Устройство автоматического включения резервного питания потребителей с двигательной нагрузкой

) (11) 16 02 3 9/06 с с ур".к й 1 Ъс.ОПИС ИЕ ИЗОБРЕТМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Я ТО нно рабо Гип м в нефтяноивостокнефть о СССР1980,ченко Н.В. о вво а требитеЭлекормация,(54) УСТРОЙСТВО АВТ ЧЕНИЯ РЕЗЕРВНОГО ПИ С ДВИГАТЕЛЬНОЙ НАГР (57) Изобретение от технике, в частност троснабжения промышл тий, и может быть и ройствах автоматиче МАТИЧАНИЯЭКОЙоситс КОГО ВКЛЮТРЕБИТЕЛЕ к электромам элек- предприявано в уст- ключения к сх ны польз кого,имеюне снабус ебителей вигатели электро ической скоростеи торможе значений угла рас и выдержку времен вычислениемния по фазе,з.п, ф-лы,ния пот электро резервного п щих синхронн допускающие жении и нар рерывов ния дин УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(71) Государственный институт попроектированию и исследовательски(53) 621.316.925(088.8) (56) Авторское свидетельств 9 708463, кл. Н 02 3 9/06,Сивокобыленко В.ф., Греб Быстродействующее устройств резерва для ответственных п лей с двигательной нагрузко тричество - М.: Экспресс-и 1 р 1, 1971, с. 56-59. тойчивости. Цель - обеспечение динамической устойчивости синхронных двигателей за счет повышения точностисинхронного включения, обеспечениесинхронного включения тихоходных двигателей, исключение воэможности включения резервного источника на к.з.,а также обеспечение работоспособностиустройства при потере питания от любого источника питания. При возникновении к.з. на любом из отходящих фидеров на выходе блока запрета появляется сигнал запрета на ввод резервногопитания, который снимается после отключения соответствующим выключателем отходящей линии с к.з. на ней.При возникновении к.з. на питающейлинии на выходе реле направления мощности появляется сигнал, осуществляющий блокировку, и иа выходе блока запрета сигнал запрета на ввод резервного питания не появляетея. Передвводом устройства в работу производятоперации, связанные с получением характеристик групповых выбегов двигателей для наибольшей и наименьшей ф1361676 15 20 30 35 40 45 50Ф м 55 Изобретение относится к электротехнике, в частности к схемам электроснабжения промышленных предприятий, и может быть использовано в устройствах автоматического включения резервного питания потребителей, имеющих синхронные электродвигатели, не допускающие перерывов в электроснабжении и нарушения динамической устойчивости.Цель изобретения - обеспечение динамической устойчивости синхронных двигателей за счет повышения точности синхронного включения, обеспечение синхронного включения тихоходных двигателей, исключение возможности включения резервного источника на короткое замыкание, а также обеспечение работоспособности устройства при потере питания от любого иэ источников питания:На фиг. 1 изображена структурная схема устройства автоматического включения резервного питания потребителей с двигательной нагрузкой; на Фиг. 2 - график, поясняющий работу устройства. Устройство содержит секции шин 1 и 2 потребителей, запитанные от разных источников через вводные выключатели 3 и 4, секционные выключатели 5 и 6, один из которых является быстродействующим и после включения второго секционного выключателя отключается, отходящие линии 7, 8, фазочувствительный орган 9 с двумя выходами 9, Фиксирующий потерю питания от основного источника, первый 10 и второй 11 трансформаторы напряжения, установленные на каждой секции шин, блок 12 управления вводными выключателями, блок 13 управления секционными выключателями, реле 14 и 15,направления мощности, установленные на каждом вводе, первый 16 и второй 17 блоки запрета на ввод резервного :питания, блок 18 синхронного включений, преобразрватель 19 импульсов, запоминающий блок 20, измерительный блок 21, блоки 22-27 распознавания короткого замыкания, установленные на каждой отходящей линии и на каждо вводе, регулируемый элемент 28 задержки, элемент 29 задержки. Трансформаторы 30 и 31 тока, к которым подключены токовые входы реле 14 и 15, установлены на питающих линиях. Нагрузкой линии 7 и 8 являются синхронные и асинхронные двигатели 32.фазочувствительный орган 9 реагирует на величину сдвига по фазе между напряжениями сети и ЭДС выбегающих электродвигателей больше допустимого,при превышении которого на одном иэего выходов появляется сигнал. Преобразователь 19 .импульсов предназначен.для обеспечения помехоустойчивости устройства, он.не реагирует наодиночные импульсы, и только припоступлении на его вход второго импульса из серии импульсов, имеющихопределенный период следования, навыходе преобразователя появляетсясигнал, Блоки распознавания короткого замыкания (к.з.) 22-27, установленные на отходящих линиях и на вво; дах, настраиваются на величину тока к.з. той линии, где они установлены. Блоки 16 и 17 запрета на ввод резервного питания определяют место возникновения к,з. При возникновении к.з. на любом из отходящих фидеров на выходе блока16 или 17 появляется сигнал запрета на ввод резервного питания, который снимается после отключения соответствующим выключателем отходящей линии с к.з. на ней; это обеспечивается вторым элементом задержки, величина которой выбирается несколько большей, чем время, необходимое для отключения к эПри возникновении к.з. на секции шин на выходе блока 16 или 17 появляется сигнал запрета на ввод резервного питания с задержкой, позволяющей подать команду на отключение вводного выключателя и осуществить запрет на включение секционного выключателя; это обеспечивается первым элементомзадержки, величина которой выбирается несколько большей, чем сумма времени отключения вводного выключателя и интервала времени от момента возникновения к.з. до появления сигнала на выходе преобразователя импульсов.При возникновении к.з. на питающей линии на выходе реле направления мощности появляется сигнал, осуществляющий блокировку, и на выходе .блока 16 или 17 сигнал запрета на ввод резервного питания не появляется.Устройство автоматического включения резервного питания потребителейнс двигательной нагрузкой работает следующим образом.Перед вводом устройства в работу снимают характеристики групповых вы 5 бегов электродвигателей, подключенных к секции, путем отключения вводного выключателя для наибольшей скорости торможения двигателей и для наименьшей скорости торможения двигателей 10 (фиг. 2), определяют по ним значения углов расхождения по фазе д ив определенный момент времени мчнвыбираемый из соотношения15 И П от КЛВЬ где С- время от момента исчезновения питания до момента появления сигнала на выходе пре образователя 19 импульсов;Вв - время отклонения вводного откл. ВВвыключателя.По характеристикам выбега определЯют вРеменаас и 1 м в момент 25 достижения углами / значения 360 соответственно для наибольшей и наименьшей скоростей торможения двигателей. Затем рассчитывают коэффициент К, характеризующий скорость торможения выбегающих двигателей минмакс-сд а макс мин 35 ЮО45 макс дькл.сВ р 50 поступают значения сРс, 1, К и Ю. Блок 18 синхронного включения производит расчет выдержки времени Лперед подачей команды на включение секционного выключателя от моменота времени С+Е и ( смакс сВр )К+и рассчитывают выдержку времени Л 1 перед подачей команды на включение секционного выключателя от момента времени ц для наибольшей скорости торможения двигателей. где С - время включения секционВкл. свного выключателя;С - время измерения величинь1 в измерительном блоке 21 (не превышает10 мс).Полученные значения К, сВ кс ипомещают в запоминающий блок 20.Операции, связанные с получением характеристик групповых выбегов двигателей для наибольшей и наименьшей скоростей торможения и вычислением значений К, сВ и дТ, производятмаксперед вводом устройства в работу. Наибольшую и наименьшую скорости торможения двигателей выбирают из реально существующих для данной сек-. ции шин по условиям загрузки, состава двигателей и режима их работы.При потере питания от основного источника в момент времени 1 (в случае ошибочного отключения питающей линии в голове или возникновения на ней к,з.) на запитанной от него секции шин действует ЭДС выбегающих синхронных и асинхронных электродвигателей. Фазочувствительный орган 9О каждые 10 мс производит сравнение по фазе между контролируемыми напряжениями и при превышении углом сдвига по фазе -заданного значения, которое выбирается минимально возможным, например, 5-10 , на его выходе появляется серия импульсов, период следования которых 10 мс. С приходом второго импульса этой серии, на выходе преобразователя 19 импульсов в момент временипоявляется сигнал, которыйипри отсутствии импульсов с выхода блоков 16 и 17 запрета на ввод резервного питания подает команду на отключение вводного, выключателя потерявшей питание секции шинВеличина Т не превышает 20 мс.Через время С к ВВ вводной выключатель отключается.После отключения вводного выключателя блоком 18 синхронного включения производится определение момента подачи команды на включение секционного выключателя следующим образом. Сигнал с выхода преобразователя 19 импульсов поступает в блок 29 задержки, По достижении времени 1 и (Т1+ + ) выдается сигнал в измериотк, ВВтельный блок 21, в котором производится измерение величины угла 1 расхождения по фазе между напряжениями сети и ЭДС выбегающих электродвигателей, причем на измерение затрачивается время С По сигналам с блока задержки взапоминающий блок 20 и измерительныйблок 21 с выходов блоков 20 и 21 навходы блока .18 синхронного включенияоно не учитывается,Формула изобретения 1. Устройство автоматического включения резервного питания потребителей с двигательной нагрузкой, содержащее секции шин потребителей, предназначенные для подключения к разным источникам через вводные выключатели, секционные выключатели, отходящие линии с подключенными к ним синхронными и асинхронными двигателями, Фазочувствительный орган с двумя выходами, фиксирующий потерю питания от основного источника, трансформаторы напряжения, установленные на каждой секции шин, блоки управления выключателями, два реле направления мощности, каждое из которых подключено к трансформатору тока, установленному на вводе, и к трансформатору .напряжения, блоки запрета на,ввод резервного питания, блок синхронного включения, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеСпечения динамической устойчивости синхронных электродвигателей 40 Полученная в результате расчетавеличина выдержки времени ВС, обеспечивается регулируемым элементом28 задержки. Сигнал с выхода регулируемого элемента 28 задержки при отсутствии импульсов с выхода устройств16 и 17 запрета на ввод резервногопитания подает команду на включениесекционных выключателей 5 и 6,При вычислении (с , - о) учитыВаЕтСЯ ЗНаК, т.Е. ЕСЛИоИ, ) С"т.е. торможение двигателей происходит быстрее, чем это было при снятиихарактеристики выбега, полученная, разность имеет знак минус и выдерж .ка времени Иуменьшается. Включение секционного выключателя происходит в момент времени С , когдаоИугол /=360 . Если же( с, д,о,т.е. торможение двигателей происходит медленнее, чемэто было при снятии характеристики выбега, выдержкавремени й и увеличивается. Включение секционного выключателя происходит в момент времени г. когда уголо игфФ равен 360Время, затрачиваемое блоком 18синхронного включения на вычислениезначения лй, не превышает 1 мс,поэтому при расчете величины дйи за счет повышения точности синхронного включения, обеспечения синхронного включения тихоходных электродвигателей исключения воэможности включения резервного источника на короткое замыкание, а также обеспеченияработоспособности устройства при потере питания от любого из источников,в него дополнительно введены преобразователь импульсов, запоминающийблок, измерительный блок, блоки распознавания короткого замыкания, установленные на каждой отходящей линии и на каждом вводе, регулируемыйэлемент задержки, элемент задержки, причем первые и вторыевходы измерительного блока ифазочувствительного органа соединенымежду собой и подключены соответственно к выходам первого и второготрансформаторов напряжения, а первый и второй Выходы Фазочувствительного органа подключены соответственно к первому и второму входам преобразователя импульсов, первый и вто;рой выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входамиблока управления вводными выключателями, а также с первым и вторым входами элемента задержки, первый ивторой выходы которого соединены со,ответственно с управляющим входомизмерительного блока и входом запоминающего блока, а их выходы подключены к первому и второму входам блокасинхронного включения, выход которого через регулируемый элемент задержки соединен с первым входом блока управления секционными выключателями, второй и третий входы которогосоединены соответственно с третьим ичетвертым входами блока управлениявводными выключателями и с выходамипервого и второго блоков запрета наввод резервного питания, установленных на каждой секции шин, причем первые, вторые и третьи входы каждого изних подключены соответственно к выходам блоков распознавания короткогозамыкания, установленных на отходящихлиниях, к выходу блока распознавания короткого замыкания, установленного на вводе, и к выходу реленаправления мощности, причем. блоксинхронного включения реализует функцию иомокс ифзервного питания через первыи элемент задержки подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с входом второго элемента задержки и с выходом второго элемента ИЛИ, входы которого подключен 1 к первым входам блока запрета на ввод резервного питания, выход первого элемента ИЛИ соединен с вторым входом элемента И, а выход второго элемента задержки соединен с К-входом триггера.3. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что блок управления вводными выключателями содержит первый и второй элементы И, первые входы которых подключены соответственно к первому и второму входам блока управления вводными выключателями, вторые входы элементов И соединены между собой и подключены к третьему входу блока управления вводными выключателями, четвертый вход которого соединен с третьими входами первого и второго элементов И, выходы которых подключены соответственно к первому и второму выходам блока управления вводными выключателями. 4. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что блок управления секционными выключателями содержит элемент И, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами блока управления секционными выключателями, а выход подключен к выходу блока управления секционными выключателями. 7 136167где з Т, - выдержка времени перед подачей команды на включениесекционного выключателя;о",с- угол расхождения на моментизмерения для максимальнонагруженной секции;- угол расхождения по фаземежду напряжением сети иЭДС выбегающих электродвигателей на момент измерения;0К - коэффициент, характеризующий скорость торможениявыбегающих двигателей;- выдержка времени перед по-дачей команды на включение 15секционного выключателя отмомента времени измерениядля максимально нагруженнойсекции,величина уставки фазочувствительного 20органа выбирается минимально допустимой по условию обеспечения помехоустойчивости, а измерение величин д"и / производится в одно и то же время после отключения вводного выключателя,2. Устройство по п.1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что блок запрета на ввод резервного питания содержит первый и второй элементы ИЛИ, 30первый и второй элементы задержки,элемент И, инвертор и триггер, выходкоторого подключен к выходу блока запрета на ввод резервного питания, авход соединен с выходом элемента И,первый вход которого через инверторподключен к третьему входу блока за-прета на ввод резервного питания,второй вход блока запрета на ввод ре 13616761361676 ии НОКГ Составитель В. Сидороведактор Н. Лазаренко Техред Л,Сердюкова илипенк орректор Заказ 6 О/54 ТВНИИПИ Гдсударпо делам из 13035, Москва, Ж исное аж 618 Подпвенного комитета СССРретений и открытий35, Раушская наб., д. 4/5 Произ твенно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4