Устройство для автоматического включения резерва в сети с электродвигателями

 

Изобретение относится к системам электроснабжения с мощными синхронными электродвигателями, осуществляющими электропривод электроприемников, не терпяпдах перерыва в электроснабжении . Цель изобретения - повышение надежности. В нормальном режиме выключатели 5-8 включены, секции шин 11 и 12 питают потребители 15 и . (Л

союз совктсних социАлистичесних щей Блин

„.80„„1 25941

А1 (gg 4 Н 02 J 9/06

/

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, - Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3826782/24-07 (22) f 8. 12. 84 (46) 23. 09. 86. Бюл. Ф 35 (71) Ленинградское проектно-экспериментальное отделение Всесоюзного научно-исследовательского института

"Проектэлектромонтаж" (72) Г.М.Рубашов, P.Ì.Витенберг, А.Г.Безденежных и И.C.Ñàäîâñêèé (53) 621.316.925(088.8) (56) Постников Н.П., Рубашов Г.М.

Электроснабжение промышленных предприятий. — Л.: Стройиздат, 1980, .с. 322.

Авторское свидетельство СССР 505083, кл. Н 02 д 3/00, 1970.

Авторское свидетельство СССР

В 847432, кл. Н 02 3/00, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

ВКЛЮЧЕНИЯ РЕЗЕРВА В СЕТИ С ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯМИ (57) Изобретение относится к системам электроснабжения с мощными синхронными электродвигателями,"осуществляющими электропривод электроприемников, не терпящих перерыва в электроснабжении. Цель изобретения - повышение надежности. В нормальном режиме выключатели 5-8 включены, секции шин 11 и 12 питают потребители f5 zr .

16 ° Секционные тиристорные выключаттели 13 и 14 отключены. При повреждении одного из источников яа выходе порогового элемента 19 появляется сигнал "0" и появляется "1" на выходе

6 элемента И-НЕ 26. На входах элемента ЗИ»НЕ 26 и 28 появляется "1", так как вход элемента 26 связан с неповрежденной фазой повреждеяяого источника и здоровой той же фазой неповрежденного источника. Виполярные

59413 группы тиристоров 36 и 38 включаются.

После отключения повреждения и отключения источника 1 срабатывает пуско вой 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 поврежденной о .фазы источника 1. 4 ил..

Изббретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электроснабжения с мощными синхронныяи электродвигателями, осуществляющими электропривод электро,:,приемников, не терпящих перерыва в электроснабжении.

Цель изобретения - повышение надежности.

На фяг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2-4, векторные диаграммы ЭДС.

Устройство содержит два источника

1 и 2 питания, две питающие линии

3 и 4, например, по 110 кВ, выключатели 5-8 два понижающих трансформатора 9 и 10, две секции шин 11 и

12, например 6,3 кВ и секционные выключатели 13 и 14. При этом в качестве секционного выключателя 13 используют электромеханический (контактный) выключатель, а в качестве секционного выключателя 14 — биполярные группы тиристоров. В секциях 11 и 12 шин подключены электродвигатели 15 и 16, фазы А, В и С трансформаторов 17 и 18 напряжения„ контролирующих напряжение яа линиях Зи 4, . подключены к входам пороговых элементов 19-24, выходы которых подключены к входам логического элемента 6И-НЕ

25 и к входам $, 8 логических элементов ЗИ-НЕ 26-28, входы которых подключены к выходу логического элемента 25.

Выходы логических элементов 26-28 .подключены к первым входам логических элементов 2И-HF. 29-31, вторые входы которых соединены с выходом пускового органа 32 для включения секционных выключателей по факту отключения источника питания, а выходы — с входами генераторов 33-35 импульсов, выходы которых связаны с цепями управления. биполярных групп тиристоров 36-38, выход пускового органа подключен также к цепи включе ния контактного секционного выключателя 13.

Пусковой орган 32 содержит реле

39, включаемое блок-контактами вьпслючателей 7 или 8, замыкающимися при отключении выключателей.

Устройство работает следующим образом.

В нормальном режиме работы системы электроснабжения выключатели 5-8

20 включены, секции шин 11 и,12 находятся под напряжением и осуществляют электроснабжение потребителей 15 и

16, подключенных к секциям шин. Секционные тиристоряые выключатели 13 и

25 14 отключены и, таким образом, источ. ники 1 и 2 осуществляют раздельное питание секций шин 11 и 12.

Поскольку фазные напряжения источ. ников 1 и 2 нормальны, то на выходах

ЗО пороговых элементов 19 и 24 формируется потенциал +5  — логическая единица. На входах логического элемента 6И-НЕ 25 также присутствуют логические единицы, а на выходе фор35 мяруется сигнал — логический нуль

Зтот сигнал присутствует на всех входах (логических элемеятов 26-28, в связи с этим на их выходах присутствует логическая единица.

f2594i3

3

Поскольку выключатели 7 и включены, то реле 39 обесточено и на выходе пускового органа 32 формируется сигнал логической единицы.

Соответственно на выходах логичес- g ких элементов 2È-HE 29-31 присутствует потенциал логического нуля, соответствующий отключенному состоянию генераторов 33-35 импульсов котоФ ь 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- 20 ника 1, на выходе порогового элемента 19 формируется логический нуль и появляется логическая единица на выходе системы бИ-НЕ 25. При этом на входах логического элемента 26 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 з0 входы элемента 28 связаны с неповl режденной 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 н 31 формируется потен. циал логической единицы и включаются генераторы 33 и 35 импульсов, лере- 40 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 4s орган 32, включая все генераторы 3335 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 б кВ резервного источника не подключается фаза, которая отстает на 120О от поврежденной фазы источника 1. Подобный принцип при постро- 55 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, динамическую 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 становится несимметричной и представлена {фиг. 2) векторами Е (110) и

Ес (110). Разложение этой несимметричной системы ЭДС на симметричные составляющие дает две симметричные системы Ец, (110), Е, (110) иЕ (110)прямой последовательности и Eö (110), Е (110) и Ec„ (f 10) — обратной пос-" ледовательности (составляющие нулевой последовательности для упрощения не показаны. Указанные последовательности независимы друг от друга и, проходя через трансформатор 9 со схемой

А- Ь вЂ” 11, преобразуются: при перехо- де со стороны звезды на сторону Ь трансформатора, обмотки которого соединены по группе Р /Ь -11, векторы прямой последовательности поворачио ваются 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 E„ (б,ОС) и обратной последовательности Е 0 (6,ОС);

E в (6,0С) и Е „(6,0Ñ) .

Сумма этих последовательностей на шинах 11 показана векторами Е „ (6,0С}, Е (6,0С} и Ес (6,0С). Как видно (фиг. 2} эта система ЭДС несимметрична.

При подключении резервного источника, в данком случае .источника 2, подключают фазы о и c . В этом случае диаграмма ЭДС (фиг. 3) получается искусственно несимметричной и преобS 12594 разуется на две системы симметричных

ЭДС (фиг. 3): E„,,(6,РЗ) ", Е >< (6 Äp3) и

Е», (б,p3) — прямой последовательности и Р az (6,РЗ), Е ьг (6,РЗ) и Eqz(6 p3) обратной последовательности.

При включении двух несимметричных

ЭДС (фиг. 4), составляющая прямой последовательности возрастает — вектоРа Ео,, Еь, и Е,, а составлЯющие обратной последовательности находят- 1О 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 s сети на шинах поврежденного источника поддержива- 2р ется максимальное значение ЭДС прямой последовательности. После отключения поврежедния в питающей сети выключателями 5 и 7 срабатывает пусковой орган 32 и включает все re- 25 нераторы 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 работы устройства, При двух- и трехфазных поврежде35 ниях устройство работает традиционным образом.

Однако, учитывая высокое быстродействие и то, что однофазные к.з. 40 в питающих линиях наиболее вероятны, устройство имеет существенно более высокую надежность по сравненко с известными

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 6И-НЕ, три логических элемента ЗИ-HF, три логических элемента 2И-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 логического элемента 6И-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 2И-НЕ, вторые входы которых подключены к выходу пускового органа, а выходы подключены соответственно к входам генераторов импульса, выход пускового органа подключен также к цепи включения контактного секционного выключагеля.

1 259413

1259413

Составитель Н Пантелеева

Техред Л.Олейник Корректор М. Шароши т

Тираж б12 Подписное

Редактор И. Дербак

Заказ 5133/54

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.. 4!5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4