SU1654800A1 - Устройство дл питани цепей посто нного оперативного тока подстанций - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вторичным источникам питани  аппаратуры релейной защиты. Целью изобретени   вл етс  повышение надежности и быстродействи . Цель достигаетс  тем, что в устройство, содержащее трехфазный трансформатор 1, нагруженный на тиристорный выпр митель, управл емый блоком 14 управлени , введены второй блок 24 управлени  с большим быстродействием и блок 32 защиты от повышени  выходного напр жени . Блок 32 защиты переводит устройство во вспомогательный режим работы с ограничением выходного напр жени  при по влении неисправности, „ вызывающей повышение напр жени .3 ил. а 8 (Л

Description

о ел

4ь

00

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к устройствам дл  питани  аппаратуры релейной защиты , автоматики и сигнализации понижающих подстанций 110-220 кВ.

Цапь изобретени  - повышение надежности и быстродействи .

На фиг.1 приведена схема устройства; на фиг.2 - примеры конкретного выполнени  второго блока управлени  и блока защиты от повышени  напр жени  соответственно.

Устройство (фигг1) содержит входной трансформатор 1, первичные обмотки которого предназначены дл  подключени  к сети переменного тока, шесть тиристоров 2-7, диод 8, три резистора 9-11, первый 12 и второй 13 выходные выводы устройства, пер-- вый блок 14 управлени  тиристорами 5-7 с шестью входами 15-20 соответственно , из которых три вывода 15-17 питани  переменным напр жением, два вывода 18 и 19 питани  посто нным напр жением, один вывод 20 блокировани  блока 14 управлени , и трем  управл ющими выходами 21-23 служащими дл  управлени  тиристорами 5-7, второй блок 24 управлени  тиристорами 5-7 с трем  входами 25-27 питани  переменного напр жени , трем  управл ющими выходами 28-30 на управление тиристорами 5-7, выводом 31 дл  подключени  питани , и блок 32 зашиты от повышени  напр жени  с двум  входами 33 и 34 посто нного напр жени , шестью выходами 35-40 на запирание тиристоров 2-4 и седьмым выходом 41 на блокирование работы первого блока 14 управлени .

Аноды первого 2, второго 3 и третьего 4 тиристоров соединены с первыми выводами резисторов 9-11, с вторым выходным выводом 13 устройства , выводом 18 первого блока 14 управлени  и с вторым входом 34 блока 32 защиты от повышени  напр жени  и с анодом диода 8, катод которого подключен к нулевому выводу соединенных в звезду вторичных обмоток входного трансформатора 1, первый, второй и третий фазные выводы которого соединены с катодами соответственно первого 2, второго 3 и третьего 4 тиристоров , с анодами соответственно четвертого 5, п того 6 и шестого 7 тиристоров соответственно, с первым 15, вторым 16 и третьим 17 входами

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

первого блока 14 управлени , -соответственно с первым 25, вторым 26 и третьим 27 входами второго блока 24 ( управлени  и соответственно с четвертым 38, п тым 39 и шестым 40 выходами блока 32 защиты от повышени  напр жени , первый 35, второй 36 и третий 37 выходы которого подключены к управл ющим электродам соответственно первого 2, второго 3 и третьего 4 тиристоров, а также к вторым выводам соответственно первого 9, второго 10 и третьего 11 резисторов.

Катоды четвертого 5, п того 6 и шестого 7 тиристоров соединены с первым выходным выводом 12 устройства , с первым входом 33 блока 32 защиты о т повышени  напр жени , с четвертым выходом 31 второго блока 24 управлени  и с п тым входом 19 первого блока 14 управлени , шестой вход 20 которого подключен к седьмому ° выходу 41 блока 32 зашиты от повышени  напр жени . Первые, вторые и третьи выходы первого 14 и второго 24 блоков управлени  (т.е. 21 и 28, 22 и 29, 23 и 30) и подключены к управл ющим электродам соответственно четвертого 5, п того 6 и шестого 7 тиристоров.

Второй блок 24 управлени  может быть выполнен например, по схеме на фиг.2, котора  содержит параметрический стабилизатор, включающий трехфазный однополупериодный выпр митель на диодах 42-44, резисторе 45 и стабилитроне 46, формирователь пилообразного напр жени  на резисторе 47 и конденсаторе 48, ключевой элемент 49, кнопку 50 опробовани  и три разделительных диода 51-53 на выходе.

t

Блок 32 зашиты от повышени  выходного напр жени  может быть выполнен , например, по схеме на фиг.З, содержащей первое 54 и второе 55 реле , первый 56 и второй 57 замыкающие контакты реле 54, размыкающий контакт 58 и три тамыкающих контакта 59-61 реле 55, источник 62 опорного напр жени  и индикатор 63.

Входной трансформатор 1 служит дл  согласовани  уровней входного и выходного напр жений, а также дл  гальванического разделени  первичных цепей и цепей посто нного оперативного тока.

Стабилизаци  среднего Значени  выпр мленного напр жени  обеспечиваетс 

первым блоком 14 управлени  путем им пупьсно-фазового управлени  тиристорами катодной группы выпр мительного моста, собранного на тиристорах 2-7.

Диод 8 предназначен дл  поддержани  номинального выходного напр жени  устройства в случае, если один из тиристоров (5, 6 или 7) катодной группы моста в результате повреждени  становитс  неуправл емым диодом0 При этом срабатывает блок 32 защиты от повышени  напр жени  и запирает тиристоры 2-4.

Резисторы 9-11 служат дл  обеспечени  работы тиристоров 2-4 в режиме малых углов управлени , т.е. близком к режиму диодов.

Второй блок 24 управлени  тиристорами вырабатывает импульсы дл  включени  тиристоров 5-7, обеспечива  в нормальном режиме питани  устройства номинальное значение выходного напр жени , а также быстрый выход устройства в номинальный режим при подключении к сети переменного напр жени  .

Блок 32 защиты от повышени  выходного напр жени  в зависимости от вида повреждени , вызвавшего повышение выходного напр жени , производит соответствующие переключени  в цеп х управлени  тиристорами 2-7, чем обеспечивает восстановление номинального выходного напр жени  при номинальном напр жении на входе устройства.

Во втором блоке 24 управлени  по схеме фиг.2 ключевой элемент 49 переходит в открытое состо ние, когда напр жение на его входе превышает заданное значение, и удерживаетс  в открытом состо нии до снижени  входного напр жени  ниже порога запирани , причем порог запирани  много ниже порога открывани ,

Устройство работает следующим образом.

Стабилизаци  выходного напр жени  обеспечиваетс  первым блоком 14 управлени  тиристорами, осуществл ющим независимое фазо-импульсное управление тиристорами 5-7 катодной группы выпр мительного моста.

Фаза управл ющих импульсов измен етс  в зависимости от уровн  сигнала рассогласовани , формируемого как разность выходного напр жени  устройства, поступающего на входы

18 и 19 блока 14 управлени , и опорного .

При номинальном значении входного напр жани  регулировкой в блоке 14 устанавливаетс  такой угол включени  тиристоров 5-7, при котором выходное напр жение равно номинальному значению.

Q В случае отклонени  входного напр жени  от номинального значени  происходит соответствующее изменение сигнала рассогласовани , смещающее фазу импульсов включени  тиристоров

5 5-7 таким образом, что выходное напр жение устройства остаетс  неизменным .

Резисторы 9-11 выбраны так, что тиристоры 2-4 включаютс  при неболь0 шом положительном потенциале анода относительно катода, т.е. работают в режиме, близком к режиму работы диодов.

В нормальном режиме второй блок

5 24 управлени  тиристорам работает параллельно с первым блоком 14. В моменты срабатывани  ключевого элемента 49 (фиг.2) предварительно зар женный конденсатор 48 через него

о и разделительные диоды 51-53 разр жаетс  на управл ющие электроды тиристоров 5-7, открыва  те из них, на анодах которых напр жение к этому моменту было положительным по отношению к катодам. Этот процесс повтор етс  с периодом, определ емым значени ми емкости конденсатора 48 и сопротивлений резисторов 45 и 47.

Посто нна  времени зар да конденсатора 48 выбираетс  таким образом, при номинальном входном напр жении и выведенном из работы первом блоке 14 управлени  выходное напр жение устройства равн лось номинальному или составл ло примерно 0,95 от номинального. Это необходимо дл  того, чтобы обеспечить стабилизацию выходного напр жени  в заданных пределах не только при снижении, но и при повышении входного напр жени  на 10-15%

При подключении устройства к сети напр жение на его выходе устанавливаетс  на уровне номинального преимущественно за счет быстродействующего второго блока 24 управлени  в течение не более половины периода питающего напр жени , что следует из принципа этого блока. При этом импуль5

0

5

0

5

сы управлени  с выхода первого блока 14 управлени  могут приходить несколько позже ввиду инерционности источника писани  электронных элементов блока и цепей сглаживани  напр жени  обратной св зи с входов 18 и 19.

После окончани  переходного процесса в блоке 14 управление тиристорами 5-7 переходит к нему, так как вырабатываемые импульсы несколько опережают по времени импульсы, формируемые блоком 24, в результате чего выходное напр жение устройства устанавливаетс  равным номинальному.

В случае повреждени  первого блока 14 управлени , привод щего к превращению выработки управл ющих импульсов, нормальное выходное напр жение поддерживаетс  вторым блоком 24 управлени .

Факт такого повреждени  блока 14 вы вл етс  путем тестового контрол , производимого с помощью кнопки 50 (фиг.2), замыкающий контакт которой шунтирует конденсатор 48, блокиру  работу второго блока 14 управлени , В этом случае уровень выходного напр жени  устройства определ етс  только работой первого блока 14 управлени , что позвол ет судить о его неисправности .

При повреждени х в первом блоке 14 управлени , привод щих к смещению фазы импульсов включени  в сторону опережени  и увеличени  выходного напр жени  выше допустимого значени  срабатывает первое реле 54 в блоке защиты от повышени  выходного напр жени  (фиг.З).

Напр жение срабатывани  первого 54 и второго 55 реле принимаетс  равным наибольшему кратковременному допустимому значению выходного напр жени , при этом возврат обоих реле происходит при напр жении, меньшем номинального.

При срабатывании реле 54 его первый замыкающий контакт 56 подает питание на обмотку второго реле 55 и на индикатор 63, а второй замыкающий контакт 57 через размыкающий контакт 58 второго реле 55 подключает выход 62 опорного напр жени  к выходу 41 блока 32 и далее к тормозному выходу 20 первого Блока 14 управлени , запреща  формирование импульсов управлени  тиристорами 5-7. Уп

5

0

5

0

5

0

5

0

5

равление тиристорами 5-7 в этом слу-1 чае осуществл етс  от второго блока 24 управлени .

Если в результате этого напр жение на выходе устройства без замедлени  снизитс  до номинального, то срабатывани  второго реле 55 в блоке 32 не произойдет.

Если повышение напр жени  на выходе устройства обусловлено потерей запирающих свойств в пр мом направлении одного из тиристоров 5-7 (например 5), то после срабатывани  первого реле 54 в блоке 32 и прекращени  работы первого блока 14 управлени  снижени  выходного напр жени  устройства до номинального значени  не произойдет , так как два других исправных тиристора (6-7) будут включатьс  независимо от уровн  выходного напр жени  вторым блоком 24 управлени . Это приводит к срабатыванию второго реле 55 в блоке 32, которое своим размыкающим контактом 58 снимает сигнал , блокирующий работу первого блока 14 управлени , а замыкающими контактами 59-61 обеспечивает выключение тиристоров 2-4 путем шунтировани  их управл ющих электродов.

Теперь выходное напр жение устройства формируетс  полностью открытым поврежденным тиристором (например 5), управл емыми тиристорами 6 и 7 и нулевым выводом вторичной обмотки трансформатора 1 через диод 8. В этом случае наибольшее возможное напр жение на выходе устройства (при полностью открытых тиристорах 6 и 7) не превысит 1,17 от номинального Фактически же тиристоры 6 и 7 будут управл тьс  с углом, определ емым первым блоком 14 управлени  таким образом, что выходное напр жение установитс  на уровне,близком к номинальному

Факт повреждени  схемы устройства, приведшего к повышению выходного напр жени , сигнализируетс  с помощью индикатора 63, подключаемого параллельно обмотке второго реле 55.

При повреждении одного из каналов управлени  тиристорами 5-7 или выходе из стро  одного из них путем обрыва в цепи управл ющего электрода, а также при обрыве одной из фаз питающей сети среднее значение выходного напр жени  устройства не изменитс  в результате действи  первого блока 14 управлени .

Claims (1)

1. Устройство предназначено дл  применени  на понижающих подстанци х кВ и распределительных пунктах 6-35 кВ дл  питани  аппаратуры релейной запиты и автоматики, а такж цепей сигнализации и коммутационных аппаратов. Формула изобретени 

   Устройство дл  питани  цепей посто нного оперативного тока подстанций , содержащее трехфазный трансформатор , первична  обмотка которого соединена в звезду и подключена к входным выводам, шесть тиристоров, аноды первого, второго и третьего тиристоров соединены с первыми выводами соответственно первого, второго и третьего резисторов и с анодом диода, катод которого подключен к нул евому выводу соединенных в звезду вторичных обмоток трехфазного трансформатора, первый, второй и третий фазные выводы которых соединены соответственно с катодами первого второго и третьего тиристоров, анодами четвертого, п того и шестого тиристоров и с выводами питани  переменным напр жением первого блока управлени , выводы питани  посто нным напр жением которого подключены к выходным выводам, а три выходных вывода - к управл ющим электродам соответственно четвертого, п того и шестого тиристоров, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности и быстродействи , в него введены второй блок управлени  и блок защиты от повышени  напр 

   0

   5

   0

   5

   0

   женил, причем второй блок управлени  выполнен в виде посгтгдовательно соединенных параметрического стабилизатора , формировател  пилы с кнопкой контрол  исправного состо ни , под- ключе иной параллельно его выходу, ключевого элемента и трех, соединенных анодами, разделительных диодов, катоды которых использованы в качестве выходов второго блока управлени  и подключены к управл ющим электродам четвертого,п того и шестого тиристоров , аноды которых подключены к соответствуют входам второго блока управлени , соединенных с входами параметрического стабилизатора, а катоды объединены между собой и соединены с соответствующими выводами питани  посто нным напр жением первого и второго блоков управлени  и с первым входным выводом блока защиты от повышени  напр жени  и подключены к первому выходному выводу, второй входной вывод блока защиты от повышени  напр жени  соединен с анодами первого, второго и третьего тиристоров и с вторым выходным выводом , первые три выхода блока защиты от повышени  напр жени  подключены к вторым выводам соответственно первого , второго и третьего резисторов и к управл ющим электродам соответственно первого, второго и третьего :тиристоров, катоды которых соединены соответственно с вторыми трем  выхо-- дами блока защиты от повышени  напр жени , блокирующий выход которого соединен с введенным входом блокировани  первого блока управлени .

   Фиг. 2

   Г

   зз

   I

   SH

   34

   Фиг.З