Спосіб перевіряння автоматичного вмикання резервного живлення двигунового навантаження і пристрій для його здійснення

1 Спосіб перевіряння автоматичного вмикання резервного живлення двигунового навантаження, у якому відключають робоче живлення, після чого резервне живлення включається автоматично, який відрізняється тим, що додатково після відключення робочого живлення контролюють напругу на двигуновому навантаженні, а резервне живлення вмикають після досягнення напругою на двигуновому навантаженні заданого рівня 2 Пристрій перевіряння автоматичного вмикання резервного живлення двигунового навантаження, що містить підключені до збірних шин двигунове навантаження, вимикач резервного живлення, ви микач робочого живлення з підключеним до його входів ключа керування і блоками фіксації його відключення та вмикання, входи яких підключені до виходів вимикача робочого живлення, а виходи до першої схеми І з виконавчими органами ВІДПОВІДНО формування й затримки імпульсу на вмикання вимикача резервного живлення на виході, вихід першого підключено до другої схеми І, вихід якої підключено до вимикача резервного живлення , який відрізняється тим , що додатково в пристрій введені схема АБО, третя схема І з другим виконавчим органом затримки імпульсу на вмикання вимикача резервного живлення на виході, другий вхід якого підключено до виходу першої схеми І, орган контролю напруги, вхід якого через вимірюючий трансформатор напруги підключено до збірних шин, а вихід — до одного з входів третьої схеми І, другий вхід якої підключено до першого виходу виконавчого органа затримки імпульсу на вмикання вимикача резервного живлення, другий інверсний вихід якого підключено до одного з входів схеми АБО , другий вхід якої підключено до третього виходу ключа керування , вихід схеми АБО підключено до одного з входів другої схеми І ю Винаходи відносяться до електротехніки, а саме, до електропостачання споживачів, які містять переважно двигунові навантаження, що вимагає підвищеної надійності і не допускає тривалих перерв живлення, наприклад, систем електропостачання власних потреб електростанцій У системах електропостачання власних потреб (в п ) електростанцій обов'язковим є застосування автоматичного включення резервного живлення (АВР) Відомчий циркуляр (Эксплуатационный циркуляр №Э-4/66 «Об эксплуатационных проверках АВР на тепловых электростанциях» МЭиЭ СССР, 1966) вимагає періодичного перевіряння справності схеми АВР шляхом безпосереднього відключення вимикача робочого живлення При цьому схемою АВР повинен включатися вимикач резервного живлення, а перерва у живленні в цьому випадку становить порядку 0,4-0,6с Однак відомо (Ойрех А Я , Сивокобыленко В Ф Режимы самозапуска асинхронных электродвигателей М , Энергия, 1974), що напруга на затискачах двигунів за цей час знижується по величині лише на 10-25% від номінальної, по частоті - на 1-2Гц, а зсув по фазі між напругами двигунів і резервного джерела при повторному вмиканні може становити 160-270 градусів Таке несинхронно повторне вмикання супроводжується виникненням великих ударних струмів і моментів, що істотно скорочують термін служби двигунів Відомий спосіб непрямого випробування АВР для запобігання несинхронних повторних умикань (Сивокобыленко В Ф Костенко В И О проверке АВР питания собственных нужд на тепловых электростанциях -Энергетика и электрификация Эксплуатация и ремонт электрических сетей, 1981 вып 4), у якому спочатку включають резервне жи ю 57452 4 бочого живлення пристрій АВР формує однократний короткочасний імпульс на включення вимикача резервного живлення Вадою даного пристрою є те, що в режимі перевіряння дії АВР живлення двигунового навантаження і відключенні вимикача робочого живлення ключем керування після спрацьовування блоків фіксації відключеного й включеного положення вимикача, відразу ж формується імпульс заданої тривалості на вмикання резервного живлення, вмикання якого може викликати несинхронне подавання напруги на двигунове навантаження В основу винаходу поставлено задачу удосконалення способу перевіряння автоматичного вмикання резервного живлення двигунового навантаження шляхом виключення можливості подавання на високовольтні двигуни, що вибігають, підвищеної напруги через зсув по фазі між залишковою напругою на шинах і резервному джерелі при перевірянні дії схеми АВР із перервою живлення ВІДПОВІДНО до існуючого Циркуляра Поставлена задача вирішується тим, що в способі перевіряння автоматичного вмикання резервного живлення двигунового навантаження після відключення робочого живлення безупинно контролюють напругу на двигуновому навантаженні, а резервне живлення автоматично включається після досягнення напругою на двигуновому навантаженні заданого рівня Це дозволяє Найбільш близьким по технічній сутності є уникнути несинхронних повторних вмикань двиспосіб АВР живлення споживачів, у якому при відгунів, що підвищує надійність їхньої роботи і проключенні вимикача робочого живлення з будь-якої довжує їхній термін служби приблизно в 1,5 рази причини (ключем керування чи пусковими органами АВР) формується імпульс заданої тривалості В основу винаходу поставлено задачу такого на включення вимикача резервного живлення, удосконалення пристрою перевіряння автоматичзавдяки чому забезпечується однократність дії ного вмикання резервного живлення двигунового АВР (Электротехнический справочник в Зт ТЗ В навантаження, що забезпечить виключення можливості подавання підвищеної напруги на двигуно2 кн Кн 1 Производство и распределение элекве навантаження трической энергии Под общ редакцией профессоров МЭИ 7 изд -М Энергоатомиздат, 1988 Поставлена задача вирішується тим, що в 880с) пристрій, який містить підключені до збірних шин двигунове навантаження, вимикач резервного жиВадою цього способу при використанні його влення, вимикач робочого живлення з підключедля перевіряння дм АВР секцій з двигуновим наваним до його входів ключа керування і блоками фікнтаженням є те, що вмикання резервного живленсації його відключення та включення, входи яких ня може відбутися при несприятливому зсуву по підключені до виходів вимикача робочого живленфазі напруг резервного живлення й шин, що виня, а виходи до першої схеми 1, з виконавчими кличе підвищені ударні значення струмів і моменорганами формування й затримки імпульсу на тів двигунів включення вимикача резервного живлення на виОзнаками найближчого аналога, які збігаються ході, вихід першого з них підключено до другої 3 суттєвими ознаками заявляемого технічного рісхеми І, вихід якої підключено до вимикача резершення способу перевірки дії АВР живлення двигувного живлення, додатково введені схема АБО, нного навантаження є відключення робочого живтретя схема 1 з другим виконавчим органом залення, після чого резервне живлення включається тримки імпульсу на виході, другий вхід якого підавтоматично ключено до виходу першої схеми І, орган контроНайбільш близьким по технічній сутності до лю напруги, вхід якого через вимірюючий пристрою, що заявляється, є пристрій автоматичтрансформатор напруги підключено до збірних ного введення резерву, який реалізує описаний шин, а вихід - до одного з входів третьої схеми І, спосіб (Электротехнический справочник в Зт ТЗ другий вхід якої підключено до першого виходу В 2 кн Кн 1 Производство и распределение элеквиконавчого органу затримки імпульсу на вклютрической энергии Под общ редакцией професчення вимикача резервного живлення, другий інсоров МЭИ 7 изд -М Энергоатомиздат, 1988версний вихід якого підключено до одного з входів 880с) і призначений для використання в схемах схеми АБО, другий вхід якої підключено до третьоелектропостачання, який містить збірні шини, виго виходу ключа керування, вихід схеми АБО підмикачі робочого і резервного живлення, у яких є ключено до одного з входів другої схеми І блоки фіксації їхнього включеного й відключеного влення, а потім відключають робоче При цьому немає перерви у живленні, а правильність дії пристроїв автоматики АВР оцінюють шляхом фіксації ПОСЛІДОВНОСТІ дії реле схем керування вимикачами Вадою даного способу є відсутність перерви в живленні при випробуванні АВР, що суперечить вимогам Циркуляра, а сам пристрій АВР не впливає на включення вимикача резервного живлення У зв'язку з цим даний спосіб не знайшов широкого застосування Відомий пристрій для реалізації способу непрямого випробування АВР (Сивокобыленко В Ф , Костенко В И О проверке АВР питания собственных нужд на тепловых электростанциях - Энергетика і электрификация Эксплуатация и ремонт электрических сетей, 1981 вып 4), у якому до ланцюгів схеми керування підключають пристрій, що містить сигнальну лампу з додатковим опором Правильність дії пристрою АВР оцінюють по черговості загоряння й погасання сигнальної лампи Недоліком даного пристрою є те, що в ньому не перевіряється достатність тривалості командного імпульсу на включення вимикача резервного живлення, відсутнє перевіряння правильності дії захистів при наявності кидків струмів намагнічування трансформатора і струмів самозапуску двигунів, тому даний пристрій не знайшов широкого застосування в діючих електроустановках положення, ВИХІДНІ контакти яких використовуються в пристрої АВР При відключенні вимикача ро Запропонована сукупність суттєвих ознак дозволяє уникнути подавання підвищеної напруги на 57452 двигунове навантаження за рахунок задержання подавання силового імпульсу на вмикання і здійснювати контроль напруги на шинах тільки в режимі перевіряння АВР, не порушуючи основних принципів роботи пристрою АВР у нормальному режимі експлуатації, тобто в нормальному режимі роботи системи додатковий контроль напруги в пристрій не вводиться На фіг 1 представлена структурна схема пристрою перевіряння автоматичного вмикання резервного живлення двигунового навантаження На фіг 2 показаний приклад конкретного виконання пристрою До складу пристрою входять 1 - секція збірних шин, 2 - блок споживачів (АД-асинхронних двигунів), 3 - ключ керування SA вимикачем робочого живлення, 4, 5 - вимикачі ВІДПОВІДНО робочого Q1 і резервного Q2 живлення, 6, 7 - блоки фіксації ВІДПОВІДНО включення й відключення вимикача рабочего живлення 4, 8, 9 -ВІДПОВІДНО елемент 1 і його виконавчий орган формування імпульсу на включення вимикача резервного живлення, 10 - елемент І, 11- вимірювальний трансформатор напруги, 12 - блок контролю наявності напруги на шинах 1, 13, 14 - ВІДПОВІДНО елемент 1 і його виконавчий орган затримки імпульсу на включення вимикача 5, 15 - елемент АБО До секції збірних шин 1 підключені асинхронні двигуни 2, вимикачі робочого й резервного живлення 4 і 5, вимірювальний трансформатор напруги 11 Ключем керування 3 роблять включення чи відключення вимикача 4 Входи блоків фіксації відключення 6 і включення 7 вимикача 4 підключені до ВІДПОВІДНИХ виходів вимикача робочого живлення 4 Входи елемента 1 8 підключені до виходів блоків 6 і 7 Вхід виконавчого органу формування імпульсу 9 підключено до виходу блоку 8 Входи елемента 1 1 3 підключені до першого виходу блоку 14 і до виходу блоку 12, вхід якого підключений до виходу вимірювального трансформатора напруги 11 Входи виконавчого органу затримки імпульсу 14 підключено до виходів блоків 8 і 13 Входи елемента АБО 15 підключені до виходу ключа керування 3 і інверсного виходу блоку 14 Входи елемента 110 підключені до виходів блоку 9 і елемента АБО 15 Вихід блоку 10 впливає на приводний механізм включення вимикача резервного живлення 5 Розглянемо режим перевірки АВР, використовуючи пропонований спосіб При відключенні ключем керування 3 вимикача робочого живлення 4 на виходах блоків 6, 7, 8 і 9 з'являються ВИХІДНІ сигнали, а на вході блоку 15, підключеному до вихода блоку 3 сигналу немає На виході блоку 14, підключеному до входа блоку 13 сигнал теж є При наявності напруги на секції 1 вище встановленого рівня, на виході блоку 12 сигнал є , що обумовлює спрацьований стан блоків 13, 14 і неспрацьований - 15 , тим самим здійснюється заборона на формування блоком 10 силового імпульсу на включення вимикача резервного живлення 5 При зниженні напруги нижче встановленого рівня на вході блоку 12 сигнал відсутній, а на виході блоків 14 і 15 з'являються сигнали й блоком 10 здійснюється формування імпульсу на включення вимикача резервного живлення 5 6 Розглянемо тепер режим роботи АВР, коли автоматично від захисту відключається вимикач робочого живлення 4, а ключ керування 3 залишається в положенні "включене" При цьому на виході блоку 3, підключеному до блоку АБО 15 сигнал є, у зв'язку з чим із виходу блоку 15 надходить сигнал на вхід блоку 10, а на другий вхід цього блоку надходить сигнал із блоку 9, тому що вимикач 4 відключився Це приводить до появи на виході блоку 10 імпульсу на включення вимикача резервного живлення 5 Таким чином, запропонований спосіб перевірки дії АВР не порушує роботу типової схеми АВР На фіг 2 показаний приклад конкретного виконання пристрою перевіряння автоматичного вмикання резервного живлення двигунового навантаження Ключ керування вимикача робочого живлення містить 16 - замикальні контакти при установлюванні ключа в положення «відключене», 17, 18 замикальні контакти при установлюванні ключа в положення «включене» Вимикач робочого живлення Q1 містить 19- розмикальні при включеному положенні вимикача 4 його сигнальні контакти, 20 - котушку електромагніта контактора включення вимикача 4, 21 - замикаємі при включеному положенні вимикача 4 його сигнальні контакти, 22 - котушку електромагніта відключення вимикача 4 Вимикач резервного живлення Q2 містить 23 розмикаємі при включенні сигнальні контакти , 24 котушку електромагніта включення вимикача 5 Реле фіксації включеного положення робочого вимикача KQC містить 25,26- ВІДПОВІДНО котушку й контакти , які замикаються з витримкою на відпадання при включеному положенні вимикача 4 Реле фіксації відключеного положення робочого вимикача KQT містить 27,28-ВІДПОВІДНО котушку й контакти , які замикаються при відключенні вимикача 4 Блок 8 - схема І Реле формування імпульсу на включення вимикача резервного живлення KL1 містить 29,30 - ВІДПОВІДНО котушку й контакти ,які замикаються з витримкою на відпадання при відключенні вимикача 4 Блок 10 схема І 11-трансформатор напруги , підключений до збірних шин 1 Реле напруги KV містить 31,32 ВІДПОВІДНО котушку й контакти , замкнуті при наявності напруги на збірних шинах 1 вище визначеного рівня Блок 13 - схема 1 Реле затримки імпульсу на включення резервного вимикача KL2 містить 33 - котушку та 34,35- контакти, які ВІДПОВІДНО замикаються й розмикаються при відключенні вимикача 4 Блок 15 - схема АБО Випробування АВР здійснюється при включеному вимикачі робочого живлення Q1 і відключеному вимикачі резервного живлення Q2 Ключем керування SA відключається вимикач Q1 робочого живлення, при цьому його сигнальні контакти 21 розмикаються, а 19 - замикаються Після спрацьовування реле KQT його контакти 28 замикаються, а контакти 26 знеструмленого реле KQC розмикаються з витримкою часу, чим забезпечується формування короткочасного однократного імпульсу на спрацьовування реле KL1 і KL2 Спрацьовуючи, реле KL2 розмикає свої контакти 35 і замикає 34 , тим самим становить на самоутримання реле KL1 і KL2 через замкнуті контакти 32 реле напруги KV, при наявності незатухшої напруги на шинах 1 Спрацьовуючи одночасно з реле KL2, реле KL1 замикає свої контакти ЗО, але, тому що час замикання контактів ЗО трохи більше чим час розмикання контактів 35, то силовий імпульс на включення вимикача Q2 не проходить Схема залишається в цьому положенні доти, поки напруга на секції 1 не знизиться до уставки відпадіння реле напруги KV, тобто до величини 20-30% номінальної Після відпадіння реле KV розімкнуться його контакти в ланцюзі самоутримання реле KL1 і KL2 і контакти 35 реле KL2 миттєво замкнуться, а контакти ЗО розімкнуться із затримкою часу, достатнього для спрацьовування електромагніта 24 і включення вимикача Q2 При відключенні вимикача Q1 від пускових органів АВР, контакти 18 ключа керування SA замкнуті, тому при спрацьовуванні реле KL1 необхідний для включення вимикача Q2 імпульс проходить незалежно від положення реле KV Приведемо приклад конкретного використання пропонованого способу в системі власних потреб 6кВ блоку 200МВт, реалізованого за допомогою приведеного на фіг 2 пристрою На збірні шини власних потреб 6кВ у нормальному режимі роботи живлення подається від трансформатора робочого живлення потужністю 25МВА, а при роботі АВР живлення здійснюється через вимикач резервного живлення потужністю 32МВА До збірних шин 6кВ були підключені асинхронні двигуни приводів димососа, дуттьового вентилятора, багерного й живильного насоса, потужність яких становила ВІДПОВІДНО 850кВт, 360кВт, 240кВт і 3800кВт При перевірянні правильності дії АВР за допомогою існуючого спо 57452 8 собу ключем керування був відключений вимикач робочого живлення Включення вимикача резервного живлення відбулося через 0,64 секунд Напруга на двигунах за цей час знизилася до 80% від номінальної, а його фаза стосовно напруги резервного живлення склала 240° У момент включення резервного живлення на двигуни була подана напруга в 1,6 рази більше номінальної, що викликало ударні значення токів і моментів в асинхронних двигунах, які перевищують у 1,4-1,8 рази ВІДПОВІДНІ їхні значення при пуску асинхронного двигуна з нерухомого стану при номінальній напрузі на секції При випробуванні АВР пропонованим способом після відключення вимикача робочого живлення здійснювався контроль залишкової напруги на збірних шинах 6кВ і після зниження напруги до 0,2 від номінальної через 0,95с пристроєм, що реалізує пропонований спосіб, був включений вимикач резервного живлення Напруга, яку було подано на двигуни, що вибігають, склала 1,05 від номінальної, а значення току й моментів при цьому були на 10-15% нижче, ніж при пуску асинхронних двигунів із нерухомого стану, що підтверджує ефективність пропонованого способу Таким чином, запропонований спосіб перевіряння дії АВР і пристрій для його здійснення не порушують основних принципів, укладених у типову схему АВР, не вимагають для реалізації великої КІЛЬКОСТІ додаткових елементів, задовольняють вимогам директивних матеріалів у відношенні перевірки АВР із перервою живлення, і дозволяють уникнути при перевірянні АВР несинхронних включень двигунів, що підвищує надійність їхньої роботи Фіг.1 Фіг 2 Комп'ютерна верстка Н Лисенко Підписано до друку 05 07 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна