Устройство для автоматического включения резервного питания потребителей с двигательной нагрузкой

 

(!9) (!!) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 02 J 9/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

q:(v Ej j k !, 4

6д

0

ЬЭ (Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4760988/07 (22) 21.11.89 (46) 30.05.92. Бюл. ЬЬ 20 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно- конструкторский и технологический институт релестроения (72) Э,К. Федоров (53) 621.316.925(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 493858, кл. Н 02 J 9/06, 1972.

Авторское свидетельство СССР Ф 1585863, кл. К 02 J 9/06, 1988. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ВКЛЮЧЕНИЯ РЕЗЕРВНОГО ПИТАНИЯ

ПОТРЕБИТЕЛЕЙ С ДВИГАТЕЛЬНОЙ НАГРУЗКОЙ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в уст !ойствах

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам автоматического включения резервного (ABP) питания синхронных двигателей, Цель изобретения — повышение селективности и быстродействия устройства.

Сущность изобретения заключается в введении фазоповоротных блоков и блока выявления первоочередности срабатывания, в результате чего обеспечивается селективное и быстрое отключение основного ввода при исчезновении напряжения питания .основного источника и последующее включение резервного питания.

На фиг.1 приведена блок-схема устройства; на фиг.2 — пример реализации блока

20; на фиг.За,б — векторные диаграммы его работы. противоаварийной автоматики, в частности . при автоматическом включении резервного питания синхронных двигателей. Цель изобретения — повышение селективности и быстродействия, Устройство состоит из секций шин основного и резервного источников пи-. тания, между которыми включен секционный выключатель. Устройство имеет два блока сравнения фаз напряжений на секциях шин, к выходам которых подсоединен блок первоочередности срабатывания. Последний при потере питания управляет включением секционного выключателя и выключением одного из вводных выключателей. Селекция секций шин, потерявших питание, производится по определению момента перехода синхронных двигателей в генераторный режим работы. 3 ил., 1 табл.

Устройство для автоматического включения резервного питания потребителей с двигательной нагрузкой содержит измерительные трансформаторы 1,2 тока основного и резервного вводов, выключатели 3,4 основного и. резервного вводов, секционный выключатель 5, измерительные трансформаторы.6,7 напряжения первой и второй секций шин, первый 8 и второй 9 промежуточные трансформаторы тока, первый 10 и второй 11 промежуточные трансформаторы напряжения:с прямыми и инверсными выходами, фазоповоротные RC-блоки 12,13, первый 14 и второй 15 сумматоры с тремя входами, первый 16 и второй 17 усилители, первый 18 и второй 19 блоки сравнения фаз, блок 20 выявления первоочередности срабатывания, первый 21 и второй 22 блоки управления, предназначенные для отключе1737625 К2

01.р .6р — 02, 1 (2) 10

Е1= K1U1- К202+ КзИ

Ег= К40г

ЕЗ = К401

E4 = K1U2 K2U1+ КЗ)г т

- — 02, К1 ния выключателей основного и резервного вводов и включения секционного выключателя, первая 23 и вторая 24 секции шин.

Выключатели 3 и 4 нормально включены, 5 — отключен.

Блоки 10 и 11 включены на одноименные линейные напряжения фаз первой и . второй секций шин (например, Одв), а блоки

8 и 9 — на ток фазы (-) в) основного и резервного вводов. Блоки 14,12,16,18 образуют измерительный фазочувствительный орган первого канала ИФ01, а блоки 15,13,17,19— измерительный фазочувствительный орган второго канала ИФ02, которые идентичны один другому.

На выходах блоков 14,16,15,17 формируются соответственно напряжения Е1, Е2, Е3, Е4, каждое из которых является линейной функцией входных токов и напряжений: где К1, Кг, Кз — действительные коэффициенты пропорциональности при напряжениях и токе, зависящих от входных активных сопротивлений в сумматорах 14 и 15;

К4- комплексный коэффициент пропорциональности при напряжении, обеспечивающий внутренний фазовый сдвиг при формировании напряжений Е2 и Е4 на угол

)В= ЗО за счет фазоповоротной дифференцирующей RC-цепочки в блоках 12 и 13;

О1 — напряжение первой секции (например, Одщ);

U2 — напряжение второй секции (например, Одв)();

l1 — ток первого ввода (например, -Iai);

I2 — ток второго ввода (например, -!в))).

Блок 18 сравнивает по фазе напряжения Е1 и Е2, а блок 19 — ЕЗ и Е4. Указанные блоки срабатывают, если угол расхождения сравниваемых величин у больше заданного, например, g1.

B нормальном режиме активной нагрузки при наличии симметричных напряжений основного и резервного источников номинальной величины ток -IB опережает напряжение 0дв на угол 30, Поскольку фазовый сдвиг в цепи тока компенсируется фазовым. сдвигом в цепи напряжения (в блоках 12 или

13), то измерительный фазочувствительный орган реагирует на изменение направления активной мощности с углом максимальной чувствительности, равным 180О, и определенным током срабатывания.

При отсутствии тока и наличии совпадающих по фазе напряжений U1 и 02 измерительный фазочувствительный орган выполняет функции реле минимального на5 пряжения с условием срабатывания для действующих значений напряжений где - — соотношение коэффициентов из (1), Кг

1 которое может регулироваться в диапазоне от 0,2 до 0,8 изменением величины активных сопротивлений в блоках 14 и 15.

Если 0г = 0)4 = 100 В, то напряжение срабатывания 01ср может регулироваться от

20 до 80 В.

При потере питания первой секции шин (т,е. при l1 = О) синхронные двигатели, подключенные к этой секции, переходят в генераторный режим и поддерживают на секции затухающее напряжение уменьшающейся

25 частоты. При этом напряжение 01 начинает отставать по фазе относительно 02, что приводит к отставанию вектора Е1 относительно Е2, сравниваемых по фазе в первом ИФО (фиг.За). Угол у 1 расхождения величин Е1 и

30 Е2 равен

g1-д 41+ д1+а1, (3) где д н1- 30 — начальный угол расхождения величин Е2 и U2, обусловленный внутренним сдвигом в ИФО (т,е. в блоке 12); ()1 — угол отставания напряжения U1 относительно напряжения U2; а1 — угол дополнительного сдвига, обус40 ловленный влиянием вектора

На грани срабатывания первого ИФО у 1 = 90О, а д 1 + а 1 - 60О. Поскольку при

U1= 02=100 В

60 аггр-эгоэ!о(— „— )-эгсэ14((Я0 0866), Кг 1 3 U1.

К1 то д гор 60- эгоэ!п(т0ГО 0 866), грэд, (4)

U1.

K2 . где 0у1 - - 100 — уставка по напряжению

К1 срабатывания первого ИФО, регулируемая в диапазоне 20-80 В.

1737625

20

30 — — 02

К2

К1 то блоков управления;

Значения углов а1ср и д 1ср в зависимости отуставки первого ИФО по напряжению срабатывания приведены в таблице.

При потере питания первой секции шин первый ИФО срабатывает раньше, чем второй ИФО, а блок 20 обеспечивает работу по первому выходу, когда через блок 21 обеспечивается отключение выключателя 3 и последующее включение выключателя 5 от блок-контактов "Включено" выключателя 3.

Включение выключателя 5 возможно также с контролем от блока контроля синфазности

БКС(при его наличии), что исключает противофазное включение синхронных двигателей в случае замедленного отключения выключателя 3.

При потере питания второй секции шин напряжение 02 начинает отставать по фазе относительно.U>, что приводит к отставанию вектора Е4 относительно Е 3 (фиг.Зб), сравниваемых по фазе во втором ИФО, Угол у 2 расхождения величин Е4 и Е,З равен y2 = %2 + д 2 + а 2 (5), где д н2 = 30 начальный угол расхождения величин ЕЗ и

U<, обусловленный внутренним сдвигом в

ИФО (т.е. в блоке 13): д2 — угол отставания напряжения U2 относительно напряжения 01; а2 — угол дополнительного сдвига, обусловленный влиянием вектора

На грани срабатывания второго ИФО

y2 = 90О, а д2+ а2 = 60О. Поскольку при

01 = 02 = 100 В а 2cp = arcs in(— - . 0,866 ), U

100 д 2ср = 60 - arcsln(— "- . 0,866 ), град (6)

U2

100 где 0у2 = — 100 — уставка по напряжению

К2 .

К1 срабатывания второго ИФО, регулируемая в диапазоне 20 — 80 В. значения углов а 2 р и д 2ср в зависимости отуставки второго ИФО по напряжению срабатывания приведены в таблице.

При потере питания второй секции шин второй ИФО срабатывает раньше, чем первый ИФО, а блок 20 обеспечивает работу по второму выходу, когда через блок 22 обес35

50 печивается отключение выключателя 4 и последующее включение выключателя 5 аналогично описанному выше.

Формула изобретения

Устройство для автоматического включения резервного питания потребителей с двигательной нагрузкой, содержащее первый и второй промежуточные трансформаторы напряжения с прямым и инверсным выходами, входы которых подключены к выходам измерительных трансформаторов напряжения секций шин соответственно основного и резервного источников, секционный выключатель, включенный между секциями, первый и второй промежуточные трансформаторы тока, подключенные соответственно к трансформаторам тока основного и резервного вводов, первый и второй сумматоры с тремя входами, первые входы которых подключены соответственно к прямым выходам первого и второго промежуточных трансформаторов напряжения, вторые входы — к выходам первого и второго промежуточных трансформаторов тока, третьи входы — к инверсным выходам второго и первого промежуточных трансформаторов напряжения, первый и второй усилители, первь и блок сравнения фаз, входы которого подключены к выходам первых сумматора и усилителя, второй блок сравнения фаз, входы которого подключены к выходам вторых сумматора и усилителя, первый и второй блоки управления отключением выключателей основного и резервного соответственно вводов и включением сек-. ционного выключателя, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения селективности и быстродействия, введены первый и второй фазоповоротные дифференцирующие RC-блоки, блок выявления первоочередности срабатывания с двумя входами и двумя выходами, причем входы первого и второго фазоповоротных блоков подключены к прямым выходам соответственно второго и первого промежуточных трансформаторов напряжения, а выходы этих блоков подключены к входам первого и второго усилителей, первый и второй входы блока выявления первоочередности срабатывания подключены к выходам первого и второго блоков сравнения фаз, а первый и второй выходы блока выявления первоочередности срабатывания подключены к входам первого и второго

1737625

50

60

9,97

50;03

1S,1

44.9

25,7

34,3

31,6

28,7

37,3

22,7

43,9

16,1

Я е сг

Составитель Э.Федоров

Редактор А.Маковская Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор M.Äåì÷èê

Заказ 1901 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101