Устройство для автоматического включения резерва в сети с электродвигателями

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 594 191 504 Н 02 Л 9/06 КОМИТЕТ СССРЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ГОСУДАРСТВЕНН ПОДЕЛАМ ИЗОБ(21) 3826782/24-07 (22) 18. 12. 84 (46) 23.09.86. Бюл. В 35 (71) Ленинградское проектно-экспери ментальное отделение Всесоюзного научно-исследовательского института "Проектэлектромонтаж" (72) Г,М.Рубашов, Р.М.Витенберг, А.Г,Безденежных и И.,С.Садовский(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯВКЛЮЧЕНИЯ РЕЗЕРВАДВИГАТЕЛЯМИ(57) Изобретение омам электроснабженхронными электродввляющими электропремников, не терпящироснабжении. Цельшение надежности.ме выключатели 5-8шин 11 и 12 питают АВТОМАТИЧЕСКОГО СЕТИ С ЭЛЕКТРО- носится к систея с мощными сингателями, осуществод электроприх перерыва в элект. зобретения " повынормальном режиключены, секции отребители 15 и .12 16Секционные тиристорные выключаттели 13 и 14 отключены. При повреждении одного из источников яа выходепорогового элемента 19 появляетсясигнал "0" и появляется "1" на выходе6 элемента И-НЕ 26. На входах элемента ЗИ-НЕ 26 и 28 появляется "1",так как вход элемента 26 связан снеповрежденной фазой повреждеяяогоисточника и здоровой той же фазойнеповрежденного источника. Виполярные 59413группы тиристоров 36 и 38 включаются.После отключения повреждения и отключения источника 1 срабатывает пусковой орган 32, включая секционный выключатель 13, шунтирующий биполярные тиристоры 36-38, Т. обр. при однофазном к,з, основного источника яа шинах низкого напряжения резервного источника не подключается фаза, которая отстает на 120 от поврежденнойофазы источника 1. 4 илИзббретение относится к электротехнике и может быть использовано всистемах электроснабжения с мощнымисинхронными электродвигателями, осуществляющими электропривод электро:,приемников, не терпящих перерыва вэлектроснабжении,Цель изобретения - повышение надежности.На фяг. 1 изображена блок-схемапредлагаемого устройства; на фиг. 2-4, векторные диаграммы ЭЛС.Устройство содержит два источника1 и 2 питания, две питающие линии3 и 4, например, по 110 кВ, выключатели 5-8, Два понижающих трансформатора 9 и 10, две секции шин 11 и12, например 6,3 кВ и секционныевыключатели 13 и 14. При этом в качестве секционного выключателя 13 используют электромеханический (контактный) выключатель, а в качествесекционного выключателя 14 - биполяр"ные группы тиристоров. В секциях11 и 12 шин подключены электродвигатели 15 и 16, фазы А, В и С трансформаторов 17 и 18 напряжения контролирующих напряжение яа линиях 3 и 4,. подключены к входам пороговых элементов 19-24, вьпсоды которых подключенык входам логического элемента 6 И-НЕ25 и к входам , В логических элементов ЗИ-НЕ 26.-28 входыкоторыхподключены к выходу логического элемента 25. Выходы логических элементов 26-28 .подключены к первым входам логических элементов 2 И-НЕ 29-31, вторые входы которых соединены с выходом пускового органа 32 для включениясекционных выключателей по факту отключения источника питания, а выходы - с входами генераторов 33-35 импульсов, выходы которых связаны сцепями унравлеяия. биполяряьпс групптиристоров 36-38, выход пусковогооргана подключен также к цепи включения контактного секционного выключателя 13.Пусковой орган 32 содержит реле39, включаемое блок-контактами вьпслючателей 7 или 8, замыкающимися при отключении выключателей.Устройство работает следующимобразом.В нормальном режиме работы системы электроснабжения выключатели 5-820 включены, секции шин 11 и,12 находят.ся под напряжением и осуществляютэлектроснабжение потребителей 15 и16, подключенных к секциям шин. Секционные тиристоряые выключатели 13 и 25 14 отключены и, таким образом, источникФ 1 фи 2 осуществляют раздельноепитание секций шин 11 и 12.Поскольку фазные напряжения источников 1 и 2 нормальны, то на выходах зО пороговых элементов 19 и 24 Формируется потенциал +5 В - логическаяединица. На входах логического элемента бИ-НЕ 25 также присутствуютлогические единицы, а на выходе формируется сигнал - логический нуль.Зтот сигнал присутствует на всехвходах Ф логических элемеятов 26-28,в связи с этим на их выходах присут"ствует логическая единица.1259413 1 О 3Поскольку выключатели 7 и 8 включены, то реле 39 обесточено и на выходе пускового органа 32 Формируется сигнал логической единицы.Соответственно на выходах логичес ких элементов 2 И-НЕ 29-31 присутствует потенциал логического нуля, соответствующий отключенному состоянию генераторов 33-35 импульсов котоФь рые запускаются только в случае, если на их выходе присутствует сигнал - логическая единица.Таким образом, в исходном состоянии генераторы 33-35 импульсов выключены и биполярные тиристоркые группы 15 36-38 ток не проводят.При повреждении со стороны одного из источников, например при однофазном коротком замыкакии фазы А 110 кВ в точке К со стороны источ ника 1, на выходе порогового элемента 19 Формируется логический нуль и появляется логическая единица на выходе системы 6 И-НЕ 25. При этом на входах логического элемента 26 25 и 28 собираются команды логических единиц, так как вход элемента 26 связан с неповрежденной Фазой С поврежденного источника и здоровой фазой С неповрежденного источника, а ЗО входы элемента 28 связаны с неповрежденной фазой В поврежденного ис-. точника и Фазой В неповрежденного источника. При этом на выходах логических схем 26 и 28 появляется сигнал - логический нуль. Соответственно на выходе схем 29 и 31 Формируется потен циал логической единицы и включаются генераторы 33 и 35 импульсов, лере водящие биполярные группы тирксторов Зб и 38 в проводящее состояние. После отключения повреждения во внешней сети и отключения источника 1 выклю" чателями 5 и 7 срабатывает пусковой 45 орган 32, включая все генераторы 33- 35 и секционный выключатель 13, шунтирующий биполярные группы тирксторов 36-38.Таким образом, при однофазном к.з 50 фазы А 110 кВ основного источника йа шинах 6 кВ резервного источника не подключается фаза, которая отстает на 120 О от поврежденной Фазы источника 1. Подобный принцип при постро. енин схемы (Фиг. 1) реализуется при однофазном к,з. любой фазы со сторо ны источника 1 или 2. На Фиг. 2 приведены векторные диаграммы, иллюстрирующие увеличение амплитуды векторов ЭДС прямой последовательности к уменьшение обратной последовательности ЭДС при кесимметричном подключении Фаз резервного источника. Это позволяет резко увеличить величину рабочего момента двигателей по сравнению с тормозным на интервале аварийного процесса и сохранить, таким образом, динамическчо устойчивость электродвигателей.На фиг. 2 показана векторная диагремма ЭДС для случая однофазного к.з, Фазы А 110 кВ со стороны источника 1. Звезда ЭДС в этом случае ста. новится несимметричной и представлена (Фиг. 2) векторами Е 11 (110) и ЕЬ (110). Разложение этой несимметричной системы ЭДС на симметричные составляющие дает две симметричные системы Е ц, (110), Е , (110) и Ес 1 (110)- прямой последовательности и Ео (110), Е(110) и Ес(110) - обратной пос" ледовательности (составляющие нулевой последовательности для упрощения ке показаны. Указанные последователькос" ти независимы друг от друга и, проходя через трансформатор 9 со схемой А- Ь - 11, преобразуются: при перехо- де со стороны звезды на сторону Ь трансформатора, обмотки которого соединены по группе/Ь -11, векторы прямой последовательности поворачиоваются ка 30 в направлении вращения векторов, а векторы обратной последовательности - на 30 в противоположном направлении; составляющие нулевой последовательности не трансформируются на сторону обмотки низшего напряжения.Таким образом,. на стороне секции шин 11 основного источника 2 будут (Фиг, 2) две системы ЭДС прямой последовательности - вектора Ец,(6,ОС); Е (6,ОС) и Ее (6,0 С) и обратной последовательности Е о (6,ОС); Е(6,ОС) и Е. (6,0 С).Сумма этих последовательностей ка шинах 11 показана векторами Е о (6,ОС), Е Ь (6,0 С) и Ес (6,ОС) . Как видно (Фиг. 2) эта система ЭДС несимметрична.При подключении резервного источника, в данком случае .источника 2, подключают фазы О и с, В этом случае диаграмма ЭДС (Фиг. 3) получается искусственно несимметричной и преоб5 12594 разуется на две системы симметричных ЭДС (Фиг. 3): Е о, (б,рЗ) ", Е о (6 рЗ) и Е, (б,рЗ) - прямой последовательности и Ео (6 эРЗ) э Е(6 РЗ) и Ес(бэРЗ) обратной последовательности.При включении двух несимметричных ЭДС (Фиг. 4), составляющая прямой последовательности возрастает - вектора Ео Еп, и Еа составляющие обратной последовательности находят О ся в противоФазе и взаимоуничтожаются.Аналогично происходит уменьшение обратной последовательности при одно фазном к,з. любой другой Фазы источников 1 или 2. Таким образом, до момента отклю-,чения повреждения в сети на шинахповрежденного источника поддержива Оется максимальное значение ЭДС прямой последовательности. После отключения поврежедния в питающей сетивыключателями 5 и 7 срабатываетпусковой орган 32 и включает все генераторы 33-35,все тиристорные ключи 36-38 и контактный выключатель 13,Использование шунтирующего контактного выключателя позволяет. уменьшить требования к перегрузочной способности тиристора секционного выключателя .14, что дополнительно повьппает надежность работыустройства,При двух- и трехфазных поврежде 35ниях устройство работает традиционным образом. Однако, учитывая высокое быстродействие и то, что однофазные к,з. 40в питающих линиях наиболее вероятнь 1,устройство имеет существенно болеевысокую надежность по сравненко сизвестными,Формула. изобретения Устройство для автоматического включения резерва в сети с электро" двигателями, содержащее два источника питания, подключенные к разным секциям шин, соединенных двумя параллельно включенными секционными выключателями, один из которых выполнен в виде биполярной группы тиристоров, другой - контактный, блок управления выключателями, содержащий генераторы импульсов, выходы которых связаны с цепями управления биполярных групп тиристоров. о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повьппения надежности, блок управления содержит шесть пороговых элементов, входы которых подключены к цепям напряжения всех фаз двух источников питания, логический элемент 6 И-НЕ, три логических элемента ЗИ-НЕ, три логических элемента 2 И-НЕ, пусковой орган для включения секционных выключателей по Факту отключения источника питания, выходы пороговых элементов одноименных фаз подключены к первым двум входам каждого из трех логических элементов ЗИ-НЕ, выходы всех пороговых элементов подключены также к входам логическо" го элемента 6 И-НЕ, выход которого подключен к трем входам логических элементов ЗИ-НЕ, выходы логических элементов ЗИ-НЕ подключены соответственно к первым входам каждого из трех логических элементов 2 И-НЕ, вторые входы которых подключены к выходу пускового органа, а выходй подключены соответственнок входам генераторов импульса, выход пускового органа подключен также к цепи включения контактного секционного выключателя.рект аро аказ 5133/54 Тир ж б 1 Подписн Производственно-полиграфическое предприятие, г, Уж л. Проектная,Сос Редактор И. Дербак ТехВНИИПИ Госуд по делам 35, Москва, авитель Н Пантелееваед Л.Олейник К рственного комитета СССРзобретений и открытий