Устройство для автоматического ввода резервного источника переменного напряжения

Устройство для автоматического ввода резервного источника переменного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ВВОДА РЕЗЕРВНОГО ИСТОЧНИКА ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее два формирователя прямоугольных импульсов и блок анализа аварий, отличающееся тем, что, с целью повышения его быстродействия и надежности , оно снабжено блоком функциональных операций, генератором стабильной частоты, блоком сравнения и блоком измерения скорости изменения угла, к первым входам формирователей прямоугольных импульсов подключены датчики контролируемых напряжений , а к вторым их входам - выходы генератора стабильной частоты, блок , функциональных операций состоит из двух элементов НЕ, трех элементов И, элемента ИЛИ и элемента ИЛИ-НЕ, причем к первому входу блока функционйльных операций через первый элемент НЕ подключены первый элемент И,первые входы второго и третьего элементов И и первый вход элемента ИЛИ-НЕj к второму входу блока функциональных операций подключены через второй элемент НЕ второй вход второго элемента И, вторые входы первого и третьего элементов И и второй вход элемента ИЛИ-НЕ, третий вход третьего элемента И подключен к третьему входу блока функциональных операций , к выходам первого и второго элементов И подключен первый элемент ИЛИ, выход которого является первым выходом блока функциональных операций , а выходы элементов ИЛИ-НЕ. и третьего элемента И являются соответ ственно вторым и третьим выходами блока функциональных операций;блок сравнения состоит из триггерного распределителя , входы которого являются соответственно первым и вторым входами блока сравнения, а к выходу подс ключен первый вход счетно-сравнивающего элемента, выходы которого являются первым и вторым выходами блока сравнения соответственно, к второму входу блока сравнения подключен второй вход счетно-сравниваю ,щего элемента, третий вход которого, является третьим входом блока срав-/ нения; блок измерения скорости изменения угла состоит из элемента оперативной памяти, вход которого 05. является входом блока измерения г скорости изменения угла, к которому О) подключен один вход дешифратора,второй вход которого соединен с выходом элемента оперативной памяти, ;а выход, является выходом блока измерения скорости изменения угла; блоканализа аварий состоит из логических элементов ИЛИ, ИЛИ-НЕ и двух цепочек последовательно соединенных логических элементов И,элемента памяти и логического элемента И-НЕ, выходы которых являются первым и вторым выходами блока анализа аварий, первым и вторым

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ÄÄSUÄÄ 1010696

g(51) Н 02 J 9/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ л"— .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСВ ВУ (2 1) 3226690/24-07 (22) 08.10.80 (46) 07.04.83. Бюл. М 13 (72) М.И.Стальная, С.А.Банкин, С.А.Коновалов и Э.Ф.Шевляков (71} Алтайский политехнический институт им. И.И.Ползунова (53) 621 ° 316.925 {088.8} (56) 1. Авторское свидетельство СССР

OÃ 708463,кл. Н 02 J 9/06, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

11 663023, кл. Н 02 J 9/06,,1977. (54) {57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ВВОДА РЕЗЕРВНОГО ИСТОЧНИКА ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее два формирователя прямоугольных иипульсов и блок анализа аварий, о т л и— ч а ю щ е е с я теи, что, с целью повышения его быстродействия и надежности, оно снабжено блоком функциональных операций, генераторои стабильной частоты, блокои сравнения и блоком измерения скорости изменения угла, к первым входам формирователей прямоугольных импульсов подключены датчики контролируемых напряжений, а к вторым их входам — выходы генератора стабильной частоты, блок функциональных операций состоит из двух элементов НЕ, трех элементов И, элемента ИЛИ и элемента ИЛИ-НЕ, причем к первому входу блока функциональных операций через первый элемент

НЕ подключены первый элемент И, первые входы второго и третьего элеиентов

И и первый вход элемента ИЛИ-НЕ, к второму входу блока функциональных операций подключены через второй элемент НЕ второй вход второго элемента И, вторые входы первого и третьего элементов И и второй вход элемента ИЛИ-НЕ, третий вход третьего элемента И подключен к третьему входу блока функциональных опера" ций, к выходам первого и второго элементов И подключен первый элемент

ИЛИ, выход которого является первым выходом блока функциональных операций, а выходы элементов ИЛИ-НЕ и третьего элемента И являются соответственно вторым и третьим выходами блока функциональных операций;блок сравнения состоит из триггерного распределителя, входы которого являются соответственно первыи и вторыи входами блока сравнения, а к выходу под- а

В ключен первый вход счетно-сравнивающего элемента, выходы которого являются первым и вторым выходами блока сравненил соответственно. к второму входу блока сравнения подключен второй вход счетно-сравниваю.щего элемента, третий вход которого в является третьим входом блока сравнения; блок измерения скорости изменения угла состоит из элемента < р оперативной памяти, вход которого р является входом блока измерения скорости изменения угла, к которому подключен один вход дешифратора,второй вход которого соединен с выходом элемента оперативной памяти,;а выход, является выходом блока измерения скорости изменения угла; блок анализа аварий состоит из логических элемен- В тов ИЛИ, ИЛИ-HE и двух цепочек последовательно соединенных логических элементов И, элемента памяти и логического элемента И-НЕ, выходы которых являются первым и вторым выходами блока анализа аварий, первым и вторым

1010ь 6 входами которого являются входы элемента ИЛИ, третьим и четвертым - входы первого и второго элементов И соответственно, пятым и шестым входа ми — входы элемента ИЛИ-НЕ, причем выход элемента ИЛИ подключен к вторым входам элементов И, к вторым входам элементов памяти, выход элемента ИЛИ-ME соединен с третьими входами элементов памяти, четвертые входы которых соединены с выходами элементов памяти параллельной цепочки; первый и второй входы блока функциональных операций подключены соответственно к выходам первого и второго формирователей прямоугольных импульсов, третий вход блока функциональных операций подключен к выходу. генератора стабильной частоты, а вы1

Изобретения относится к противоаварийной автоматике электроснабже:. ния и может быть использовано в качестве быс родействующего органа для автоматического ввода резерва (ABP ) различных потребителей, не допус- кающих перерывов в электроснабжении, .особенно на подстанциях с синхронной, нагрузкой.

Известно устройство для автомати, ческого включения резервного источника питания, реализующее известный способ автоматического включения питания потребителей, состоящее из фазочувствительного блока, подключенного через трансформаторы напряжения к резервному и основному источникам питания, частотного блока, подключенного через трансформатор напряжения к основному блоку, блока сравнения, к входам которого подключены фазочувствительный и частотный блоки, а выход соединен с блоком автоматического включения резерва (! ).

Известное устройство обладает невысоким быстродействием, так как Bbtход из строя основного источника определяется по достижению углом между векторами напряжений основного и резервного источников питания 120-150 ходы блока функциональных операций подключены соответственно к трем входам блока сравнения, первый выход которого соединен через блок измерения скорости изменения угла с первым входом блока анализа аварий, к второму входу которого подключен второй выход блока сравнения, к третьему и четвертому входам - соответственно выходы первого и второго формирователей прямоугольных импульсов, пятый и шестой входы предназначены для подключения к выходам защит первой и второй секций шин, а выходы блока анализа аварий предназначены для подключения к цепям отключения,выключателей питания первой и второй секций шин.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для автоматического ввода резервного источника переменного напряжения, имеющее анализатор величин контролируемых напряжений, два блока анализа напряжений и частоты источников $2 ).

Известное устройство в качестве параметров оценки работы источника питания использует напряжение и частоту, которые медленно изменяются при повреждении источника, что снижает его быстродействие.

Кроме того, надежность устройства понижена за счет использования для формирования прямоугольных импульсов в анализаторе частоты ждущего бло" кинг-генератора, который в результате скачка входного напряжения, изменения температуры и других параметров может перейти в режим автогенерации.

Цель изобретения - повышение быстродействия и надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для автоматического ввода резервного источника переменного напряжения, содержащее два формирователя прямоугольных импульсов и блок анализа аварий, снабжено блоком функциональных операций, генератооом стабильной частоты, блоком с

g c>

Q!

3 1010696 ф сравнения и блоком измерения ско- рого являются входы элемента ИЛИ, рости изменения угла, к первым входам третьим и четвертым - входы первОго формирователей прямоугольных импуль- и второго элементов И соответственно, сов подключены датчики контролируемых пятым и шестым входами — входы эленапряжений, а к вторым их входам — 5 мента ИЛИ-НЕ, причем выход элемента выходы генератора стабильной частоты: ИЛИ подключен к вторым входам элеблок функциональных операций состоит ментов И, к вторым входам элементов из двух элементов НЕ, трех элементов памяти, выход элемента ИЛИ-НЕ соеИ, элемента ИЛИ и элемента ИЛИ-НЕ, динен с третьими входами элементов причем к первому входу блока функци- to памяти, четвертые входы которых ональных операций через первый эле - соединены с выходами элементов ламент НЕ подключены первый элемент И, мяти параллельной цепочки, первый первые входы второго и третьего экие- и второй входы блока функциональных ментов И и первый вход элемента операций подключены соответственно

ИЛИ-НЕ, к второму входу блока функ- >5 к выходам первого и второго формироциональных операций подключен чеоез вателей прямоугольных импульсов, второй элемент HE второй вход второ» третий вход блока функциональных го элемента И, вторые входы первого операций подключен к выходу генераи третьего элементов И и второй вход тора стабильной частоты, а выходы элемента ИЛИ-НЕ, третий вход третье- g0 блока функциональных операций го элемента И подключен к третьему соответственно к трем входам блока входу блока функциональных операций, сравнения, первый выход которого сок выходам первого и второго элементов единен через блок измерения скорости

И подключен первый элемент ИЛИ, вы- изменения угла с первым входом блока ход которого является первым вы- g5 анализа аварий, к второму входу котоходом блока функциональных операций, рого подключен второй выход блока а выходы элементов ИЛИ-НЕ и третьего сравнения, к третьему и четвертому элемента И являются соответственно входам соответственно выходы первовторым и третьим выходами блока функ- го и второго формирователей прямоциональных операций, блок сравнения 30 угольных импульсов, пятыи и шестои состоит из триггерного распределите- входы предназначены для подключения ля, входы которого являются соответ- к выходам защит первым и второи секственно первым и вторым входами блока ций шин, а выходы блока анализа авасравнения, а к выходу подключен пер- рий предназначены для подключения к вый вход счетно-сравнивающего эле- цепям отключения выключателей питания

35 мента, выходы которого являются первои и второи секции шин. первыми и вторым выходами блока сравнения соответственно,к второму На фиг.1 представлена структурная входу блока сравнения подключен вто- схема предлагаемого устройства; на рой вход счетно-сравнивающего эле- фиг.2 — схема блока анализа аварии;

40 мента, третий вход которого является на Фиг.3 — схема блока функциональтретьим входом блока сравнения; блок ных операций; на фиг.4 - схема блока изМерения скорости изменения у ла сравнения; на фиг.5 — схема блока состоит из элемента оперативной па- измерения скорости изменения угла; мяти, вход которого RBllRBTGR входом на фиг,б- диаграммы, поясняющие .45 блока измерения скорости изменения работу блока функциональных операугла,к которому подключен один вход ций а - трехфазное напряжение ре" дешифратора, второй вход .которого зервного источника; б — трехфазное соединен с выходом элемента оператив- напряжение основного источника; ной памяти, а выход является выходом в - последовательность импульсов блока измерения скорости изменения

50 на выходе первого формирователя пряугла, блока анализа аварий состоит моугольных импульсов (,Х1}; г — послеиз логических элементов ИЛИ, ИЛИ-НЕ довательность импульсов на выходе и двух цепочек последовательно сое- . второго формирователя импульсов Х, диненных логических элементов И, эле- д - последовательность импульсов ломента памяти и логического элемента 55 гической функции Х„-X (. Kîíúþíêöèÿ);

И-НЕ, выходы которых являются первыми е — последовательность импульсов и вторым выходами блока анализа ава- логической функции Х1 Х Ч, где Ч рий, первым и вторыми входами кото- последовательность импульсов с час1010696

5 г«той 3-5 кГц, сформи-;.ова...«.; бло-ком функциональных операций из «-«а- пряжения генератора эталонной частоты и синхронизированных передним фронтом имг«ульсов логической функции Х., М, ; ж - последовательность импульсов логической функции Х + Х jстрелка

Пирса); з — последовательность импульсов логической функции Х„+ М, (неравнозначность/. .о

Устройство содержит два формироьа" теля 1 и 2 прямоугольных импуг«ьсов, предназначенных для формирования прямоугольных импульсов длительностью

30 эл.град. в момент прохождения каж- «5 дой фазой напряжения первой и второй секции через нуль. Выходы фор««««рoвателей 1 и 2 прямоугольных импульсов подключены к блоку 3 функциональных операций. устройство имеет такж- гене= .ратор «« стабильной частоты 100 «;Гц,,,первый выход которого подключен к выходам формирователей 1 и 2 прямоугольных импульсов, а второй к блоку 3 фун«сциональных ог«ерзций. З

Устройство снабжено также блоком 5 сравнения, с тремя входами ко.«орого соединен блок 3 функцио««аль«:ы:;.

«операций, блоком 6 измерен"я скорости изменения угла блоKoi / а..а.=из=. .ц

«аварий : первому входу котово:О по«« кл«очен блок 6 измерения скopocr!-i изменения угла„ к второму -- б.;ic,<

5 сравнения, а к треть".I«ó и:-.=.гаертому входам - фор««ироватег«««««и 2 прямоугольных импульсов.

Блок / анализа аварий состоит из логических элементов ИЛИ 8, ИЛИ-HE

9 и двух цепочек последовательно соединенных логическ«их элемен)-ов, каждая из которых содержит элемент

И 10 (11 ), элемент 12 (13 «:".амят«« и логический элемент И-КЕ 1г«,15,выходы которых являются первым ": вто-. рь«м выходами блока 7 анализа авар« .й«.« .«. .":: 45 первым и вторым входами которого являются входы элемента ИЛИ 8, третьим и четвертым - входы перво«-о и второго элементов И 10, 11 соответстзенно, пятым и шестым входами — входы элемен«т

«те.ИЛИ-НЕ 9,причем выход элемента ИЛИ . 8 подключен к вторым входам элементов

И 10, 11,, к вторым входам элементов

12 и 13 памяти, выход злемен«а ИЛИ-НЕ

9 соединен с третьими входами элемен-гГтов 12 и 13 памяти, четвертые вхо. ды которых соединены с выходами зл...— ..ментов 12 и 13 памяти параллельной цепочки.

В«,,к 3 функциональных операций

-Q«,òo.-«ò из двух элементов HE 16 и

1« ., грех элементов И 18, 19 и 20, зт«емента ИЛИ 21 и элемента ИЛИ-HE 22, приме«: к первому входу блока 4 Функ«.«ио«-.-. .-ьнь,х Операций через первый элемент HE 16 подключен первый элемент

И :8, первый вход второго и гре1ьего элементов И 19, 20 и ервый вход элемента ИЛИ-HE 22, к второму входу блока функциональных операций 3 подключен через второй элемент НЕ 17, второй вход второго элемента И 19, вторые входы первого и третьего элементов

И 18., 20 и второй вход элемента

ИЛИ-HE 22, третий вход третьего элемента И 20 подкл«очен к третьему входу бло :, †; функционаЛЬных операций 3, к Bbl):op:и первого и второго злеменГсв и 1uii -. подключен элемент ЛЛИ 21 выход кс- орого является первым вы.= ходом блока 3 функциональных операций., а ьыходы элементов ИЛИ-КЕ 22 и третьего элемента И 20 являются

СОО« вет ---венно вторым и третьим выходами блока 3 фу««кциональнь«х onepav è:."

Влок ); ",)двнения сосч Сит из триг

ep!.-:"... o распределителя 23, .входы ко О,po. . = .««ëÿ«) I ся сООтве гств .", o пер вым и вторым входами блока - ".-„-авнения .. K выходу подкл«очен первый

:., д с етно-сравнивающего элемента

= b!x )pI=! кОтОрогО являются первым вторы««входо««блока 5 сравнен;-,v. соотнет:«твенно, к второму входу бло .а:;равнения подключен второй вход

"-:=ii:-: -- сравнивающего элемента "-««, ...;:-т-«« вход которого является тре;ь.:.,:;:.: —:дом блока 5 сравнения.

Ьлок 6 измерения скорости изменен».,: угла состоит из элемента 25 операт вной памяти, вход которого являBTcR входом блока 6 измерения cKQ

par,òè изменения угла,к которому подключен один вход дешифратора 26, втаоой вход которого соединен с выходом элемента 25 оперативной памяти„ а выход является выходом блока 6 измерения скорости изменения угла.

У : трой«ство работает следующим Образом.

При возникновении аварийной ситуации, наг;ример, при ошибочном п-.ключении или Обрыве на питающем вводе, удапеннoм коротком замыкании, начина--гся -.boáoäíûé выбег электродвигате25

3$

7. 1О1О6 лей на подстанции. При этом изменяется частота ы величина напряжения основного источника питания и угол между векторами напряжения основного и резервного источников.фазное напряжение основного и Резервного источников питания поступает на соответствующий формирователь 1 и 2 прямоугольных импульсов, выдающий на выходе прямоугольный импульс дли- )0

Фу тельностью 30. Сформированные прямо. угольные импульсы поступают в блок

3 функциональных операций, который преобразует их в следующие функции алгебры логики: 35

Конъюнкцию X< X> V {@sr.6e) - тратий выход - (фиг 3 }l

Функцию стралка Пирса Xq + Xg (фиг.бж ) — второй выход (фиг.3);

Функцию неравнозначности Х1+ Х2 20 (фиг. бз ) - первый выход (фиг ° 3 }

Пакет импульсов последовательности Х 1 Х2 Ч с третьего выхода блока 3 функциональных операций поступает на блок 5 сравнения, выполненный в виде триггерного распределителя 23, где каждый импульс пакета переключает один очередной триггер. Переключение триггеров прекращается с приходом из блока

3 функциональных операций импульса последовательности Х „ + Х2.

Сигнал с триггерного распределителя является разрешающим д 1я работы счетно-сравнивающего элемента 24. и

При увеличении угла между векторами основной и резервной секций, уменьшаетсл длительность совпаде:,ния импульсов, сформированных формирователями 1 и 2 прямоугольных импульсов, значит, уменьшается число . импульсов последовательности

Х Х V, укладывающихся за время их

1 2 совпадения, а также число переключаемых в блоке 5 сравнения триггеров.

Увеличение угла между векторами напряжений основного и резервного

O источников питания до 27 является критическим и говорит об аварии ос.новного источника.В блоке 5 сравнения, на счетно-сравнивающем элементе

24, этому углу соответствует определенное число переключенных триггеров,, Если пакет импульсов последователь96 8 ности Х Х2 V пРиходЯщий в блок 5 сравненйя, производит переключение соответствующего числа триггеров, то блок 5 сравнения (фиг.Ц со . счетно-сравнивающего элемента 24 выдает сигнал аварии по второму выходу в блок 7 аналиаа аварии. Импульс последовательности Х 1 + Х2, приходящий с блока 3 функциональных операций устанавливает счетно-сравнивающий элемент 24 блока 5 сравнения в исходное состояние.

Устройство работает таким образом, если на подстанции находятся двигатели с постоянной инерцией Я," больше 2,9 с, а значит, скорость изменения угла между векторами напряжений основного и резервного источников питания при аварии меньше крити- ческой. В этом случае блок 7 анализа выдает сигнал на переключение с основного на резервный источник питания по сигналу с блока 5 сравнения при превышении углом между векторами напряжений основного и резервного источника питания критической величины.

Если на подстанции находятся двигатели с постоянной инерцией меньше

2,9 с, то угол между векторами напряжений основного и резервного источников питания не превышает критической величины. блок 5 сравнения не выдает сигнала на переключение в блок

7 анализа аварий, а образует сигнал по первому выходу (фиг.4 ), пропорциональный длительности пакета импульсов последовательности X>X>V, и выдает его через первый выход в блок 6 измерения скорости изменения угла, который запоминает длительность пакета в элементе 25, а затем сравнивает ее в элементе 26 с длительностью вновь пришед1его пакета.

Если разность длительностей превышает уставку, то блок 6 измерения скорости изменения угла с выхода элемента

26 выдает сигнал аварии в блок 7 анализа аварий на выход.

При нормальной работе источников питания импульсы, сформированные формирователями 1 и 2 прямоугольных импульсов, совпадают, блок 5 сравнения и блок 6 измерения скорости изменения угла не выдают сигналов в блок 7 аварий.

Блок 7 анализа аварий осуществляет связь с релейной защитой, исключая

1010 ложное переключение при к,;о <ом замыкании на отходящих линиях, а также определяет аварийный источник питания.

Импульс, сформированный формирователем прямоугольных импульсов иэ потяжения аварийногоисточника,поступает вблок 7аналиэа аварийвторым,после импульса, сформированного из напряжения неповрежденногоисточника питания. .Предлагаемое устройство позволяет повысить быстродействие и надежность

696 10 тем, что в качестве параметра оценки работы источников г.еременного напряже..ия используют величину угла между ве:торами напряжений основного и резер;.зногG источников и скорость его изменения. Слежение эа скоростью изменения угла позволяет ввестм резервный источник питания до того, как двигателей с постоянной инерцией С меньше 2 с выйдет из зоны успешной синхронизации.

1010696

10 L 96 -,, 11 )l

, „

1, (

Г l

Р (У.-+ у- у ф4л;

1010б9б

Состааител;:. c.. 1аителькин

Редактор A.Âëàñå-,:ко Техред -"l,Êîæòópà Корректор Е,Рококо

Заказ 2499! 11 Тира)у 611 Подписное

ВМИИПИ Государстаоин .о,<омитета f;CCÃ по делам ияобр:. :еиий и открьтий

113035, Москва, 4-3:, уы-.ка.":-.:<аб., д. 4/5

Филиал ППП Патент"„ г У> город. ул, Проектная, 4