Способ автоматического управления системой гарантированного питания

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕ СКРЕСПУБЛИК 1621120 А Ж 023 9/(5 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ВИДЕТЕЛЬС ВТОРСКО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 1348949, кл. Н 02 3 906, 1983,(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМОЙ ГАРАНТИРОВАННОГО ПИТАНИЯ(57) Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в системах электроснабжения, содержащих обратимую электрическую машину с инерционным маховиком и регулятором возбуждения.1621120 10 30 35 40 Целью изобретения является сохранение ресурса приводногодвигателя и повышение качества напряжения на шинах гарантированного питания в динамических режимах работы, При понижении напряжения основного источника 1 обратимая электрическая машина 5 переходит в режим синхронного компенсатора. При превышении допустимого значения напряжения обмотки возбуждения 9 открывается пороговый элемент 15. Сетевой выключатель 2 отключает основной источник, Реле 10 пуска запускает первичИзобретение относится к энергетике, аименно к противоаварийной автоматике энергосистем, и может быть применено в энергосистемах, содержащих обратимую электрическую машину с регулятором возбуждения и инерционным маховиком, механически связанную с помощью разобщительной муфты с первичным двигателем внутреннего сгорания и подключенную параллельно сетевому вводу к шинам гарантированного питания,Цель изобретения - сохранение ресурса приводного двигателя и повышение качества напряжения на шинах гарантированного питания в динамических режимах работы.На чертеже приведена схема устройства, реализующего предлагаемый способ,Сетевой ввод 1 с помощью выключателя 2 сетевого ввода подключен к шинам 3 гарантированного питания, Параллельно сетевому вводу к шинам гарантированного питания через выключатель 4 подключена обратимая электрическая машина 5 с инерционным маховиком 6. Через разобщительную муфту 7 первичный двигатель 8 связан с обратимой электрической машиной 5, Обмотка 9 возбуждения обратимой электрической машины 5, к приводному двигателю которой подключено реле 10 пуска приводного двигателя, подключена к регулятору 11 напряжения, к которому через электронный ключ 12 подключен корректор 13 напряжения, Параллельно обмотке возбуждения 9 включены первый 14 и второй 15 пороговые элементы, Схема управления содержит также первую схему НЕ 16, замыкающий контакт 17 реле пуска 10, элемент 18 времени, первую схему И 19, вторую схему.НЕ 20, первый ВЯ-триггер 21, вторую схему И 22, аторой ВЯ-триггер 23, третью схему И 24,схему ИЛИ 25. Выход первого порогового элемента 14 непосредственно подключен к одному из входов первой 19 и третьей 24 ный двигатель 8, Включается разобщительная муфта 7 и обратимая машина подключается к первичному двигателю. В режиме синхронного компенсатора изменяют характеристики корректора напряжения 13 и регулятора возбуждения 11 установлением максимального статизма и фиксацией уставки номинального напряжения, В режиме синхронного генератора устанавливают минимальный статизм с фиксацией неизменного значения уставки номинального напряжения, 1 ил,схем И и к входу второй схемы НЕ 20, а через замыкающие контакты 17 реле 10 пуска к В-входам первого 21 и второго 23 ВЯ-триггеров, Выход второго порогового элемента 15 подключен к входу первой схемы НЕ 16 и к одному из входов схемы ИЛИ 25, Выход первой схемы НЕ 16 подключен к второму входу первой схемы И 19, выход которой подключен к Я-входу первого ВЯ-триггера 21. Единичный выход первого ВЯ-триггера 21 подключен к одному из входов второй схемы И 22, к другому входу которой подключен выход второй схемы НЕ 20. Выход второй схемы И 22 непосредственно подключен к Я-входу второго ВЯ-триггера 23, к управляющему входу электронного ключа 12, а через элемент времени 18 к электромагниту отключения выключателя 4. Единичный выход второго ВЯ-триггера 23 подключен к другому входу третьей схемы И 24 выход которой подключен к другому входу схемы ИЛИ 25, Выход схемы ИЛИ 25 подключен к электромагниту отключения выключателя 2 сетевого ввода и к реле 10 пуска, которое обеспечивает запуск первичного двигателя 8,Цепи измерения напряжения блока 26 выявления режимов работы обратимой электрической машины и регулятор возбуждения 11 присоединены к шинам гарантированного питания и к выходным клеммам обратимой электрической машины. Первый вход корректора 13 напряжения подключен к цепям измерения напряжения обратимой электрической машины, а второй, вход - к выходам второго 27 и третьего 28 электронных ключей, псдключающих выходы датчика 29 величины тока обратной связи к корректору 13 напряжения, Датчик 29 включенпараллельно обмотке возбуждения обратимой электрической машины. управляющие входы второго 27 и третьего 28 электронных ключей подключены к выходу блока 26 выявления режимов работы обратМмой электри 16211205 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ческой машины, причем управляющий вход второго электронного ключа 27 подключен непосредственно, а управляющий вход третьего электронного ключа 28 включен через третью схему НЕ 30, вход которой подключен к выходу блока 26, Выход блока 26 подключен также к отключающему электромагниту выключателя 2 сетевого ввода и к реле 10 пуска приводного двигателя 8,Входящие в состав устройства блокивыполняют следующие функции.Сетевой ввод 1 с выключателем 2, шинами 3 гарантированного питания, обратимая электрическая машина 5 с инерционным маховиком 6, связанная через разобщительную муфту 7 с первичным двигателем 8 и присоединенная к шинам гарантированного питания выключателей 4, образуют установку гарантиоованного питания, Обмотка 9 возбуждения с регулятором 11 возбуждения, корректором 13 напряжения и электронным ключом 12 образуют управляемый регулятор возбуждения обратимой электрической машины, Первый 14 и второй 15 пороговые элементы образуют измеритель напряжения в цепи обмотки возбуждения, содержащей ограничители по минимальной о и максимальной величинам напряжения.Первая схема НЕ 16 совместно с первойсхемой И 19 и первым ВЯ-триггером 21 образуют элемент памяти, фиксирующий, что величина напряжения в цепи обмотки возбуждения находится в диапазоне допустимых значений, Вторая схема НЕ 20 совместно с второй схемой И 22 обеспечивают управление электронным ключом 12 в случае, когда напряжение в цепи обмотки возбуждения меньше допустимого значения. При этом схемы КЕ 20 и И 22 обеспечивают отключение корректора 13 напряжения от регулятора возбуждения, создавая тем самым возможность для увеличения напряжения в цепи обмотки возбуждения, Определение величины напряжения после отключения корректора напряжения позволяет установить причину снижения напряжения в цепи возбуждения.Если напряжение возбуждения восстанавливается, то снижение величины напряжения в цепи обмотки возбуждения вызвано недопустим;. большой величиной напряжения основного источника, вследствие чего корректор напряжения снижал до минимума напряжение на выходе регулятора возбуждения. Если напряжение возбуждения не восстанавливается, то причина снижения напряжения на шинах гарантированного питания - короткое замыкание в цепи обратимой электрической машины, Элемент 18 времени обеспечивает выдержку времени. необходимую для завершения переходных процессов в цепи возбуждения. Второй РЯ- триггер 23 и третья схема И 24 обеспечивают отключение сетевого ввода 1 и запуск первичного двигателя 8 с помощью реле 10 пуска при недопустимо большой величине напряжения основного источника. Замыкающие контакты 17 реле 10 пуска обеспечивают возврат ВЯ-триггеров 21 и 23 в нулевое состояние при пуске первичного двигателя и предотвращают тем самым ложное срабатывание схемы управления, Датчик 29 величины тока обратной связи с выхода регулятора возбуждения совместно с вторым 27 и третьим 28 электронными ключами и третьей 30 схемой НЕ образуют управляемую цепь обратной связи корректора напряжения регулятора возбуждения. Трансформатор тока 31 подключен к выходу статорной обмотки обратимой электрической машины. Устройство работает следующим образом.В нормальном режиме работы электроэнергия поступает на шины 3 гарантированного питания через выключатель 2 сетевого ввода от основного источника 1, Обратимая электрическая машина 5 через свой выключатель 4 подключена к шинам гарантированного питания и вращает маховик 6, Муфта 7 разобщена, и первичный двигатель 8 находится в готовности к пуску. Обмотка 9 возбуждения обратимой электрической машины подключена на выход регулятора 11 возбуждения, управление работой которого осуществляется через открытый электронный ключ 12 корректором 13 напряжения. Напряжение в цепи обмотки 9 возбуждения находится в диапазоне допустимых значений, при которых открыт первый пороговый элемент 14 и закрыт второй пороговый элемент 15. Напряжение с выхода первого порогового элемента 14 подается на один из выходов первой 19 и третьей 24 схем И и на вход второй схемы НЕ 20. На другой вход первой схемы И 19 поступает сигнал с вы.:ода первой схемы НЕ 16, на выходе этой схемы напряжение есть потому, что второй пороговый элемент 15 закрыт, а значит, на вход первой схемы НЕ 16 напряжение не подается, Сигнал с выхода первой схемы И 19 поступает на Я-вход первого ВЯ-триггера 21 и переводит этот триггер в единичное состояние на его прямом выходе, подготавливая к срабатыванию вторую схему И 22. Первый ЯЯ-триггер 21 фиксирует наличие нормального режима работы установки гарантированного питания.10 15 20 25 30 35 40 4550 55 В рассматриваемом режиме работы системы на выходе блока 26 выявления режимов работы обратимой электрической машины сигнал отсутствует. При этом цепь обратной связи через третий электронный ключ 28, открытый сигналом с выхода третьей схемы НЕ 30, подключена к входу корректора 13 напряжения так, что обеспечивает максимальный статизм. Изменения напряжения сетевого ввода воспринимаются и сглаживаются обратимой электрической машиной, при этом ее роторные цепи оказываются подготовленными к происходящим динамическим процессам и не перегружаются,При понижении напряжения основного источника обратимая электрическая машина переходит в режим синхронного компенсатора и начинает генерировать реактивную энергию во внешнюю сеть. При этом напряжение на зажимах ее обмотки возбуждения растет, В случае, когда напряжение основного источника снизилось настолько, что вышло за пределы диапазона допустимых значений или исчезло совсем, величина напряжения в цепи обмотки возбуждения превышает допустимое значение, при этом открывается второй пороговый элемент 15. Напряжение с его выхода поступает на первую схему НЕ 16 и на один из входов схемы ИЛИ 25. При этом исчезает напряжение на выходе схемы НЕ 16, но первый ВЯ-триггер 21 остается пока в единичном Состоянии.Сигнал с выхода схемы ИЛИ 25 подается на отключающий электромагнит сетевого выключателя 2 и на реле 10 пуска, Сетевой выключатель 2 отключает от шин гарантированного питания основной источник, а реле 10 пуска, срабатывая обеспечивает запуск первичного двигателя 8. Во время пуска первичного двигателя 8 энергия на шины гарантированного питания подается от обратимой электрической машины 5; приводимой во вращение инерционным маховиком 6, После выхода на номинальные обороты первичного двигателя 8 включается раэобщительная муфта 7 и привод обратимой электрической машины начинает осуществляться от первичного двигателя. Срабатывание реле 10 пуска обеспечивает включение его замыкающего контакта 17, через который сигнал с выхода первого порогового элемента 14 поступает на ВЗ-входы первого 21 и второго 23 ВЗ-триггеров, которые при этом переключаются в нулевое состояние.В момент перехода обратимой электрической машины в режим синхронного генератора появляется сигнал на выходе блока 26 выявления режимов работы. При этом отключается выключатель 2 сетевого ввода, подается команда на запуск приводного двигателя, закрывается третий электронный ключ 28 и открывается второй электронный ключ 27, включая тем самым цепь обратной связи на вход корректора напряжения и устанавливая минимальный статизм регулирования возбуждения, При снижении напряжения в цепи обмотки 9 возбуждения ниже допустимого значения закрывается первый пороговый элемент 14 и исчезает напряжение на его выходе. При этом появляется сигнал на выходе второй схемы НЕ 20. вход которой подключен к выходу первого порогового элемента 14, Сигнал с выхода схемы НЕ 20 подается на второй вход второй схемы И 22, На первом входе схемы есть сигнал с выхода первого ВЯ-триггера, запомнившего, что ранее напряжение в цепи возбуждения было в пределах допустимого диапазона. Если же имеет место режим пуска установки гарантированного питания, то появление сигнала на выходе второй схемы НЕ 20 не приводит к срабатыванию второй схемы И 22, так как первый ВЯ-триггер находится в нулевом состоянии. Срабатывание второй схемы И 22 обеспечивает запирание электронного ключа 12 и отключение тем самым корректора 13 напряжения От регулятора 11 возбуждения. Одновременно с запиранием электронного ключа 12 запускается элемент 18 времени и переводится в единичное состояние второй ВЯ-триггер 23, подготавливающий срабатывание третьей схемы И 24. Если причиной резкого снижения напряжения в цепи обмотки возбуждения было увеличение напряжения основного источника, то после отключения корректора 13 напряжения напряжение в цепи обмотки возбуждения увеличивается, открывается первый пороговый элемент 14, на выходе которого появляется напряжение, При этом исчезает сигнал с выхода второй схемы НЕ 20, а значит, исчезает сигнал и с выхода второй схемы И 22, прекращая тем самым работу элемента 18 времени и снимая запирающий сигнал с входа электронного ключа 12, Одновременно с этим сигнал с выхода первого порогового элемента 14 подается на второй вход третьей схемы И 24, которая обеспечивает через схему ИЛИ 25 отключение выключателя сетевого ввода 2 и включение реле 10 пуска первичного двигателя 8. Сигнал с выхода первого порогового элемента 14 через контакты 17 реле пуска переводит первый 21 и второй 23 ВЯ-триггеры в нулевое состояние, блокируя.повторное отключение корректора напряжения. Выдержка времени у элемента 18 времени выбирается1621120 10 большей, чем время электромагнитных переходных процессов регулятора возбуждения и обмотки возбуждения, В случае, когда причиной резкого снижения напряжения в цепи обмотки возбуждения является корот кое замыкание в статорной цепи обратимой электрической машины 5, то после отключения корректора напряжения 13 напряжение в цепи обмотки возбуждения не восстанавливается и на выходе первого порогового 10 элемента 14 напряжение не появляется. По истечении выдержки времени элемента 18 времени напряжение с выхода этого элемента подается на электромагнит отключения выключателя 4 обратимой 15 электрической машины, которая при этом отключается от шин гарантированного питания 3, а затем останавливается.Изобретение позволяет обеспечить работу обратимой электрической машины в 20 режиме синхронного компенсатора при изменении напряжения сетевого ввода в широких пределах, а тем самым сохранить ресурс приводного двигателя и повысить качество напряжения на шинах гарантирован . ного питания в динамических режимахработы.Сохранение ресурса приводного двигателя и повышение качества напряжения в динамических режимах работы позволяет 30 повысить надежность системы гарантированного питания, продлить срок ее службы и исключить возможные отказы и сбои в работе оборудования, включенного на шины гарантированного питания, 35Если в режиме работы синхронногокомпенсатора не изменять характеристику корректора напряжения и регулятора возбуждения и не устанавливать максималь-.ный статизм, то при колебаниях 40 напряжения питающего ввода роторные цепи обратимой электрической машины будут перегружаться и обратимая электрическая машина будет переходить в режим синхронного генератора с запуском приводного. двигателя, В связи с этим вследствие частых пусков расходуется ресурс работы системы гарантированного питания, определяемый числом пусков приводного двигателя. При работе обратимой электрической машины в режиме синхронного компенсатора с максимальным статиэмом ее роторные цепи оказываются подготовленными к возможным колебаниям напряжения сетевого ввода и выключатель сетевого ввода отключаться не будет, следовательно не понадобится включение приводного двигателя и обратимая электрическая машина, оставаясь в режиме синхронного компенсатора, будет способствовать выравниванию напряжения на шинах гарантированного питания. Формула изобретения Способ автоматического управления системой гарантированного питания по авт, св. М 1348949, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью сохранения ресурса приводного двигателя и повышения качества напряжения на шинах гарантированного питания в динамических режимах работы, определяют режим работы обратимой электрической машины и изменяют в режиме синхронного компенсатора характерИстику корректора напряжения и регулятора возбуждения, устанавливая максимальный статизм и фиксируя уставку номинального напряжения так, чтобы номинальные напряжения соответствовали 50-ной нагрузке, а в режиме синхронного генератора устанавливают минимальный статиэм, сохраняя неизменной уставку номинального напряжения для 50-ной нагрузки,Составитель Г, Дамская Редактор Л. Веселовская Техред М.Моргентал Корректор О. КравцоваПроизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101Заказ 4252 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушсквя наб 4/5