Устройство для программного автоматического повторного включения электродвигателей

"фФБЯ.,ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ автоматизации систем электроснабженияпромышленных предприятий. Цель изобретения - уменьшение суммарного. времени восстановления предшествующегорежима и повышение эффективностиповторного включения электродвигателей путем учета требований технологического процесса к очередности автоматического повторного включения(АПВ), Это достигается благодаря введению блока выбора очередности включения 9, блока 10 отсутствия пускового тока в питающих вводах и ячеексброса 3 и 4. При этом блок 9 состоит из элементов ИЛИ-НЕ 11-13, логического .14 порога, логического 15 порога, элемента 16 ИЛИ-НЕ, где величиныи и ш уставки порогов 14 и 15 определяются нагрузочкой способностью узла логических элементов ИЛИ 17-20.Это позволяет автоматически выбратьоптимальный, заранее рассчитанный ваОГО АВЧЕНИЯ электро- вано для ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Гомельский политехнический институт и Гомельское управление нефтепровода "Дружба"(56) Авторское свидетельство СССР В 744820, кл. Н 02 Н 3/06, 1980.Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Электрооборудование и автоматизация. Под ред. А,А,Федорова и др. М,: Энергоиздат, 1981, с, 412-413.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММТОИАТИЧЕСКОГО ПОВТОРНОГО ВКЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ,1257736риант последовательности включения ной способности узла электрической двигателей в зависимости от изменив- сети, которая в свою очередь зависит шихся начальных условий, а время по- от Режима работы питающей энергосисдачи очередной команды на включение темы, 1 ил.находится в зависимости от нагрузоч Изобретение относится к автоматике систем электроснабжения промьппленных предприятий, а именно к устройствам автоматического повторного включения (АПВ) электродвигателей установок с непрерывным технологическим процессом,Цель изобретения - уменьшение суммаркого времени восстановления предшествующего режима и повышение эффек" 1тивности повторного включения электродвигателей путем учета требованийтехнологического процесса к очередности АПВ,На чертеже приведеча блок-схемапредлагаемого устройства.Взаимосвязь между двигателями одной группы может определяться технологией производства, Если имеется несколько групп электродвигателей, получающих питание от одного узла электрической сети, то устройства снабжаются межгрупповыми связями.Подробно изображена блок-схема одного канала управления двигателем, а,2остальные каналы аналогичные,Устройство содержит в канале управления каждым двигателем блок 1фиксации отключения двигателя защитойат потери питания, блок 2 выдержек ЗОвремени, ячейки 3 и ч сброса, датчик5 наличия напряжения на питающих шинах, элемент 6 "Задержка", логическийэлемент И 7, выходной орган 8, а также общие на группу взаимосвязанныхдвигателей блок 9 выбора очередностивключения и блок 10 отсутствия пускового тока в питающих вводах, Блок 9состоит из первых элементов ИЛИ-НЕ1-13, логического 1 ч порога, лагического 15 порога, э;емента ИЛИ"НЕ 16,где величины уставки порогов 1 ч и 15и и в определяются нагрузочной способностью узла логических элементов ИЛИ17-20. 2Устройство работает следующим образом.Блок 1 фиксации срабатывает и самоудерживается в сработанном состоянии только в том случае, если срабатывает защита от потери питания электродвигателя и одновременно с этим двигатель отключается.Блок 2 выдержек времени на выходе формирует разрешающий импульс, фронт которого отстает во времени от момента срабатывания блока 1 на величину Т, минимально допустимой выдержки времени АПВ. Конец этого импульса (срез) определяет Тмаксимально допустимое время АПВ, Для каждого электродвигателя заранее рассчивается как Т так и ТМинимальное время АПВ для синхронного электродвигателя определяется временем гашения поля статора до зна" чения, при котором допускается несинхронное включение двигателя. Для асинхронных электродвигателей Тванн может быть равно нулю, Максимальное время АПВ ограничивается либо технологическими особенностями производства, либо условиями по технике безопасности. При одинаковых электродвигателях блок 2 выдержек времени можетбыть общим. Ячейка 3 сброса, также как и адно" именная ей ячейка 4 формирует на выходе короткий импульс, снимающий блокфиксации с самоудерживания. Импульс сброса формируется в момент окончания (на срезе) управляющего импульса, поданного на вход ячейки сброса. Датчик 5 срабатывает и выдает разрешающий сигнал при появлении рабочего напряжения на шинах, питающих данный электродвигатель, Если от одних шин получают питание несколько двигателей, то датчик 5 может быть общим.1257736 4 3Элемент 6 осуществляет временную Слева и справа на схеме показаны вхозадержку в передаче разрешающего сиг- ды и выходы блока выбора очередноснала .от датчика 5. ти, число которых может быть любым,Выходной орган 8 при срабатывании равным и группе взаимосвязанных элеквключает электродвигатель своего кана тродвигателей одной технологическойла управления и одновременно подает линии. Число групп электродвигателейимпульс на вход ячейки 4 сброса, На (число технологических линий) такжесрезе этого импульса с помощью ячейки может быть любым, но все они соединя 4 формируется короткий импульс сбро- ются между собой межгрупповыми связяса. 10 ми,Блок 9 выбора очередности включе- Рассмотрим принцип работы блокания регулирует очередность и количе- выбора очередности на следующем конство одновременно включаемых электро- кретном примере,двигателей с учетом технологии и в Имеется две технологических линии,зависимости от общего числа аварийно 15 в каждой из которых по четыре элекотключившихся двигателей данного уз- тродвигателя. Одновременно могут нала электрической сети. ходиться в работе по два или триНазначение блока выбора очередно- электродвигателя в каждой линии, оссти следующее, тальные электродвигатели в резерве,Нагрузочная способность узла элек Комбинация работающих и резервныхтрической сети часто не позволяет од- двигателей может быть любой. Всеновременно развернуться сразу несколь- электродвигатели получают питание отким мощным электродвигателям. В таких общего узла электрической сети, Дляслучаях целесообразно включать двига- успешного самозапуска узел сети позтели очередями, не превышая макси воляет оДновременно включать не болеемально допустимое число одновременно . двух электродвигателей. При этомвключаемых двигателей в каждой оче- предполагается, что кроме данныхреди. При этом необходимо учитывать электродвигателей от общего узла сетехнологические особенности производ- ти питаются и другие ответственныества при выборе приоритета очередно- ЗО электродвигатели, которые не отключасти включения двигателей данной тех- ются от сети при кратковременном иснологической линии, чезновении питания, а идут на само"В общем случае первым должен вклю- запуск. Для данного случая логическийчиться предыдущий, а вторым и тре- порог 15 принимается равным 3 из 4,тьим - последующие по номеру электро- т. е. ш = 3, п = 4. Это значит, еслидвигатели, считая их от конца техно- на выходе порога 15 появляется логилогической линии к началу. При нали- ческая единица только в том случаечии двух и более технологических ли- если логические единицы будут поданыний соблюдать такую последователь-на любые три или больше входа, Логи, ность включения необходимо во всех 40 ческий порог 14 применяется 1 из 4линиях, и в частном случае деиствует какПри кратковременных нарушенияхэлемент ИЛИ,1внешнего электроснабжения питание В исходном состоянии на всех вхоможет потерять либо весь узел сети, дах 1, 1-1.п блока выбора очередностилибо только часть его. Следовательно,45 сигналы отсутствуют, т, е. подаютсяколичество аварийно отключенных элек- логические нули (и = 4), На выходахтродвигателей носит вероятностный порогов 14 и 15 появляются нули, Есхарактер. Кроме того, часть двигате- ли на второй технологической линиилей .одной технологической линии может также отсутствуют входные сигналы,находиться в резерве и при восстанов"5 О то по межгрупповой связи на второйпении схемы доаварийного режима ре- вход элемента 16 подается нуль. Назервные двигатели не должны оказывать выходе элемента 16 появляется логичевлияния на последовательность и вре- ская единица. Так как элементы 17-20мя подачи команды на очередное вклю- пропускают на выход единицы со своихчение рабочих двигателей. входов, то на всех выходах 7.1-7.пНа чертеже в контуре, обведенном блока 9 появляются единицы,пунктиром, показана функциональная Если на любых двух входах 1.1-1.псхема блока 9 выбора очередности. первой технологической линии появятсяединицы, то на этой же линии на выходе элемента 16 сигнал не изменится, следовательно блокирующего действия блок 9 оказывать не будет и произой.дет одновременное АПВ сразу двух от ключившихся электродвигателей, что не противоречит заданному условию. Если на первой линии отключилось больше двух двигателей, то на выходе10 логического порога 15 появится единица, а на выходе элемента 16 - нуль.Теперь уже сигналы на выходах блока 9 будут зависеть от вторых информационных входов элементов ИЛИ 17-20.15 Логика на элементах ИЛИ-НЕ 11- 13 построена таким образом, что приоритет на первоочередное включение имеет двигатель с младшим порядковым номером, т, е, предыдущий. Если при этом20 среди отключенных имеется и первый двигатель, то на выходе элемента 1 появится логическая единица, а на выходах элементов 18-20 - логические нули, так как элементы 11-13 будут закрыты от сигнала (логическая единица) на входе 1,1 блока 9, После включения первого двигателя на входе 1. 1. появится логический нуль, на выходе элемента 16 - единица и во вторуюЗО очередь включается одновременно два оставшихся двигателяЕсли при нарушении электроснабжения отключились, например, два двигателя на первой технологической лйнии и хотя бы один двигатель на второй технологической линии, то на выходе логического порога 14 второй техноло- гической линии появится единица, Этот сигнал по межгрупповой связи будет воздействовать на элемент 16 первой линии и на его выходе появится нуль, В результате на первой ликии сигналы на включение будут подаваться в зависимости от порядкового номера двигателя. При этом предположим, что на первой линии аварийно отключились, например, двигатели В 2 и В 4 (и = 4) Тогда логические единицы в первую очередь появятся на выходах 7,1 и 7.2. Следовательно, сначала и включится двигатель У 2, после этого на входе 1,2 сигнал исчезнет и соберется схема для включения двигателя В 4 во вторую очередьПри отключении, например, двигателей В 1 и В 2 сначала включится двигатель В 1, а затем - У 2. Таким образом, один и тот же двигатель (в наших примерах двигатель В 2) может включаться в первую очередь, во вторую очередь, а также одновременно с любым из двигателей впервую илн во вторую очереди в зависимости от ситуации и аварийного режима. Заданные технологические условия при этом соблюдаются.Аналогично работает и схема АПВ второй технологической линии.В общем случае при аварийном отключении п-ого числа электродвигателей в каждой технологической линии,в первую очередь с минимальным временем АПВ включаются по одному младшемудвигателю в каждой линии, во вторуюочередь включаются также два двигателя, либо по одному в каждой линии,либо сразу по два в одной линии, Приэтом исключается воэможность одновременного включения сразу трех и болееэлектродвигателей, самозапуск которыхневбзможен по условию нагрузочнойспособности узла электрической сети,тем самым повышается надежность работы технологических линий по сравнениюс, известными устройствами групповогоАПВ электродвигателей,Блок 10 отсутствия пускового токав питающих вводах предназначен длярегулирования выдержки времени АПВмежду очередями, На всех выходах блока 10 появляется разрешающий сигнал(логическая единица) только в томслучае, если пусковых токов, вызванных самозапуском электродвигателей,нет ни в одном из питающих вводов.Пусковой ток электродвигателя лег"ко отличить от номинального по величине его кратности, При этом в качест.ве измерительных органов блока 10 используются токовые пороговые органы,включенные в цепи трансформатора токапитающих вводов, Датчики-контактыэтих органов соединяются между собойпо схеме ИЛИ и управляют работой блока 10. Применять для этих же целейизмерительные органы напряжения, реагирующие на понижения напряжения нашинах при пуске, неэФфективно, поскольку минимальное рабочее напряжение часто бывает соизмеримо с напряжением "посадки" во время пуска в режиме, когда рабочее напряжение на шинах максимальное,Рассмотрим работу устройства дляпрограммного АПВ группы электродвигателей при кратковременной потере питания.Часть двигателей при потере питания на время действия АПВ рабочего источника или автоматического включения резерва (АВР) резервного источника, не отключаются. Это преимущест венно асинхронные электродвигатели наиболее ответственных механизмов, Такие двигатели не подключаются к устройству программного АПВ, а идут на самозапуск при появлении напряжения. Отключаются от защиты мгчимального напряжения электродвигатели синхронные, недопускающие несинхронного включения, а также асинхронные, одновременный самозапуск которых невозможен.Питание может исчезнуть на одной секции шин подстанции, либо сразу на двух секциях, Так как число одновременно работающих электродвигателей на разных секциях может быть различным, то и число аварийно отключаемых двигателей носит случайный характер. При наличии четырех секций шин диапа-,25 зон количества возможных отключенийрасширяется.В каналах управления аварийно отключенных двигателей срабатывают блоки 1 фиксации и через выдержку времени Т которая создается блоком 2,30 на первый вход четырехвходового элемента 7 подается логическая единица. Одновременно с этим блок 9 подает логические единицы на третьи входы элементоввсех каналов управления, 35 кроме тех двигателей, которые в данной ситуации должны включаться во вторую и последующие очереди.После появления напряжения на питающих секциях шин срабатывают сост ветствующие датчики 5, но логическая единица на второй вход элемента 7 подается с некоторой задержкой й , осуЭ ществленной элементом 6. Такая задержка необходима для того, чтобы не 45 произошло АПВ одновременно с самозапуском неотключаемых электродвигателей, За время данной задержки появится пусковой ток от самозапускающихся двигателей и блок 10 запретит работу 50 всем каналам управления на время их самозапуска.При отсутствии на данных шинах неотключаемых двигателей АПВ первой очереди произойдет через время Т пос3 ле подачи напряжения или по истечению времени Т . При этом в разрешенных для АПВ каналах управления срабатыва-. ют выходные .органы 8 и включаютсяэлектродвигатели первой очереди. Отпускового тока этик двигателей сработает блок 10 и вернет в исходноесостояние все выходные органы. В момент возврата выходных органов (насрезе) с помощью ячеек 4 сформируютсякороткие импульсы сброса, которыепроизведут сброс блока 1 фиксацииуже включенных двигателей, При этоминформация на входах блока 9 изменится, и на выходе блока 9 соберетсясхема второй очереди АПВ. Однаковключение двигателей второй очередипроизойдет после того, как появитсялогическая единица на выходе блока 10,т, е. после выхода на номинальный режим электродвигателей первой очередиАПВ. И так последовательно будут подаваться команды на поочередное включение всякий раз, как только закончится пуск электродвигателей предыдущей очереди.Если по каким-либо причинам произойдет затяжной пуск электродвигателя, напряжение на шинах длительноевремя не появляется, то через времяТ с помощью ячеек 3 произойдетсброс всех блоков 1 фиксации и схемаустройства вернется в исходное состояние,Применение новых элементов блокавыбора очередности, блока отсутствияпускового тока и ячеек сброса выгодноотличает предлагаемое устройство дляпрограммного АПВ от известных устройств АПВ электродвигателей, так какпредлагаемое устройство автоматическивыбирает оптимальный, заранее рассчитанный вариант последовательностивключения двигателей в зависимости отизменившихся начальных условий, ивремя подачи очередной команды навключение находится в зависимости отнагрузочной способности узла электрической сети, которая в свою очередьзависит от режима работы питающейэнергосистемы,Формула изобретенияУстройство для программного автоматического повторного включения электродвигателей, содержащее в канале управления каждым двигателем блок фиксации отключения двигателя защитой от потери питания, входы которого служат для подключения к датчику сра1257736 Составитель Н.ПантелееваТехред Л.Олейник Корректор А.Обручар Редактор 10.Середа Заказ 5033/52 Тираж 612 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 батывания защиты от потери питания ик датчику положения выключателя, авыход через блок выдержек времениподключен к первому входу четырехвходового логического элемента И и квходу ячейки сброса, выход которойподключен к входу блока фиксации отключения двигателя защитой ат потерипитания, датчик наличия напряженияна питающих шинах, выход которого через элемент ЗАДЕРЖКА подключен к второму входу логического элемента И, ивыходной орган, вход которого подключен к вьходу логического элемента И,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, 5с целью уменьшения суммарного временивосстановления предшествующего режимаи повьшиния эффективности автоматического повторного включения (АПВ) двигателей путем учета требований техно-,20логического процесса и очередностиАПВ, в него введены общие на группудвигателей блок выбора очерЕдностивкл 1 очения, имеющий и входов и выходовравное числу управляемых двигателей 25данной группы, а также вход и выходсвязи с блоками выбора очередностивключения других групп двигателейблок отсутствия пускового тока питающего ввода и вторая ячейка сброса 30вход которой подключен к выходу выходного органа, а выход - к входу блокафиксации отключения двигателя защитойот потери питания, и входов блоке выбора очередности подкл:очены к и выхо-дам блоков фиксации отключения двигателя защитой от потери питания каждого двигателя в данной группе а еговход связи подключен к выходам связиблоков очередности включения другихш двигателей других групп где ш -число двигателей других групп, выходыблока выбора очередности подключенык третьим входам логических элементовИ в канале управления каждым двигателем в группе, а выход блока отсутствия пускового тока подключен к четвертым входам логических элементов Ив канале управления каждым двигателемв группе, причем блок выбора очередности включения содержит и логическихэлементов ИЛИ, выходы которых являются соответствующими по номеру выходами блока выбора очередности включения,(и)первых элементов ИЛИ-НЕ, первыйи второй логические пороги, разрешающие одновременное подключение двигателей, число которых определено условиями самозапуска, входы которых подсоединены ко всем входам блока очередности включения, второй элемент ИЦИ-НЕпервый вход которого соединен с выходом первого логического порога, адругой вход соединен с выходами вторых логических порогов блоков очередности включения других групп двигателей, а выход соединен с первымивходами логических элементов ИЛИ,входы первых элементов ИЛИ-НЕ, числокоторых равно нх номеру, присоединены к соответствующим по номеру входамблока выбора очередности, а выходы -к вторым входам элементов ИЛИ, номеракоторых на единицу больше номеров соответствующих первых элементов ИЛИНЕ, при этом к первому входу первогоэлемента ИЛИ присоединен первый входблока очередности включения, выходвторого логического порога подключенк входам вторых элементов ИЛИ-НЕ блоков очередности включения другихгрупп двигателей.