определяется вторым счетчиком 22. В счетчике 23 определяется число совпадений переднего фронта вспомогательных импульсов большей частоты с основными импульсами меньЛ шей частоты. При возрастании чисел, записанных соответственно в первом, втором и третьем счетчиках, появятся сигналы на выходах "Больше" схем сравнения 4 и 5. При одинаковых числах, записанных в счетчиках, пуск автома- Д тического включения резерва не произойдет. 2 ил.

1354336

Изобретение относится к противоаварийной автоматике энергосистем и предназначено для потребителей с двигательной нагрузкой.

Цель изобретения — повышение надежности функционирования.

На фиг.1 приведена структурная схема предлагаемого пускового органа,: на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие его принцип действия.

Пусковой орган (фиг.1) содержит фазочувствительный блок 1, блок 2 сбрасывающих импульсов, логический блок 3, схемы 4 и 5 сравнения, ис1Б полнительный орган 6.

В состав фазочувствительного блока 2 входят формирователи 7 и 7 ос/ новных импульсов, формирователи 8 и !

8, вспомогательных импульсов, первая

9, втбрая 10 и третья 11 схемы И. В состав блока 2 сбрасывающих импульсов входит схема ИЛИ 12 и генератор 13 импульсов. В состав логического блока 3 входит схема ИЛИ 14, триггер 15, счетный триггер 16, генератор 17 импульсов, первая 18, вторая 19 и третья 20 схемы И, первый 21, второй 22 и третий 23 счетчики. В состав исполнительного органа 6 входит одно 30 вибратор 24 и схема И 25.

Напряжение основного источника

U, подается в фазочувствительный блок

1 на вход формирователя 7 основных импульсов. Напряжение резервного источника U подается в фазочувствитель2 ! ный блок 1 .на вход формирователя 7

ОсноВных импульсов. Напряжения U u

UI на выходах формирователей 7 и 7

ОснОВных импульсов имеют Вид импуль 4д сных последовательностей прямоугольной формы, жестко привязанных к нулевой фазе соответствующих синусоидальных напряжений U u U . Длительность импульсов на выходе формирова- 45 ! телей 7 и 7 постояна и одинакова ! (фиг.2). Формирователи 8 и 8 вспомогательных импульсов подключены соответственно к выходам формирователей

7 и 7 . Формирователи.8 и 8 запуска- бб ются по заднему фронту основных импульсов. Импульсные последовательности U и У на выходе формирователей

8 и 8 также имеют форму прямоугольных импулцсов постояннои длительности, причем длительность импульсов ! на выходе формирователей 8 и 8 равна длительности импульсов на выходе формирователей 7 и 7 . Первые входы первой 9 и второй 10 схем И подключены соответственно к выходам формирователей 8 и 8 вспомогательных импульсов, а вторые входы этих схем И подключены перекрестно к выходам ! формирователей 7 и 7 основных импульсов. Входы третьей схемы И 11 подключены к выходам формирователей

7 и 7 основных импульсов.

Выходы первой 9, второй 10 и третьей 11 схем И подключены к входам схемы ИЛИ 12 блока 2 сбрасывающих. импульсов, а выход этой схемы подключен к входу генератора 13 импульсов.

Выходы первой 9 и второй 10 схем И подключены к входам схемы ИЛИ 14 логического блока 3.

Выход схемы ИЛИ 14 подключен к записывающему единицу входу триггера

15, записывающий нуль вход триггера

15 подключен к выходу третьей схемы, И 11 фазочувствительного блока. Вход счетного триггера 16 подключен к единичному выходу триггера 15. Первый выход счетного триггера 16 подключен к первому входу первой схемы И 18 логического блока 3. Второй выход счетного триггера 16 подключен к первому входу третьей схемы И 20 логического блока 3. Первый вход второй

19 схемы И логического блока 3 подключен к выходу схемы И третьей 11 фазочувствительного блока 1. Вторые входы первой 18, второй 19 и третьей

20 схем И подключены к выходу генератора !7 импульсов логического блока

3. Третьи входы первой 18 и третьей

20 схем Vi подключены к выходу схемы

ИЛИ 14. Выходы первой 18, второй 19 и третьей 20 схем И подключены соответственно к входам первого 2.1, второго 22 и третьего 23 счетчиков, установочные входы которых подключены через одновибратор 24 к выходу генератора 13 импульсов блока 2 сбрасывающих импульсов. Выход первого счетчика 21 подключен к входу "Больше" схемы 4 сравнения. Выход второго счетчика 22 подключен к входу "Меньше" схемы 4 сравнения и к входу "Больше" схемы 5 сравнения. Выход третьего счетчика 23 подключен к входу "Меньше" схемы 5 сравнения. Выходы "Больше" схем 4 и 5 сравнения подключены к первому и второму входам схемы И

25 исполнительного органа 6, а третий вход этой схемы И подключен к выходу генер тора 13 импульсов блока з 1354336 4 г

Т„-Т

<, (2) 1 1 — — f -f f з т

t = NT 2.

3 (3) Если основной источник питания отключен, то за время с< частота f, уменьшается, а частота скольжения f.

5 возрастает. Поэтому число совпадений основных импульсов большей частоты с основными импульсами меньшей часто ты будет меньше, чем число совпадений основных импульсов большей частоты с вспомогательными импульсами меньшей частоты. Если при совпадениях импульсов большей частоты с вспомогательны2 сбрасывающих импульсов. Выходом исполнительного органа 6 является выход схемы И 25.

Рассмотрим работы предлагаемого пускового органа автоматики ввода резервного питания.

Индексы напряжений на фиг.2 соотвествуют номерам блоков cxeMbI пускового органа автоматики ввода резерв- 10 ного питания. Временные диаграммы (фиг.2) приведены для случаев: а— совпадения основных импульсов большей частоты с вспомогательными импульсами меньшей частоты, б — совпадения основных импульсов большей частоты с основными импульсами меньшей частоты, в — совпадения вспомогательных импульсов большей частоты с основными импульсами меньшей частоты и последующего расхождения импульсных последовательностей. Для определенности принято, что частота f напряжения резервного источника больше частоты f, напряжения U, основного 2ü источника. Рассмотрим ситуацию, при которой основной источник питания отказал и напряжение U поддерживается за счет выбега двигателей. Час= тота f этого напряжения начинает 30 падать. B связи с тем, что частоты

f < и f неодинаковы, импульсные последовательности с выходов формирователей 7, 7 и 8, 8 с течением времени смещаются относительно друг друга, При этом импульсы большей частоты (Е ) своим передним фронтом надвигаются "шаг за шагом" на импульсы меньшей частоты (f, ) со стороны их заднего фронта, а расстояние между 40 передними фронтами импульсов А<, А, А„..., А„, А„, с каждым "шагом", отнесенным к периоду Т„ меньшей частоты уменьшается на величину T <-Т, где T — период большей частоты. Сна- 45 чала имеет место совпадение переднего фронта основных импульсов, следующих с частотой f, с задним фронтом вспомогательных импульсов, следующих с частотой f<. Этот факт фиксируется первой схемой И 9, сигнал U< с выхода которой через схему ИЛИ 12 поступает на вход генератора 13 импульсов блока 2 сбрасывающих импульсов и запирает его. Генератор 13 импульсов переходит в режим молчания,.снимая тем самым сигналы с установочных входов первого 21, второго 22 и третьего 23 счетчика. Сигнал U>, кроме того, через схемы ИЛИ 14 логического блока 3 поступает на записывающий единицу вход триггера 15, перебрасывая в единичное состояние триггер 15.

Переход в единичное состояние последнего и появление на его выходе сигнала U< обеспечивает перевод в единичное состояние счетного триггера 16.

После первого совпадения основные импульсы большей частоты начинают "шагать" по вспомогательным импульсам меньшей частоты. Число "шагов" N которое потребуется сделать переднему фронту импульсов большей частоты, чтобы пройти путь ь,. равный длительности вспомогательного импульса меньшей частоты, определяется следующим образом:

Выражение (1) получено исходя из того, что ширина одного "шага" равна разности периодов. Переходя в (I) от периодов к частотам и вводя обозначение частоты скольжения Г<=Е -f,, получим

Оценку величины разности частот f —, -f или оценку величины частоты скольжения можно провести путем под-, счета числа шагов. При этом очевидно, что чем меньше частота скольжения

Е, тем больше число "шагов" N, Время с<, в течение которого основные импульсы большей частоты шагают по вспомогательным импульсам меньшей частоты, равно произведению числа шагов N на длительность периода Т, т.е. равно

1354336 ми импульсами меньшей частоты число совпадений определяется первым счет. чиком 21, так как открыта первая схема И 18 логического блока 3, то при совпадениях основных импульсов большей частоты с основными импульсами меньшей частоты число совпадений определяется вторым счетчиком 22. После первого совпадения основных импуль- сов большей частоты с основными импульсами меньшей частоты исчезает сигнал U с выхода первой схемы И 9 фазочувствительного блока 1 и появляется сигнал П« на выходе третьей 15 схемы И 11 фаэочувствительного блока I. Сигнал U<, поступает на вход второй схемы И 19 и на записывающий нуль вход триггера 15, переводя триг-. гер 15 в нулевое положение. Счетный триггер 16 остается при этом в прежнем состоянии, когда имеется единичный сигнал на его первом выходе.

Запись в первом счетчике 21 прекращается, так как исчезает сигнал U 25 с выхода схемы ИЛИ 14 логического блока 3. Для повышения точности подсчет числа совпадений производится в моменты времени, когда есть сигнал

U с выхода генератора импульсов <р логического блока 3. Тем самым число

N<, записанное в счетчике, будет больше числа совпадений N во столько раз, во сколько раз частота 1< следования импульсов с выхода генератора импульсов 17 больше частоты fz.

После совпадений основных импульсов большей частоты с основными импульсами меньшей частоты начинаются совпадения вспомогательных импульсов 4р большей частоты с основными импульсами меньшей частоты, При первом таком совпадении появляется сигнал U навыходе второй схемы И 10 фазочувствительного блока и исчезает сигнал

U« на выходе третьей схемы И 11 фазочувствительного блока. Исчезновение сигнала U« приводит к прекращению записи числа совпадений во втором счетчике 22, а появление сигнала

U<, вызывает через схемы ИЛИ 14 переброс в единичное состояние триггера 15 и появление Hà его выходе сигнала U< . Сигнал U<> вызывает переход счетного триггера 16 в состояние. 55 при котором на его первом выходе сигнал исчезает и появляется сигнал на втором выходе. Переход счетного триггера 16 в 1<овое состояние обеспечивает включение через третью схему И

20 логического блока третьего счетчика 23. В последнем определяется число совпадений переднего фронта вспомогательных импульсов большей частоты с основными импульсами меньшей частоты.

Так как частота f, продолжает падать, число, записанное в третьем счетчике 23 меньше числа, записанного во втором счетчике. В случае, если приемники электрической энергии были запитаны от источника напряжения U,,а источник напряжения U< является резервным, вначале запускается вторая схема И 10 фазочувствительного блока, затем третья 11 и наконец первая 9. Однако порядок работы счетчиков не изменяется и вначале запускается первый 21, затем второй 22 и наконец третий 23 счетчики. Если число, записанное в первом счетчике, больше числа, записанного во втором счетчике, а оно в свою очередь больше числа, записанного в третьем счетчике, появляются сигналы на выходе

"Больше" схем 4 и 5 сравнения.

После расхождения вспомогательных импульсов большей частоты с основными импульсами меньшей частоты исчезает сигнал U << с выхода схемы ИЛИ

12 блока 2. Сбрасывающим импульсом, запускается генератор 13 импульсов, появление сигнала U, с выхода которого обеспечивает при наличии сигналов U,,U срабатывание схемы И 25 исполнительного органа 6 и формирование тем самым сигнала на запуск

ABP. Период Т<> следования импульсов генератора 13 импульсов выбирается с таким расчетом, чтобы во всем возможном диапазоне частот скольжения он был больше периода следования импульсов с выхода схемы ИЛИ 12. Сигнал 13, задержанный в одновибраторе

24, подается на установочные входы первого 21, второго 22 и третьего

23 счетчиков, сбрасывая на нуль их показания. Задержка в одновибраторе сброса показаний счетчиков необходима для обеспечения надежного срабатывания схемы И 25 исполнительного органа 6.

В случае, когда основной источник исправен, частота напряжения U< остается практически постоянной, остается практически постоянной и частота скольжения f, а значит, и одина1354336 ковыми числа, записанные в первом

21, втором 22 и третьем 23 счетчиках

В этом случае команда на пуск автоматического включения резерва (АВР) не пройдет. Факт снижения частоты основного источника питания можно зафиксировать и одной схемой сравнения. Однако для блокировки от ложных пусков ABP при колебаниях частоты

f< основного источника питания, имеющих место при пуске мощных приемников электроэнергии, предусмотрено двойное сравнение частот путем сравнения чисел, записанных в счетчиках

21 и 22, и чисел, записанных в счетчиках 22 и 23. Двухкратное сравнение частот спустя определенные промежутки времени позволяет установить характер измерения частоты основного источника питания и принять обоснованное решение о необходимости пуска ABP.

Формула изобретения

Пусковой орган автоматики ввода резервного питания, содержащий фазочувствительный блок, схему сравнения и исполнительный орган,о т л и ч а юшийся тем,что,с целью повышения надежности функционирования, в него введены блок сбрасывающих импульсов, логический блок и схема сравнения, а в состав фазочувствительного блока введены два формирователя основных импульсов, два формирователя вспомогательных импульсов и три схемы И, входы формирователей основных импульсов подключены соответственно на напряжение основного и резервного источников питания, выходы формирователей основных импульсов подключены к входам формирователей вспомогательных импульсов, выходы формирователей вспомогательных импульсов подключены соответственно к первым входам первой и второй схем И фазочувствительного блока, вторые входы которых подключены перекрестно к выходам формирователей основных импульсов, входы третьей схемы И фазочувствительного блока подключены к выходам формирователей основных импульсов, выход первой, второй и третьей схем

И фазочувствительного блока подключены к входам блока сбрасывающнх импульсов, содержащего последовательно 5 включенные схемы ИЛИ и генератор импульсов, логический блок состоит из последовательно включенных триггера и счетного триггера, генератора импульсов, трех схем И и трех счетчиков, причем записывающий единицу вход триггера подключен к выходу схемы

ИЛИ логического блока, записывающий нуль вход триггера подключен к вьжоду второй схемы И фазочувствительного блока, первый выход счетного триггера подключен к одному из входов первой схемы И логического блока, второй выход счетного триггера подключен к одному из входов второй схемы И логического блока, вторые входы первой, второй и третьей схемы И логического блока подключены к выходу генератора импульсов логического блока, а другой вход третьей схемы И

25 логического блока подключен к выходу второй схемы И фазочувствительного блока, третьи входы первой и третьей схем И логического блока подключены к выходу схем ИЛИ этого блока, а .выходы первой, второй и третьей схем

И логического блока подключены соответственно к входам первого, второго и третьего счетчика, выход первого счетчика подключен к входу "Больше" первой схемы сравнения, выход второ35 го счетчика подключен к входу Меньп ше" первой схемы сравнения и к входу "Больше" второй схемы сравнения, выход третьего счетчика подключен к входу "Меньше" второй схемы сравнения, выходы "Больше" первой и второй схем сравнения подключены к первым двум входам схемы И исполнительного органа, в состав которого кро45 ме того входит одновибратор, вход которого подключен к выходу генератора импульсов блока сбрасывающих импульсов, а выход подключен к установочным входам первого, второго и третьего счетчиков, третий вход схемы И исполнительного органа подключен к выходу генератора импульсов блока сбрасывающих импульсов, выход этой схемы И является выходом исполнительного органа.

135433б

Составитель Г.Дамская

Техред А.Кравчук

Редактор Е.Папп

Корректор И.Муска

Заказ 5708/51 Тираж б18 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. А/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4