Устройство защиты от потери питания


 


Владельцы патента RU 2400905:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" (RU)

Изобретение может быть использовано в технике релейной защиты и автоматики. Технический результат - повышение устойчивости технологических систем за счет ускорения действия защиты, снижения времени простоя технологических агрегатов и повышения быстродействия отключения электродвигателей, потерявших питание. Устройство содержит блок контроля направления мощности, пусковой блок минимальной частоты, логический блок, первый - третий таймеры, первый и второй логические элемент ИЛИ, первый и второй исполнительные блоки и блок контроля минимального напряжения. Первый исполнительный блок является выходом первой ступени защиты от потери питания и действует на отключение выключателя ввода потерявшей питание секции шин распределительного устройства напряжением 6 (10) кВ и на гашение поля синхронных электродвигателей. Второй исполнительный блок является выходом второй ступени защиты и действует на отключение синхронных электродвигателей на секции шин, потерявшей питание. 1 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике релейной защиты.

Известна двухступенчатая защита минимального напряжения, содержащая: пусковые блоки (реле напряжения), реле времени и выходное (промежуточное) реле. Первая ступень с выдержкой времени первой ступени действует либо на отключение неответственных электродвигателей, либо на отключение ввода потерявшей питание секции шин распределительного устройства и на гашение поля синхронных электродвигателей. Вторая ступень действует на отключение электродвигателей потерявшей питание секции шин с последующим включением электродвигателей резервных технологических агрегатов и предназначена для сохранения технологического режима при длительном перерыве электроснабжения /Чернобровов Н.Н., Семенов В.А. "Релейная защита энергетических систем", 1998 г., стр.715, рис.19.12/.

Известно устройство защиты от потери питания, которое содержит:

блок контроля направления мощности, пусковой блок минимальной частоты, логический блок, блок контроля минимального напряжения, первый таймер, первый исполнительный блок, второй таймер, второй исполнительный блок /Шабад М.А. «Релейная защита на электроподстанциях, питающих синхронные электродвигатели», Библиотека электромонтера, вып.565 Л.: Энергоатомиздат, 1984 г., стр.53-54 рис.19/.

Недостатком этих устройств является ограниченное быстродействие отключения электродвигателей, потерявших питание, что увеличивает время простоя технологических агрегатов и может привести к значительному технологическому ущербу у ответственных потребителей.

Обусловлен этот недостаток следующим. При потере питания от одного из внешних источников защита минимальной частоты от потери питания с контролем направления активной мощности действует на отключение выключателя ввода потерявшей питание секции шин. Однако напряжение на потерявшей питание секции шин поддерживается продолжительное время вследствие перехода синхронных электродвигателей в генераторный режим. При переходе синхронных электродвигателей в генераторный режим время действие защиты минимального напряжения может увеличиться настолько, что длительный простой потерявших питание технологических агрегатов приведет к потере устойчивости и расстройству технологического режима потребителя в целом.

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является устройство защиты от потери питания, которое содержит: блок контроля направления мощности; блок минимальной частоты; блок контроля минимального напряжения; логический блок; таймеры с выдержками времени; логический элемент ИЛИ; исполнительные блоки /Патент №2342755. Устройство защиты от потери питания / Шабанов В.А., Алексеев В.Ю. БИ, 27.12.2008. - №38/.

Входы блока контроля направления мощности подключены к току ввода секции шин распределительного устройства и напряжению секции шин распределительного устройства, к вышеуказанному напряжению подключены также входы пускового блока минимальной частоты и блока контроля минимального напряжения, выход которого подключен к первому таймеру, выходы блока контроля направления мощности и пускового блока минимальной частоты подключены к входам логического блока, который выдает сигнал на второй и третий таймеры, логический элемент ИЛИ, подключенный к выходам первого и третьего таймеров, подает сигнал на первый исполнительный блок, второй исполнительный блок подключен к выходу второго таймера.

Недостатком этого устройства является ограниченное быстродействие отключения электродвигателей, потерявших питание, что увеличивает время простоя технологических агрегатов и может привести к значительному технологическому ущербу у ответственных потребителей.

Обусловлен этот недостаток следующим. Выдержка времени первого и третьего таймеров ЗПП-2 принимается несколько секунд. По нормативным документам «АК ОАО «Транснефть» она принимается от 5 с до 7 с. За это время скорость вращения СД или ток в обмотке возбуждения могут снизиться настолько, что остаточной ЭДС СД и, как следствие, остаточного напряжения на секции шин распределительного устройства будет недостаточно для удержания реле частоты в сработанном состоянии. В условиях снижения напряжения реле частоты могут отказывать. Так реле частоты типа ИВЧ-3 отказывает при U<0,6·Uном, реле типа РЧ-1 - при U<0,2·Uном. /А.В.Беляев «Противоаварийное управление в узлах нагрузки с синхронными электродвигателями большой мощности». - М.: НТФ «Энергопрогресс», 2004 г., с.16/.

Это может привести к возврату реле частоты и третьего таймера в исходное состояние. При этом отключение выключателей двигателей будет происходить от первого таймера, вход которого подключен к выходу блока контроля минимального напряжения. Так как блок контроля минимального напряжения срабатывает позже блока минимальной частоты, то действие защиты может увеличиться настолько, что длительный простой потерявших питание технологических агрегатов приведет к потере устойчивости и расстройству технологического режима потребителя в целом.

Задачей изобретения является повышение быстродействия отключения электродвигателей, потерявших питание.

Задача решается тем, что устройство, включающее блок контроля направления мощности, входы которого подключены к току ввода секции шин распределительного устройства и напряжению секции шин распределительного устройства, к вышеуказанному напряжению подключены также входы пускового блока минимальной частоты и блока контроля минимального напряжения, выход которого подключен к первому таймеру, выходы блока контроля направления мощности и пускового блока минимальной частоты подключены к входам логического блока, который выдает сигнал на второй таймер, согласно изобретению логический блок выдает сигнал также на первый логический элемент ИЛИ, который подключен также к выходу блока контроля минимального напряжения и подает сигнал на третий таймер, второй логический элемент ИЛИ, подключенный к выходам первого и третьего таймеров, подает сигнал на первый исполнительный блок, второй исполнительный блок подключен к выходу второго таймера.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит: 1 - блок контроля направления мощности; 2 - блок минимальной частоты; 3 - блок контроля минимального напряжения; 4 - логический блок; 5, 6, 8 - таймеры с выдержками времени t2, t1, t3 соответственно; 7, 9 - логические элементы ИЛИ; 10, 11 - второй и первый исполнительные блоки.

Входы блока контроля направления мощности 1 подключены к напряжению секции шин распределительного устройства и току ввода секции шин распределительного устройства, вход блока минимальной частоты 2 подключен к напряжению секции шин распределительного устройства, вход блока контроля минимального напряжения 3 подключен к напряжению секции шин распределительного устройства.

Устройство работает следующим образом.

При потере питания от внешнего источника электроснабжения синхронные двигатели переходят в генераторный режим. При этом начинается снижение частоты и напряжения на секции шин и изменяется направление активной мощности, которое контролируется блоком 1. При достижении уставки по частоте срабатывает блок минимальной частоты 2. Логический блок 4, подключенный к выходам блоков 1 и 2, выдает сигнал на таймер 5 и логический элемент ИЛИ 7, который подает сигнал на таймер 8.

Начинается отсчет времени t2 и t3. При прохождении времени t2 исполнительный блок 10 действует на отключение вводного выключателя секции шин и на гашение поля синхронных электродвигателей. В случае успешного гашения поля СД (синхронного электродвигателя) происходит снижение напряжения на секции шин, запускается блок контроля минимального напряжения и выдает сигнал на таймер 6 с выдержкой времени t1. Логический элемент ИЛИ 9, подключенный к выходам таймеров 6 и 8, подает сигнал на исполнительный блок 11, который действует на отключение работающих СД. По факту отключения СД запускается схема автоматики и включает электродвигатель резервного технологического агрегата.

За время с момента срабатывания блока минимальной частоты 2 до срабатывания таймера 8 с выдержкой времени t3 скорость вращения СД или ток в обмотке возбуждения могут снизиться настолько, что остаточной ЭДС СД и, как следствие, остаточного напряжения на секции шин распределительного устройства будет недостаточно для удержания блока минимальной частоты 2 в сработанном состоянии. При этом отключение выключателя двигателя будет происходить от таймера 6, вход которого подключен к выходу блока контроля минимального напряжения 3. Так как блок контроля минимального напряжения 3 срабатывает позже блока минимальной частоты 2, то таймер 6 запускается позже таймера 8, и действие зашиты может увеличиться настолько, что длительный простой потерявших питание технологических агрегатов приведет к потере устойчивости и расстройству технологического режима потребителя в целом.

В предлагаемом устройстве в случае снижения напряжения на секции шин сработает блок минимального напряжения 3 и через логический элемент ИЛИ 7 подаст сигнал на вход первого таймер 8, не давая ему вернуться в исходное состояние, вход которого подключен к выходу логического элемента ИЛИ 7. С выдержкой времени t3 таймер 8 через логический блок ИЛИ 9 подает сигнал на исполнительный блок 11, который действует на отключение потерявших питание СД. По факту отключения СД запускается схема автоматики и включает электродвигатель резервного технологического агрегата. Технологический процесс восстанавливается.

Таким образом, по сравнению с прототипом, предлагаемое устройство в случае возврата в исходное состояние блока минимальной частоты позволяет удерживать в сработанном состоянии таймер, подключенный к блоку минимальной частоты, и отключать потерявшие питание электродвигатели с выдержкой времени этого таймера, выбранной по условию сохранения технологического режима. В известном устройстве при возврате в исходное состояние блока минимальной частоты отключение электродвигателей происходит за большее время, равное сумме времени снижения напряжения до срабатывания блока минимального напряжения и выдержки времени таймера, подключенного к блоку минимального напряжения. При этом действие защиты может увеличиться настолько, что длительный простой потерявших питание технологических агрегатов приведет к потере устойчивости и расстройству технологического режима потребителя в целом.

Таким образом, по сравнению с прототипом, предлагаемое устройство повышает быстродействие отключения электродвигателей, потерявших питание, что снижает время простоя технологических агрегатов и технологический ущерб у ответственных потребителей.

Данное изобретение позволяет повысить устойчивость технологических систем и может найти широкое применение в технике релейной защиты и автоматики.

Устройство защиты от потери питания, включающее блок контроля направления мощности, входы которого подключены к току ввода секции шин распределительного устройства и напряжению секции шин распределительного устройства, к вышеуказанному напряжению подключены также входы пускового блока минимальной частоты и блока контроля минимального напряжения, выход которого подключен к первому таймеру, выходы блока контроля направления мощности и пускового блока минимальной частоты подключены к входам логического блока, который выдает сигнал на второй таймер, отличающееся тем, что логический блок выдает сигнал также на первый логический элемент ИЛИ, который подключен также к выходу блока контроля минимального напряжения и подает сигнал на третий таймер, второй логический элемент ИЛИ, подключенный к выходам первого и третьего таймеров, подает сигнал на первый исполнительный блок, второй исполнительный блок подключен к выходу второго таймера.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к источникам питания, которые выполняют функцию обеспечения бесперебойного резервированного питания оборудования от двух или более независимых источников переменного или постоянного тока.

Изобретение относится к электротехнике. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах для автоматического включения резервного питания и оборудования (АВР). .

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электроснабжению при аварийных режимах в сети питания потребителей непрерывных производств, например химической и нефтехимической промышленности.

Изобретение относится к энергетике, в частности к бесперебойному электроснабжению потребителей, как подключенных, так и не подключенных к единой энергетической системе, а также к системам, работающим с возобновляемыми источниками энергии (ВИЭ), имеющим различные параметры выходного напряжения.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для обеспечения бесперебойного электроснабжения ответственных потребителей при обрыве одной любой фазы сети и при обрыве нулевого провода.

Изобретение относится к области электротехники. .

Изобретение относится к области электроэнергетических систем и может быть использовано в электроэнергетических системах лифта, обеспечивающих бесперебойное движение лифта при работе в нормальных условиях и при перебоях в питании

Изобретение относится к автоматике электрических сетей и предназначено для предотвращения срабатывания выключателя автоматического включения резерва (АВР) на короткое замыкание на шинах двутрансформаторной подстанции или в отходящей линии в случае отказа ее выключателя

Изобретение относится к системам резервного энергоснабжения и может быть использовано для бесперебойного электропитания высокостабильными напряжениями постоянного тока 28,5 В и однофазного переменного тока с частотой 50 Гц, 230 В, ответственных потребителей различных объектов (подвижных и стационарных) промышленного и военного назначения

Изобретение относится к автоматике электрических сетей и предназначено для контроля над изменением состояния головного выключателя, оборудованного устройством автоматического повторного включения (АПВ) однократного действия и установленного в линии кольцевой сети, питающейся от шин двухтрансформаторной подстанции

Изобретение относится к автоматике электрических сетей и предназначено для сокращения выдержки времени при переводе потребителя на резервный источник питания

Изобретение относится к системам резервного энергоснабжения

Изобретение относится к системам автономного электроснабжения военной и специальной техники и может быть использовано в наземных подвижных комплексах вооружений, в частности в мобильных комплексах топопривязки, на базе шасси специальных транспортных средств

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для электропитания и управления электрическим оборудованием летательного аппарата

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве источника бесперебойного питания на основе двухагрегатной станции в системах электроснабжения ответственных потребителей подвижных и стационарных объектов
Наверх