Устройство для автоматического включения резервного питания потребителей для двух секций шин с двигательной нагрузкой

 

Использование: в устройствах автоматического включения резервного питания (АВР) потребителей для подстанций и двигательной нагрузкой, Сущность изобретения: устройство снабжено вторым блоком .контроля угла между векторами одноименных напряжений первой и второй секций шин и двумя элементами и с двумя входами, причем первые входы первого и второго элементов И подключены соответственно к первому и второму выходам первого блока контроля угла, вторые входы первого и второго элементов И подключены к выходу второго блока контроля угла, выход первого элемента И предназначен для отключения и гашения поля синхронных двигателей, подключенных к первой секции шик, а выход второго элемента И предназначен для отключения и гашения синхронных двигателей , подключенных к второй секции шин. Такое включение позволяет исключить противофазное включение синхронных двигателей в схеме с повышенным быстродействием. 2 ил.

tsi>s Н 02 J 9/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5023904/07 (22) 27,01.92 (46) 07.09.93, бюл. М 33 — 36. (76) Федоров Э,К. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ВКЛЮЧЕНИЯ РЕЗЕРВНОГО ПИТАНИЯ

ПОТРЕ бИТЕЛ ЕЙ ДЛЯ ДВУХ СЕКЦИЙ ШИН

С ДВИГАТЕЛЬНОЙ НАГРУЗКОЙ (57) Использование: в устройствах автоматического включения резервного питания (ABP) потребителей для подстанций и двигательной нагрузкой, Сущность изобретения: устройство снабжено вторым блоком контроля угла между векторами одноименных напряжений первой и второй секций шин и двумя элементами и с двумя входами, Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам автоматического включения резервного питания (ABP) потребителей с синхронными двигателями.

Известны устройства для АВР, выполненные на основе реле частоты.

Эти устройства имеют ограниченное быстродействие. так как частота напряжения на секции шин, потерявшей питание при выбеге синхронных двигателей, изменяется сравнительно медленно. Поэтому такие устройства действуют не только на отключение выключателя ввода, но и на отключение соответствующих выключателей двигателей, которые по тем или иным причинам не участвуют в самозапуске, а на гашение поля синхронных двигателей, подлежащих самозапуску. Однако указанное приводит к нарушению технологического процесса и к значительному ущербу у потребителей.

RU „„2000639 < .: причем первые входы первого и второго элементов И подключены соответственно к первому и второму выходам первого блока контроля угла. вторые входы первого и второго элементов И подключены к выходу второго блока контроля угла, выход первого элемента И предназначен для отключения и гашения поля синхронных двигателей, подключенных к первой секции шин, а выход второго элемента И предназначен для отключения и гашения синхронных двигателей, подключенных к второй секции шин.

Такое включение позволяет исключить противофазное включение синхронных двигателей в схеме с повышенным быстродействием. 2 ил.

Известны устройства для АВР, выполненные с использованием блока контроля угла между векторами напряжений рабочего и резервного источников пита«ия.

Эти устройства имеют повышенное быстродействие. Однако они не могу< Ot.««3лять знак скольжения и. следовательно, селективно отключать соответствующий питающий ввод, что может приводить к потер» питания обеих секций шин.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению и принятым зэ г< <»« тип является устройст ео для S .1< f потребителей для двух секций шин с д««гательной нэ< рузкой, содержащее блок <;о«троля угла между векторами од«о« <с««ых напряжений первой и второй с<..кций iIi<1<< с контролем знака скольжения (в его логической части) и двумя выходами, «ер<. ый вы«ол которого предназначен для отклл че«и«вь<ключэтеля первого ввода и вклк<чения сек

2000639

10

45

55 ционного выключателя, а второй выход— дпя отключения выключателя второго авода и включения секционного выключателя. Эти устройства имеют повышенное быстродействие и могут селективно выявлять знак относительного скольжения между векторами напряжений рабочего и резервного источников питания, что исключает воэможность потери питания обеих секций шин.

Однако при значительном относительном скольжении между векторами напряжений рабочего и резервного источников питания, а также в случае замедленного включения секционного выключателя (например. из-за его ограниченного быстродействия или примерзания привода) возможно противофаэное включение синхронного двигателя на резервное питание.

Так как при этом могут протекать большие пусковые токи, то под действием релейной защиты возможны ложное отключение резервного ввода и полное обесточивание обеих секций шин. Кроме того. режим противофазного включения возбужденных двигателей опасен для самих синхронных двигателей, так как может вызвать их разрушение.

Цель изобретения — исключение противофаэного включения синхронных двигателей при высоком быстродействии .устройства.

Это достигается тем, что устройство для автоматического включения резервного питания потребителей для двух секций шин с двигательной нагруэко1, содержащее первый блок контроля угла между векторами одноименных напряжений первый и второй секции шин с, контролем знака скольжения и двумя выходами, первый выход которого предназначен для отключения выключателя первого ввода и включения секционного выключателя, а второй выход — дпя отключения выключателя второго ввода и включения секционного выключателя, дополнительно содержит второй блок контроля угла между векторами одноименных напряжений первой и второй секций шин и два элемента И с двумя входами, причем первые входы первого и второго элементов И подключены соответственно к первому и второму выходам первого блока контроля угла, вторые входы первого и второго элементов И подключены к выходу второго блока контроля угла, выход первого элемента И предназначен дпя отключения и гашения поля синхронных двигателей, подключенных к первой секции шин, а выход второго элемента И предназначен для отключения и гашения поля синхронных двигателей, подключенных к второй секции шин.

Сущность предложения заключается в том, что при введении второго блока контроля угла между векторами одноименных напряжений первой и второй секций шин и двумя элементами И с двумя входами, соединенных определенным образом, исключается противофаэное включение синхронных двигателей в схеме с повышенным быстродействием.

Блок-схема предлагаемого устройства приведена на фиг.1; характеристики срабатывания — на фиг.2, где 1 — источник питания на высокой стороне питающего напряжения, 2 и 3 — первый и второй рабочие трансформаторы напряжения, 4 и 5 выключатели первого и второго вводов, 6— секционный выключатель, 7 и 8 — первая и вторая секции шин, 9 и 10 — первый и второй измерительные трансформаторы напряжения. 11 — первый блок контроля угла между векторами одноименных напряжений первой и второй секций шин с контролем знака скольжения (в его логической части) и двумя выходами. 12 — второй блок контроля угла между векторами одноименных напряжений первой и второй секций шин, 13 и 14— первый и второй элементы И. 15 — элемент

ИЛИ, 16, 18, 19, 20 — исполнительные блоки, выполненные, например, на основе тиристоров, для отключения соответственно выключателей 4, 5, 21, 22, 17- исполнительный блок, выполненный, например, на основе тиристора, для включения секционного выключателя 6, 21, 22 — блоки выключателей синхронных двигателей, подключенных соответственно к первой 7 и второй 8 секциям шин (содержащие один или несколько выключателей), 23, 24 — блоки синхронных двигателей, подключенные соответственно к первой 7 и второй 8 секциям шин (содержащие один или несколько двигателей), Ui и Оц — одноименные напряжения, пропорциональные напряжением первой 7 и второй 8 секций шин, - á — сигнал, появляющийся на первом выходе первого блока 11 контроля угла, если вектор напряжения Ui отстает по фазе относительно вектора напряжения Оп на заданный угол, + д1 сигнал, появляющийся на втором выходе первого блока 11 контроля угла, если вектор напряжения Ui опережает по фазе вектор Vivat (т.е. если вектор напряжения Оп отстает по фазе относительно вектора напряжения

Ui), 6z — сигнал, появляющийся на выходе второго блока 12 контроля угла. если угол

2000639

10

fс>130 <31 Ul u Ulf больше заданно<О

Г1с;3г<ь<>1 блок 11 контроля угла между векторами о fl><0>I>1pHH>.fx напряжений пер><ой и BIOpol1 секций шин с контролем знака скольжения ll двуг<л выходами подключен входами через блоки 9 и 10 к одноименным напряжениям первой 7 и второй 8 секций

Lfèff, его первый выход подключен через исполнительный блок 16 к выключателю 4 первого ввода, а через элемент ИЛИ 15 и исполнительный блок 17 к секцион><ому выключателю 6, второй выход — через дополнительный блок 18 к выключателю 5 второго ввода, а через элемент ИЛИ 15 и исполнительный блок 17 — к секционному выключателю 6. Второй блок 12 контроля угла между векторами одноименных напряжений первой и второй секций шин подключен входами через блоки 9» 10 к одноименным

Hапрлженилм первÎй 7 и второй 8 секций шин. Первые входы первого 13 и второго 14 элементов И подключены соответственно к первому и второму выходам первого блока

11 контроля угла, вторые входы первого 13 второго 1 1 элементов И подключены к выходу второго блока 12 контролл угла, Выход oepeoro элемента И 13 через исполниTeëû< AD>1 блок 19 подключен к соотвс>ству>ощим в блоке 21 и к соответству>ощим цепям гашения поля в блоке 23 си>IHI, двигателей, нормально подK,I;0÷n»t<.Iülõ к первой секции 7 шин. Выход второгс3 злсгл>3><т» И 14 через исполнитель><ы.< блок 20 подключен к соответству>ощим

I3t>ênlî <отел>3>1 гз блоке 22 и к соотвстству>ot;;L1;.1 ttef3f! ff гашснил полл в блоке 24 синхрон>гь<х двигателей, нормально подкл>о«с«><ых к втоГ3ой< секции 8 шин, В t Î;.>1;3льl

4, 5, 21, 22 Bxnio03!0«е> л б>лок<1 11-20 находятся в нссрабоf,3 :I «<0 1 С, г О л Il>1L1. Г! р11 ЭTО f1 >Iа<3 phжсti и>1 (); <1 Uif 110 "T расходиться на небольшой уггn, vni рый Обь 3 чг>снь< характеристики срабатыва <3.<; 1 и 2 дл:i пер><ого 11 и второго 12 б>лохов ко<гтролл угла. Если расположить

Ве!< >г II 1.1!I совпада<ощим с действительной

1>с„к;, о @f0 < между векторами Ut u UI поло<г:,. i. г с:, вектор UI опережает вектор .3 0< -ii:t:iò!",n"-.ti, cent< век>ар Uf отстает от

Пусть уставка по углу срабаты: » и > >Inn x>3 1 1 д<<» з<3дана pBBHOL1, l«зп ри15

r, 1(I,;, <,<.<аe,;, .,-;,г>;„с; блок» 12 (krp 60"

Г1ри потере питet; ., Iii>1>f (например, ош>16<3« it«1 г><

BI,IxnI0«BTån>3 на высокой с301.> < . го ><апрлжения блока 2) flpoili.х.>д «г ..д нь<й выбег синхрон><ых двиг:Зтсл -ii;3 б!><;i i

23, поэгому напряжение HB сскцг<.1 7 ц<,<» в первый момент времени нс умеl<ьl!lnòüc1l. При этом напряжение Uf начинает медлс><но отставать по фазе относительно напряжения 0>! и при угле ld I д3гр =- -10 обеспечивается срабатывание блока 11 r o первого выходу (- д3 ). Г!ри э<ам через блок

16 обеспечивается отключение выклю«атслл первого ввода 4, а через 633ок>1 15 и 17 проходит сигнал, который обеспсlllBBeT вкл<очсние секционного выключателя (3. При этом возможно одновременное ЛИР (по приведеHHой параллельной сxå>

Логика контроля знака скольж<. .!,LIB п лОги«вской части блока 11 BLlrfor1»e T;б:;e с.;> . ро нных двигателей 23 Llñкл ю < 3е -: г г3л ЕО I блока 11 по второму выходу и ис ni;. <астг « ложное отключение выкл>о <лтелл 5. Если эквивалентная постолннал врсг-<сilli двига с лей 23 при их выбеге достато <><о tleлика, 3 в 3емл отключения г<ыклю«; тслл <1 L1 ьклго<>снил выклю iателл 6 досщато

f<ср, ПpL< ИСПОЛЬ30ва> 3! ., у L!ILI злсгазовых или тиристсрн:„в!, >;><,<3«; >слей), напряже><ие На с< кциli 7 ш, . 6>in<ро

>3oceTBHaf3n> i<;-< рс О,-.л><ОГг3 ПИтаНИя От BTOpeй COVöli.; 8 <:>;>;. 13.; .; это>< блок 12 не успевает ср;36; 3ь ь;; >, (f;ll как при включении резерв> oi 0 llllie! LI« I,;; пряже«ил Uf и 3.3>ч чжс со», : e;!BT пО <",. i.":1 и> нс про>1зводит отключение L1 Г зз.>>>чх:. ни<; clI).

Если эквивалентная г<г>с-, - ;>«; l .., . гьч-tll. дл.<гателсй 23 flpL< их г-,ь>б:;,,«",:;3 мала,,3 врсмл отк l>oчс« .:л «ы .". I::. B

БКЛ>0 <г нил вь<кЛЮ«а enл О дост i г >!! 3 i° . . !.1 ко, то н;<прял<ение Ui нз с»;!1.»<3 ";,. >

13аст 1<азОйт>1с< по >j>û з<3 О !><>сг г< г!>i>

tie!i Г: <».!<. ><31л U ff ><;3 С с к ци,» 8 пр".г;:iцiз,ощий уrол ср; ба< l.,;! ..3 г

Dil0>.r3 1 .. Пр<и Э30м (inel 1 Cp:.!.!, >е"., T.

> <3 К Ь З i "<>1 Pe;<<>I>1e >«3 ni! i!L<, Ь О, Bл n<>3><гг> 1113 иг«. .>0 fr>< 1>а:3, 2000639

>(злы, то он срабатывает и через блок 19 производит отключение и гашение полл соответствующих синхрониь(х дви(зтелей В блоке 23. При этом блок 14 не срабатывает, так как нет сигнала+ ()1 на втором Вь(ходе блока 11. Таким образом, при достаточно высоком быстродействии блоков 19 и 21 к моменту расхождения векторов напряжений Ui u Uii на опасный угол (больший, например, по величине -90О) происходит отключение и гашение поля соответствующих синхронных двигателей в блокe 23, чем исключается их противофазное вкл(очение в возбужденном состоянии. Возврат блоков

12 и 11 в исходное состояние обеспечивается примерно при углах соответственно

-360 + A(p и -360 + д1,(> или В момент времени, соответствующий Вклк Ie«!1>0 резервного питания, когда срзб1ть(вает выключатель 6, а напряжени. Ui u Uii начинают совпадать по фазе.

При потере питания второй секции 8 шин происходит медленный Выбег синхронных двигателей 24. При этом напряжение

Uii нзчинзет медленно отставать пo фазе относительно напряжения Ui. На фиг.2 это эквивалентнс медленному движению Вектора Ф против часовой стрелки, и при угле д д(В=10 обеспечивается срабатывание блока 11 по второму выходу (+ д1). При этом через блок 18 обеспечивается отключение выключателя 5 второго ввода, з через блоки

15„17 — включение секционного Выкл>очателя 6. Логика контроля знака скольжения в логической части блока 11 при этом исключает работу по первому выходу и исключается ложное отключение выключателя 4, Если эквивалентная постоянная времени двигателей 24 при их выбеге gocTBTO очения выключателя 6 достзточно мало, то

НаПряжЕНИЕ На СЕКЦИИ 8 ШИН бмстрО BOCCTBнавпивается подключением резерв(ого питания ог первой секции 7 шин, Г1ри этом блок 12 не успевает сработать t1 не производит отключение и развозбужде(«н. ВI Hõpà«ных двигателей 24, Если эквивалентная постоянная времени двигзтепсй 24 при их выбеге достаточно мала, з время откл>о >ения выклк)чателя 5 и включения Вь(кпю (зтеЛя 6 дОСтатОЧНО ВЕЛИКО, тО Г<аПряжЕНИЕ О(( на секции 8 шин успевает разойтись по фазе относительно напряжениЯИ I >I;3 секции 7 шин на угол, превышающий у(о> гр;>бзтывзния ())rp Г)пока 12 1pl> эf(>(I бл()к 12 ср,<бз

1 E> Bee), 3 чг .1)еэ б(>оки 1 4> и 20 » бес(!(«!,:!;I>;1 ся огкл Очоние и (Owe!Lt пол>( соо(!)етстау>ощих дв>>гзтол)(1 В 0!!0KB 24.

5 При =>том блок 13 не срг)б>01ыв- >;т, 1:)к кзк lie. сигнала - д1 . таким образом, при достаточно Высоком быстродейсгнии 6nnKO(3 20 и 22 к (ломенту рзсхожде>(ия Beкго1>ОВ нзпряже10 ний U(и Uii на опасный у(оп (б>ольший 90О) происходит откл(очение и гашение поля соогаетствующих двигателей B 0(IOKe 24, чем искл>очзется их протиаофззноо Вкп>очение в

Возбужденном состоянии. ВоiBpF)T блоков

12 и 11 в исходное состояние обеспечивается примерно при углах COOT(!e!CTBei и 36>0 — ()ts-p ипи В мок<оt>T ВремеHи, coîTBåòñòBót0щий FIKлюче>((I!0 резерв(<Ого пи Г 3(«1я. когда cpB6;3T(i;:зет Вь(кл>о <атель

6, з напряжения Ui L< Uii нзчи« I>0T совпадать по фазе, ПО сРавнению с извест»(г((л УстРойство не только быстро L ceneKTL;(It!0 Вь>являет потеря вшу>0 питание секци О ll!LIH и п01>Оклю> чает ее на резервное питание, Но TBK>Kå б icTPO и с(.Лективно t)Bi!I!!IIFIBT 0(!,3(;>If, „ Ffttsl расхождения ВВКТороВ KO>>жений секций шин с у !010! знзка их от(>осительного скопьже(«<я и г соответстBL1L1 с этим произаодиг 01кл>очепие (1 гзшеi>Lie (10(!«CO0TBcTCTBy>c>i>Li<> С(<хpO»>I!,Ix даи(зт лей.

Гех»ико-эко><0(1иг<ескз 1 0.1, eKTI1BI(ocf t усTpo!1(,T(!B 06pBB)eTc!I >.-«: (Ог по(3(>ше(<ия нздежнос ги B(3(,KTpoc>!aбж:"»(1Я с >нхронных дви>;! Bëe(I и уменьшеl (1>I О»; I() I()г(>«ескОго ущерба у потребителеlt с дгигзтепь>,OLI i!Bгруэкой.

Формула изоГpeFOHè(I

Устройство для а()то(лз(;> (еского вк(юче>(ия резервного (IL!(1>3 пот рсбитеп(-.й

ДЛЯ,((ВУ K СЕКI1LI(f !ВИ>< С Д !Iil ВTOЛ » iOЙ Н"! ГP гэ— к()(1. copenжащее nepBI, и блок Kc»I грпля угла

Л,-, МЕгкду ВвктОраМИ O;T><0(sKIB>I»,(Х Il;Inp>I>eeний пep«îé и второй секций L< с Ко«;ро.1 в> . кз СкОль>кен Я i (i> УKIß Iil;Ip0;L I, I(1.

Ii )(1»>. и >«од которого I>(i>:д> ззнзчен длB

О> К>!K)»s"- «IЯ ВЫКЛ>ОЧЗ1ЕГ>(I 11(-()ВО(0 ()ВОД(s II

Вкл>з ", IL!я сек(„L10tit<0! 0 выклю >зтоля. з BTO ..i s) рой >! <Код длА Откл>0 > .> IKл>очэ(еля

В 1 Г ) j > 0 (0 (l (s 0 Ä ãt и В к л I (» > г: > I L I > г (K L L . s 0 t < » 0 г 0 > I

К >!Э !ЗТОЛЯ, отЛ и < г< Ю >Ц ".. Е С Я (В>Л. ЧТО п>!0 сн; б е«о Вторь>м блоком к-)нт()оля у((>з

),) гг м(.жду Векторами Og(>л(;нн»х ><зпряжеtIL1l1 ПЕРРОй И BTOPÎL1 СBKILLI>1 I>!Li>! L1 Даs) Ii<>3 зле(<с>па(ли 14 с двумя В одз>(ли, (>ри >г м пер

>)ые Вход,i первого и f>1000(0 элементон 11

Г)одкл>оче >< ь> coo TB(. Tcт (сe>4 (0 K и() () ном )> lt

«то р () му г» (Х 0) > з >! П (3 p B 0 (0 () Г> (; К \ V 0> I i (10 л я

2000639

4ср

Р а г

Составитель Э. Федоров

Редактор А. Купрякова Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор Н. Ревская

Заказ 3080

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101 угла, вторые входы первого и второго элементов И подключены к выходу второго блока контроля угла, выход первого элемента И предназначен для отключения и гашения поля синхронных двигателей, подключенных к первой секции шин, а выход второ о элемента И предназначен для отключения и гашения поля синхронных двигателей, подключенных к второй секции шин.