SU1640774A1

SU1640774A1 - Устройство дл защиты минимального напр жени группы к электродвигателей

Info

Publication number: SU1640774A1
Application number: SU884486843A
Authority: SU
Inventors: Владимир Васильевич Бурыкин; Геннадий Михайлович Павлов; Виталий Андреевич Савельев
Original assignee: Ивановский энергетический институт им.В.И.Ленина
Priority date: 1988-09-26
Filing date: 1988-09-26
Publication date: 1991-04-07

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике . Цель изобретени - повышение надежности обеспечени самозапуска электродвигателей. При длительной потере питани на общих шинах в процессе группового выбега электродвигателей напр жение снижаетс до 70% и через 0,5 с перва ступень защиты, состо ща из первого реле минимального напр жени , первого реле времени и первого трехвходового элемента И отключает неответственные электродвигатели с относительно малым маховым моментом . При снижении напр жени до 50% неответственные электродвигатели с большим маховым моментом могут быть отключены , если перейдут из генераторного в двигательный режим с помощью третьей ступени защиты, состо щей из реле двигательного режима, двухвходового элемента И и элемента ИЛИ, поскольку при глубоких длительных посадках напр жени мала веро тность успешного самозапуска. 1 ил. СП С

Description

Изобретение относитс к области релейной защиты и противоаварийной автоматики и может быть использовано дл осуществлени защиты минимального напр жени электродвигателей, например, системы собственных нужд электростанций и других электроустановок.

Цель изобретени - повышение надежности обеспечени самозапуска электродвигателей ,

На чертеже представлена структурна схема устройства дл защиты минимального напр жени группы К электродвигателей, которые разделены на три группы: перва группа I электродвигателей (11, 12, ... 11), (I 1, 2...), втора группа m электродвигатлей (2i, 22, ...2m), (m 1, 2...) и треть группа п электродвигателей (3i, 32, ... Зп), (п 1, 2...); при этом I + m + п k, содержащего пускате- ли-по количеству электродвигателей. Каждый пускатель (4ч, 42 4k) подключает

электродвигатель к общей линии 5 питани , подключенной через замыкающие контакты 6 автоматического выключател 7 к источнику 8 питани . Первое 9 и второе 10 реле минимального напр жени с разными уставками по напр жению срабатывани и третье 11 реле напр жени обратной последовательности с инвертирующим выходом подключены управл ющими входами к линии 5 питани . Первое 12 и второе 13 реле времени с разными уставками по времени срабатывани подключены к выходам реле 9 и 10 минимального напр жени соответственно . Устройство содержит трехвходовые первый 14 и второй 15 элементы И. Причем первые входы трехвходовых элементов И 14 и 15 соединены с выходами первого 12 и второго 13 реле времени соответственно. Вторые входы трехвходовых элементов йЛА

о

4 О

VI VI Ь

и 15 объединены между собой и подключены через замыкающий блок-контакт 16 автоматического выключател 7 к клемме 17. Состо ние блок-контакта 16 св зано с положением выключател 7: при отключенном выключателе 7 блок-контакт 16 разомкнут, а при включенном - замкнут. Потенциал клеммы 17 соответствует логической 1. Третьи входы трехвходовых элементов И 14 и 15 объединены между собой и подключены к инвертирующему выходу реле 11 напр жени обратной последовательности. Выходы трехвходовых элементов И 14 и 15 соединены с управл ющими входами магнитных пускателей 4j и 4щ соответственно. Дл каждого электродвигател третьей группы п вводитс шестое реле 18 двигательного режима, выполненное в виде реле направлени мощности, и двухвходовый элемент ИЛИ 20. Каждое реле 18 включено в рассечку между соответствующим двигателем и его пускателем. Выход реле 18 соединен с первым входом двухвходового элемента И 19, второй вход которого подключен к выходу первого трехвходового элемента И 14. Выход двухвходового элемента И 19 подключен к первому входу элемента ИЛИ 20, второй вход которого соединен с выходом второго трехвходового элемента И 15. Выход элемента ИЛИ 20 подключен к управл ющему входу пускател 4т соответствующего электродвигател третьей группы п.

В целом защита состоит из трех ступеней , кажда из которых воздействует на отключение своей группы электродвигателей I, m или п. Причем в группу I электродвигателей входит часть неответственных потребителей с малым маховым моментом на валу, т. е. те из неответственных электродвигателей , которые при групповом выбеге заведомо переход т в двигательный режим и тормоз т группу ответственных электродвигателей т. В группу т электродвигателей вход т ответственные потребители, которые в процессе выбега должны оставатьс подключенными к общей линии 5 питани , пока существует физическа возможность последующего их успешного разворота. В группу п электродвигателей отобраны те из неответственных потребителей , которые обладают относительно большим моментом инерции на валу и при групповом выбеге переход т в генераторный режим, способству поддержанию напр жени и частоты на более высоком уровне. Первую ступень защиты, действующую на отключение части неответственных потребителей группы при снижении напр жени до 70% с выдержкой времени 0,5j:,

составл ют элементы: первое реле 9 минимального напр жени , реле 12 времени и первый трехвходовый элемент И 14. Вторую ступень защиты, действующую на отключение ответственных электродвигателей группа m при снижении напр жени до 50% с выдержкой времени 3-9 с, составл ют элементы: реле 10 минимального напр жени , реле 13 времени и логический элемент И 15.

0 Третью ступень защиты, действующую на отключение части неответственных потребителей с относительно большим моментом инерции, составл ют элементы: реле 18 двигательного режима, двухвходовый элемент

5 И 19 и элемент ИЛИ 20. В качестве реле 18 может быть использовано любое из известных реле направлени мощности или же датчик мощности, который уже установлен на электродвигателе. В последнем случае к

0 выходу имеющегос датчика мощности следует подключить нуль-орган, сигнал на выходе которого по вл етс при изменении знака направлени мощности, т. е. при переходе электродвигател в двигательный

5 режим.

Дл по снени работы устройства рассмотрим несколько характерных режимов.

Первый режим -длительна потер питани на общих шинах.

0 В процессе группового выбега электродвигателей напр жение снижаетс до 70% и спуст 0,5 с перва ступень защиты отключает неответственные электродвигатели с относительно малым маховым моментом на

5 валу. В промежуток времени, когда напр жение снижаетс дальше от 70 до 50%, отобранные неответственные электродвигатели с относительно большим маховым моментом могут оставатьс подключенными к общим

0 шинам или могут быть отключены третьей ступенью защиты, состо щей из реле 18-20 двигательного режима. Срабатывание или неерабатырзние третьей ступени определ етс направлением мощности электродви5 гател , Пока электродвигатель находитс в генераторном режиме на выходе реле 18 двигательного режима сигнал отсутствует и электродвигатель остаетс подключенным к общим шинам, способству поддержанию

0 напр жени и частоты. Как только электродвигатель переходит в двигательный режим , на выходе реле 8 двигательного режима по вл етс сигнал, что приводиткего отключению. При снижении напр жени до

5 50% с выдержкой времени 3-9с одновременно отключаютс как ответственные потребители {второй ступенью защиты), так и оставшиес до сих пор в работе неответственные электродвигатели с относительно большим маховым момент ом (через элемент

ИЛИ 20), поскольку при таких глубоких и длительных посадках напр жени мала веро тность успешного самозапуска

Второй режим - кратковременна посадка напр жени на общих шинах до уровн ниже 50% на врем , менее выдержки времени второй ступени (менее 3-9с), Така ситуаци может быть, например, при коротком замыкании на одном из присоединений с последующим отключением поврежденного присоединени . В этом случае срабатывает перва ступень защиты и отключает неответственные электродвигатели с относительно малым маховым моментом (если напр жение остаетс на уровне ниже 70% более 0,5с). Функционирование третьей ступени защиты после срабатывани второго реле 12 времени зависит от направлени мощности электродвигателей, Если электродвигатель переходит в двигательный режим , то по вл етс сигнал на выходе реле 18 двигательного режима и он отключаетс . Если же электродвигатель находитс в генераторном режиме, то реле 18 двигательного режима не срабатывает, а электродвигатель остаетс подключеннным к общим шинам, способству поддержанию напр жени и частоты. Как только напр жение на общих шинах начинает восстанавливатьс (например , при отключении короткого замыкани или при подаче напр жени от источника питани после кратковременного отключени ), все электродвигатели, которые к этому моменту времени еще оставались в работе, переход т в двигательный режим. При этом срабатывают реле 18 двигательного режима на всех оставшихс в работе неответственных двигател х и они отключаютс от общих шин. Ответственные электродвигатели в этом режиме не успевают отключитьс (длительность посадки напр жени не превышает выдержку времени второй ступени 3-9 с) и начинают разворачиватьс . Таким образом, в описанном режиме ответственные электродвигатели остаютс в работе, а запасенна кинематическа энерги неответственных электродвигателей максимально реализуетс дл поддержани напр жени и частоты на более высоком уровне. С другой стороны, как только напр жение на шинах начинает восстанавливатьс , все неответственные электродвигатели отключаютс от сети, не преп тству более быстрому развороту ответственных электродвигателей, В известном устройстве запасенна кинетическа энерги неответственных электродвигателей не реализуетс .

Третий режим - посадка напр жени до уровн ниже 70%, но выше 50% (например, при внешнем коротком замыкании). В этом

случае после отключени первой ступени защиты (через 0,5 с) неответственных электродвигателей с относительно малым маховым моментом функционирование защиты определ етс направлением мощности двигателей . До тех пор, пока неответственный электродвигатель с относительно большим маховым моментом находитс в генератор0 ном режиме, т. е. поддерживает напр жение и частоту на шинах, реле 18 двигательного режима хне срабатывает .и электродвигатель остаетс в работе. При переходе электродвигател в двигательный

5 режим он отключаетс . То есть, и в этом режиме максимально используетс запасенна кинетическа энерги неответственных электродвигателей.

В целом во всех рассмотренных реаль0 но возможных режимах изобретение обладает преимуществом по сравнению с известным устройством, обусловленным более рациональным использованием запасенной кинетической энергии

5 неответственных электродвигателей. Так, при групповом выбеге электродвигателей кинетическа энерги неответственных двигателей максимально реализуетс дл поддержани напр жени и частоты на бо0 лее высоком по сравнению с известным устройством уровне. С другой стороны, при восстановлении питани шин оставшиес в работе неответственные электродвигатели отключаютс без выдержки времени, не

5 преп тству развороту ответственных электродвигателей . Использование предлагаемого устройства повышает надежность работы ответственных потребителей, поскольку создает более благопри тные усло0 вп дл обеспечени успешного самозапуска ответственных электродвигателей , уменьшает веро тность потери ответственных потребителей и нарушени технологического процесса производства в

5 аварийных режимах.

Реализаци предлагаемого устройства не требует значительных дополнительных капитальных вложений (например, на установку специальных маховиков дл накопле0 ни кинетической энергии), поскольку используетс кинетическа энерги неответственных двигателей, ранее безвозвратно и бесполезно тер ема . Затраты на элементы реле 18-20 двигательного режи5 ма, двухвходовый элемент И, элемент ИЛИ незначительны. Кроме того, в качестве реле 18 двигательного режима могут быть использованы уже имеющиес датчики мощности .

Устройство может быть использовано в системе собственных нужд электростанций,

а также в других электроустановках промышленных предпри тий. Возможность практической реализации предлагаемого устройства подтверждаетс экспериментами .

При использовании изобретени становитс возможным часть неответственных агрегатов с относительно большим моментом инерции выделить в отдельную третью группу и полностью реализовать запасенную в них кинетическую энергию дл созда- ни более благопри тных условий успешного разворота ответственных двигателей .

Технико-экономические преимущества предлагаемого устройства по сравнению с известным, обусловленные рациональным использованием запасенной кинетической энергии вращающихс механизмов, заключаютс е повышении надежности работы ответственных механизмов, сокращении ущерба от нарушени основного технологического процесса, а также в сокращении ущербов от недоотпуска электроэнергии vt внезапного отключени потребителей (в случае использовани в системе собственных нужд электростанций),

Claims

Формула изобретени

Устройство дл защиты минимального напр жени группы к электродвигателей, включающих в себ первую группу f электродвигателей (11,1211)« (I 1,2...), вторую

группу m электродвигателей 21,22,..., 2т), (т 1,2,...) и третью группу п электродвигателей (3i. Зг,..., Зп), (л 1, 2...}, причем I + m + n k, содержащее пускатели по количеству электродвигателей, при эхом силовые контакты пускателей предназначены дл подключени первыми выводами к фазным проводам электродвигателей, а вторыми - к клеммам дл соединени с питающей линией , подключенной через силовые контакты автоматического выключател к источнику питани , первое и второе реле минимального напр жени с разными уставками по напр жению срабатывани , реле напр жени обратной последовательности с инвертирующим выходом, первое и второе реле времени с

разными уставками по времени срабатывани и трехвходовые первый и второй элементы И, причем первое, второе реле минимального напр жени и реле напр жени обратной последовательности управл ющими входами подключены к питающей линии, выход первого реле минимального напр жени соединен с управл ющим входом первого реле времени, выходом соединенного с первым входом первого трехвходового элемента И, выход второго реле минимального напр жени соединен с управл ющим входом второго реле времени , выходом соединенного с первым входом

второго трехвходового элемента И, вторые входы первого и второго трехвходовых элементов И объединены и через замыкающий блок-контакт автоматического выключател соединены с клеммой, потенциал которой

соответствует логической 1, а третьи входы трехвходовых элементов И соединены с инвертирующим выходом реле напр жени обратной последовательности, при этом управл ющие входы пускателей первой и второй групп защищаемых элктродвигателей соединены с первыми выходами первого и второго трехвходовых элементов И соответственно , отличающеес тем, что, с целью повышени надежности обеспечени

самозапуска электродвигателей, в устройство введены дл каждого электродвигател третьей группы реле двигательного режима в виде реле направлени мощности, двух- входовый элемент И, двухвходовый элемент

ИЛИ, при этом у каждого электродвигател третьей группы реле двигательного режима управл ющими входами соединено с фазными выводами электродвигател , а выходом - с первым входом двухвходового

элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого трехвходового элемента И, выход двухвходового элемента V соединен с перзым входом двухвходового элемента ИЛИ, второй вход которого соединен

с выходом второго трехвходового элемента И, при этом выход двухвходового элемента ИЛИ соединен с управл ющим входом пускател электродвигател третьей группы.