Устройство для автоматического включения резервного питания потребителей

 

Использование: в устройствах автоматического включения резервного питания потребителей с синхронными двигателями. Сущность изобретения: при возникновении несимметричных коротких замыканий в питающей линии за счет несимметрии междуфазных напряжений срабатывает реагирующий орган в зависимости от сигналов на выходе введенных миниселектора и максиселектора. Уставки этих селекторов по минимальным относительным напряжениям срабатывания для несимметричных и симметричных снижений напряжений основного источника регулируется в делителях напряжения. Устройство повышает чувствительность и быстродействие автоматического включения резерва. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам автоматического включения резервного (АВР) питания потребителей с синхронными двигателями.

Известны реле минимального и максимального напряжения для устройства АВР типа РН-54 и РН-53, содержащие преобразователь переменного напряжения в постоянное и реагирующий орган, выполненный в виде электромагнитного реле [1]. Эти реле имеют большое потребление по цепям переменного напряжения из-за ограниченной чувствительности реагирующего органа, выполненного в виде электромагнитного реле, а также ограниченное быстродействие.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и принятым за прототип является устройство для АВР-питания потребителей с синхронными двигателями (CD), содержащее несколько (два или три) реле минимального напряжения, включающих преобразователь переменного напряжения в постоянное и реагирующий орган, входами подключенных к фазам напряжения секции шин основного источника питания, реле максимального напряжения, включающее преобразователь переменного напряжения в постоянное и реагирующий орган, входом подключенное к напряжению секции шин резервного источника питания, причем выходы реле минимального и максимального напряжения через последовательно включенные их контакты и блок управления подключены к вводному и секционному выключателям [2].

Недостатками этих устройств являются ограниченные чувствительность и быстродействие при возникновении несимметричных КЗ (однофазных, двухфазных на землю) в питающей линии, подключенной к секции шин через рабочие трансформаторы со схемой соединения, например, звезда-треугольник, которые могут сопровождаться незначительным снижением напряжений на контролируемой секции шин подстанции. Например, при однофазных КЗ в сетях 110-220 кВ, которые составляют примерно 75-85% всех случаев КЗ, два линейных напряжения изменяются весьма незначительно (до 10%), а третье напряжение снижается существенно - примерно на 50-70%.

Повышение чувствительности реле минимального напряжения в известном устройстве (например, до 0,9 U_ном) не допустимо из-за необходимости отстройки от снижений напряжений в сети (например, при длительном пуске СД, питаемых от рабочих трансформаторов с расщепленной обмоткой). При длительном существовании несимметричных КЗ у СД существенно увеличивается внутренний угол, приближаясь к критическому значению, и после отключения КЗ в цепи питания СД почти сразу же могут выпасть из синхронизма, а последующее даже быстродействующее АВР не может сохранить его устойчивую работу. Последнее вызывает необходимость гашения поля у данных двигателей и замедленное АВР для исключения их противофазного включения, что существенно увеличивает ущерб у потребителей с синхронной двигательной нагрузкой.

Цель изобретения - повышение чувствительности и быстродействия устройства.

Это достигается тем, что устройство АВР питания потребителей с двигательной нагрузкой, содержащее первый, второй и третий преобразователи переменного напряжения в постоянное, входы которых подключены к фазам напряжения секции шин основного источника питания, четвертый преобразователь переменного напряжения в постоянное, входы которого подключены к напряжению секции шин резервного источника питания, реагирующий орган, выход которого подключен через блок управления к вводному и секционному выключателям, дополнительно содержит максиселектор, миниселектор, первый и второй делители напряжения и разделительный диод, причем входы максиселектора и миниселектора подключены к выходам первого, второго и третьего преобразователей напряжения, первый вход реагирующего органа подключен к выходу миниселектора, второй вход реагирующего органа подключен к выходу максиселектора через первый делитель напряжения, а выход четвертого преобразователя напряжения подключен к входу первого делителя напряжения через последовательно включенные второй делитель напряжения и разделительный диод.

Сущность изобретения заключается в ведении максиселектора, миниселектора, первого и второго делителей напряжения и разделительного диода, включенных так, что повышается чувствительность к несимметричным КЗ при достаточном загрублении к симметричному снижению напряжений в сети в нормальных (например, в пусковых) режимах питания СД.

Блок-схема предлагаемого устройства приведена на фиг.1; пример реализации преобразователей переменного напряжения в постоянное, миниселектора, максиселектора и делителей напряжения на фиг.2, где 1 - источник питания на высокой стороне питающего напряжения, 2 и 3 - первый и второй головные выключатели на питающих линиях, 4 и 5 - первая и вторая питающие линии, 6 и 7 - первый и второй рабочие трансформаторы напряжения, 8 и 9 - первый и второй вводные выключатели, 10 - секционный выключатель, 11 и 12 - первая и вторая секции шин, 13 и 14 - первый и второй измерительные трансформаторы напряжения, 15, 16, 17 и 19 - первый, второй, третий и четвертый преобразователи переменного напряжения в постоянное, 18 - блок управления, 20 - блок выделения минимальной величины - миниселектор, 21 - блок выделения максимальной величины - максиселектор, 22 и 23 - первый и второй делители напряжения, 24 - разделительный диод, 25 - реагирующий орган, выполненный, например, на операционных усилителях, 26 - потребители (СД).

Первый 15, второй 16 и третий 17 преобразователи подключены к напряжениям фаз АВ, ВС и СА секции шин 11 основного источника питания, четвертый преобразователь 19 подключен к напряжению фаз АВ секции шин 12 резервного источника питания. Входы максиселектора 21 и миниселектора 20 подключены к выходам первого 15, второго 16 и третьего 17 преобразователей. Первый вход реагирующего органа 25 подключен к выходу миниселектора 20, второй вход реагирующего органа - к выходу максиселектора 21 через первый делитель 22 напряжения. Выход четвертого преобразователя 19 подключен к входу первого делителя 22 напряжения через последовательно включенные второй делитель 23 напряжения и разделительный диод 24.

В нормальном режиме выключатели 2, 3, 8, 9 включены, а выключатель 10 отключен. При этом на выходах преобразователей 15, 16, 17, 19 формируются напряжения постоянного тока примерно одинаковой величины. На выходах блоков 20 и 21 выделяются напряжения, пропорциональные соответственно минимальной U_мин и максимальной U_макс из трех междуфазных величин напряжения основного источника, поэтому в симметричном режиме эти напряжения примерно равны друг другу. На выходе первого делителя 22 напряжения имеется при этом напряжение, определяемое уставкой делителя 22 и равное, например, 0,9 U_макс, которое меньше минимального напряжения U_мин, а реагирующий орган 25 находится в несработанном состоянии.

При возникновении несимметричного КЗ в питающей линии 4 хотя бы одно из междуфазных напряжений уменьшается, поэтому напряжение U_мин на выходе блока 20, пропорциональное этому напряжению, также уменьшается и становится меньше напряжения на выходе блока 22 (например, U_мин < 0,9 U_макс). При этом реагирующий орган 25 срабатывает и через блок 18 управления отключает выключатель 8 и включает выключатель 10, переключая таким образом потребители 26 на резервный источник питания.

В нормальном режиме на выходе второго делителя 23 напряжения имеется напряжение, определяемое уставкой делителя 23 и равное, например, 0,7 U_ном при номинальном напряжении резервного источника. При возникновении трехфазного КЗ в питающей линии 4 основное напряжение на секции шин 11 уменьшается до величины, меньше 0,7 от резервного напряжения. Так как при этом максимальное напряжение, выделяемое на выходе блока 21, становится меньше напряжения, выделяемого на выходе блока 23, то разделительный диод 24 открывается, а на втором входе реагирующего органа 25 устанавливается опорное напряжение, равное 0,7 от резервного напряжения. Так как при этом напряжение U_мин на выходе блока 20 также уменьшается до значения U_мин < 0,7 U_рез, то реагирующий орган 25 срабатывает и через блок 18 управления переключает потребитель на резервный источник питания.

Установки по минимальным относительным напряжениям срабатывания для несимметричных и симметричных снижений напряжений основного источника могут легко регулироваться в блоках 22 и 23.

Особенность устройства заключается в том, что оно отстроено от симметричных снижений напряжений на секции шин основного источника относительно резервного источника (например, до величины 0,7 U_ном) и при этом имеет повышенную чувствительность к несимметричным КЗ, так как может реагировать на величину несимметрии, например, более 10%. Предложение повышает чувствительность и быстродействие устройства для АВР при возникновении несимметричных КЗ. Кроме того, предлагаемое устройство проще известного устройства, так как содержит уменьшенное количество реагирующих органов (в 3-4 раза). Все это повышает надежность электроснабжения СД и существенно уменьшает технологический ущерб у потребителей.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ВКЛЮЧЕНИЯ РЕЗЕРВНОГО ПИТАНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ с синхронными двигателями, содержащее первый, второй и третий преобразователи переменного напряжения в постоянное, входы которых подключены к фазам напряжения секции шин основного источника питания, четвертый преобразователь переменного напряжения в постоянное, входы которого подключены к напряжению секции шин резервного источника питания, реагирующий орган, выход которого подключен через блок управления к вводному и секционному выключателям, отличающееся тем, что оно снабжено максиселектором, миниселектором, первым и вторым делителями напряжения и разделительным диодом, причем входы максиселектора и миниселектора подключены к выходам первого, второго и третьего преобразователей напряжения, первый вход реагирующего органа подключен к выходу миниселектора, второй вход - к выходу максиселектора через первый делитель напряжения, а выход четвертого преобразователя напряжения подключен к входу первого делителя напряжения через последовательно включенные второй делитель напряжения и разделительный диод.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2