Спосіб захисту синхронних двигунів від асинхронного ходу

Изобретение относится к электротехнике . Цель изобретения ' повышение селективности и улучшение условий групповой ресинхронизации. Контролируют мгновенное значение тока непосредственно в цепи обмотки возбуждения 7 каждого синхронного двигателя и формируют сигнал на кратковременное снятие возбуждения при снижении контролируемого тока сначала до значения первой уставки (реле тока 1), а спустя заданный интервал времени до зна 90 М1Ф4І 1411874 дают при заданной частоте', контроли-. чения аторой уставки (реле тока 2 ) . руемой реле контроля скольжения 15, Подачу возбуждения синхронных двигаи фазе контролируемого тока, опредетелей в режиме ресинхронизации осуляемой срабатыванием исполнительного ществляют поочередно, подавая возбуждение очередного двигателя по истечереле 16. Форсировку возбуждения осунии заданного интервала времени посществляют при снижении контролируемог ле подачи возбуждения предыдущего го тока до значения первой уставки двигателя. При этом возбуждение по(реле тока 1 ) . 1 з.п. ф-лы, 2 ил. 1 Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите и автоматике, и может быть использовано в устройствах ресинхронизации синхронных двигателей (СД). Цечь изобретения - повышение селективности защиты и улучшение условий групповой ресинхронизации синхронных двигателей.Сущность предлагаемого способа заключается в том, что работу двигателей контролируют по мгновенным значениям тока непосредственно в цепи обмотки возбуждения (ОВ), т.е. между точкой подключения разрядного резистора и зажимом ОВ,-каждого из группы защищаемых СД. Асинхронный режим ра-. боты СД, сопровождающийся колебаниями тока возбуждения от номинального значения до нуля, фиксируют если контролируемый ток снизится сначала до значения первой уставки, а спустя первый заданный интервал времени (3-4с) после этого его значение в течение второго заданного интервала времени (1-4с) снизится до второй уставки. При этом формируются сигнал^ на кратковременное снятие возбуждения путем размыкания цепи возбудителя и переключения ОВ на разрядный резистор. Введение разрядного резистора в цепи ОВ повышает асинхронный момент, . вследствие чего СД подходит к подсинхронным оборотам. Сигнал на включение возбуждения в режиме ресинхронизации формируют при заданных' частоте и фазе наводимого в ОБ тока, которые выбираются из условий допустимого значения скольжения и благоприятной ориентации ротора в поле статора. При этом для облегчения условий втягивания в синхронизм группы асинхронно работающихСД ресинхронизацию их осуществляют • * поочередно; подавая возбуждение следующего СД по истечении третьего заданного интервала времени (7-9 с) после подачи возбуждения предыдущего СД. Если в течение указанного третьего интервала времени после подачи возбуждения СД его контролируемый ток снизится до значения первой уставки, а спустя первый заданный интервал времени (3-4 с) после этого ток в течение второго заданного ин~. тервала времени (1-4 с) снизится до второй уставкиs т.е. имеются значи15 тельные колебания тока возбуждения, то фиксируют установившийся асинхронный ход данного СД (неуспешная ресинхронизация) и отключают его от сети, продолжая осуществлять поочередную ресинхронизацию остальных СД. Сигналы на форсировку возбуждения/ СД подают при достижении контролируемым током первой уставки, т.е. как в начальный момент Быладения СД из син25 хронизма, так и при подаче возбуждения в режиме ресинхронизации. Сигнал на снятие формировки возбуждения формируют по истечении четвертого заданного и н т е р в а л а времени (5-10 с) пос30 ле ее включения. Форсировка воэбужде-i ния в начальный момент выпадения СД из _синхронизма оказывает благоприятное воздействие за счет демпфирования качаний и поддержания напряжения на шинах за счет выдачи СД реактивной ' 35 мощности. Так как в предложенном способе возбуждение в режиме ресинхронизации подается при оптимальной ориентации ротора относительно поля статора, то возникающий синхронизирующий момент оказывается положительным (ускоряющим). Увеличение этого момента формировкой возбуждения облегчает • втягивание СД в синхронизм. Кроме то 14П874 го, при поочередной ресинхронизации СД перевозбужденный и втянувшийся в синхронизм двигатель становится источником реактивной мощности и подс держивает напряжение на шинах, способствуя тем самым успешной ресинхронизации других двигателей. На фиг.1 приведена схема цепей переменного тока; на фиг.2 - схема це- to пей постоянного оперативного тока устройства, реализующего предлагаемый способ. Устройство содержит орган контроля синхронизма» выполненный на базе |5 первого 1 и зторого 2 реле тока (РТ), обмотки которых через первый замыкаю-, щай контакт 3 контактора возбуждения (КБ) и соответственно первый замыкающий контакт 4 второго РТ 2 и первый 20 замыкающий контакт 5 первого РТ 1 подключены к зажимам шунта 6, включенного непосредственно в цепь обмотки возбуждения 7, которая через второй замыкающий контакт 8 KB подклю25 чена к возбудителю 9. Параллельно ОВ 7 и последовательно включенному с ней шунту 6 подключена цепь из последовательно соединенных разрядного резистора 10 и первого размыкающего кон- -JQ такта 11 КВ. Уставки РТ ! и 2 выбраны таким образом, что якорь РТ 1 отгіадает при снижении тока.іг до 50% от номинального значения, а РТ 2 при снижении тока if до Ї 0%. Благодаря такой настройке реле \ реагирует 35 на все более или менее существенные колебания тока возбуждения, а якорь реле 2 отпадает фактически во время б&стоковой паузы в ОВ 7. 40 Параллельно контакту 4 включен первый размыкающий контакт 12 первого промежуточного реле. Параллельно контакту 5 включены первые замыкающие контакты 13 и 14 соответственно перпого и второго промежуточных реле. Орган контроля угла подачи возбуждения состоит из реле контроля скольжения (РКС) 15 контактами и исполнительного реле (ИР) 16. Назначение это50 го органа - формирование сигнала на подачу возбуждения (включение КБ) при заданных значениях скольжения и угла поворота ротора относительно статора. Б цепь обмотки РКС 15 вклю55 чены диод 17 и второй размыкающий контакт 18 KB, в цепь обмотки ИР 16упорный (замыкающийся с выдержкой времени) контакт 19 второго реле вре мени и переменный резистор 20. Обмотки РКС I5 и ИР 16 подключены к шунту 6 через размыкающий контакт 21 третьего промежуточного реле и третий замыкающий контакт 22 KB, точного реле н третий замыкающий контакт 22 KB, которые эашунтированы размыкающим блокконтактом 23 выключателя. Указанные три контакта 21-23 относятся к схеме другого двигателя, ресинхронизация или отключение которого осуществляются раньше. Благодаря диодам обмотка РКС 15 обтекается током, пропорциональным току, наводимому в обмотке возбуждения, лишь в течение половины периода. РКС 15 имеет выдержку времени на возврат, величина которой определяет значение скольжения^ по достижении которого разрешается подача возбуждения. Якорь РКС 15 отпадает, когда частота тока ротора снижается настолько, что длительность бестоковой паузы превышает указанную выдержкуе После этого происходит выбор благоприятного положения ротора и подача возбуждения. Включение KB при заданном угле 0 осуществляет ИР 16. Середина отрицательного полупериода if соответствует значению угла 9 340-360 С, а положительного 160-180 . Регулируя ток срабатывания ИР 16, можно изменять значение угла 0 , при котором поступит команда на включение КВ. Приведенная схема позволяет задавать 6 в диапазонах 260-350°, 80-170°, где и лежат области оптимальных углов подачи возбуждения. Зона работы ИР 16 (полярность подключения)" задается ключом управления (КУ) 24, настройка производится переменным резистором 20. Схема цепей постоянного оперативного тока (фиг.2) содержит первое реле времени (РБ) 25 с замыкающим 26, проскальзывающим 27 и упорным 28 контактами,, второе РВ 29 с замыкающим 30 и упорным 19 контактами, третье РВ 31 с замыкающим 32, проскальзывающим 33 и упорным 34 контактами, первое промежуто-шое реле (ПР) J5 с первым 13, вторым 36 и третьим 37 замыкающими и первым 12 и вторым 38 размыкающими контактами, второе ПР 39 с первым 14, вторым 40 и третьим 41 замыкающими и размыкающим 42 контактами, третье промежуточное реле 43 с размыкающим 21 и замыкающим 44 контактами, четвертое промежуточное и указатель 1874 6 33 РВ 31, опережая аналогичный конное репе 46. В гхепь питания первых такт РВ 25, кратковременно подает пиПР 45. ПР 35 н РВ 25 включены послетание на ПР 39. Последнее своими кондовательно соединенные размыкающий тактами взводит защиту, возвращая в контакт 47 первого РТ 1, четвертый исходное по'ложение РВ 25 и давая воззамыкающий контакт 48 KB и первый можность срабатывать РТ 1. Если пуск замыкающий блок-контакт 49 выключатепрошел успешно, РВ 31 и ПР 43 возвраля, В цепь четвертого ПР 45 включен тятся з исходное состояние после торазмыкающий контакт 50 второго РТ 2. Последовательно соединенные замыкаю- \Q го, как упорный контакт 34 РВ 31, щий контакт 51 РКС J5 и третий размызамкнувшись, снимет с них питание, В кающий 52 контакт KB включены в цепь таком положении вся схема находится второго ПР 39. Последовательно с конпри синхронной работе СД в установивтактом 41 второго ПР 39 включен разшемся режиме [бликкер указательного мыкающий 53 контакт РКС 15. В цепь» I - реле 46 по окончании пуска следует питакия третьих ПР 43 и РВ 31 включел поднять)» В случае е когда втягивания* ны второй замыкающий блок-контакт 54 в синхронизм не наступает» защита выключателя и замыкающий контакт 55 действует на отключение СД, как и при ИР 16, последний из которых зашунтинеуспешной ресинхронизации. рован замьжающим контактом 32 треть- 2Q В режиме ресинхронизацииs отпадая его РВ 31. в результате колебаний тока ротора, имеющих место при потере синхронизма, Устройство работает следующим обРТ 1 запускает РВ 25, которое станоразом. вится на самоподхват. Времени 1-3 с, В режиме пуска с подачей на статор напряжения последовательно срабатыва- 25 протекающего до замыкания проскальзыют и остаются в этом положении РКС 1Ь ваюгоего контакта 27 РВ 25, достаточно и второе ПР 39 (самоудерживается), дня завершения самозапуска, если при подготавливается цепь второго РВ 29 данных условиях он возможен. В прои указательного рале 46. По мере разтивном случае наступает установивший-* ворота ротора частота его тока сни2Q ся асинхронный ход. В результате зажается. При достижении подсинхронных мыкания указанного койтакта 27 срабаоборотов она становится такой, что тывает и самоудержквается ПР 35- Оно якорь РКС 15 во время бестоковой паузамыкает свои контакты 37 з цепи ПР зы успевает отпасть, Размыкающим 53 45, дешуятирует замыкающий контакт 4 контактом РКС 15 запускает второе РВ РТ 2, подготавливая последнее к рабо* 29, которое самоудерживается контак- ^ 5 те, и запрещает работу РТ ). Ток возтом 30 и с выдержкой времени замыбуждения контролируется уже только кает цепь ИР J6 контактом 19. При РТ 2. Если за время, оставшееся до подключении ИР 16 к шунту 6 через дизамыкания упорного контакта 28 РВ 25, оды (при крайних положениях КУ 24) .« якорь РТ 2 отпадает, то поступит ковыдержка времени должна быть такова, манда на снятие везбутсдения. После чтобы цепь питания ИР 16 замыкалась доразворота ротора вновь включается во время бестоковой паузы. СрабатыKB, становятся в исходное- состояние вая „ UP 16 дает команду на включение РТ J и РТ 2, Если за время, оставшеKB, срабатывание третьего ПР 43 и еся до замыкания упорного_ контакта 34 запуск третьего РВ 31, При включении 45 РВ 31, они сработают еще і раз э что KB питание с ПР 39, FB 29, РКС 15, будет означать неуспешную синхронизаИР !6 снимается. Вхождение СД в синцию, то двигатель отключится. Команда хронизм и наличие возбуждения начинана отключение поступает при срабатыет контролировать РТ 1 и РТ 2, Посвании ПР 45а питание на катушку кокольку катушка РТ 1 ранее была обес- 50 торого подается после отпадания якоточена, то при подаче возбуждения заря РТ 2 через контакт 44 ПР 43. В пустится РВ 25, имеющее как и РБ 31 случае успешной ресинхронизации вся , проскальзывающий контакт. Время, просхема возвращается в исходно^ состоятекающее до замыкания проскальзываюние упорными контактами 28 и 34 РВ щего 27 контакта РВ 25, должно быть 25 и РВ 31. Может произойти так, что на 0,5-1,0 с больше соответствующего в момент замыкания упорного контакта времени замыкания контакта 33 РВ 31. 23 РЕ 25 размыкающий контакт 47 РТ 1 В результате проскальзывающий контакт окажется замкнутым из-за окончатель* 1411874 но не затухших качаний тока в ОВ после подачи возбуждения. Благодаря размыкающему контакту 12 ПР 35 (запрет работы РТ 1) питание с катушки РВ 25 снимется, затем оно вновь запустится и цикл работы органа контроля синхронизма повторится сначала. Указательное реле 46 служит для регистрации случаев работы схемы ав- 10 томатической ресинхронизации. Потеря* двигателем синхронизма, в том числе и кратковременная, сопровождается сигнализацией, управляемой контактами ПР 35. 15 При потере (обрыве цепи) возбуждения схема ведет себя как и при выходе двигателя из синхронизма по любой другой причине. Особенность лишь в том, что происходит ускорение дейст- 20 вия защиты от асинхронного хода. Поскольку якоря РТ I и РТ 2 при отсутствии возбуждения отпадают одновременно в сигнал на снятие возбуждения и, вторично, на отключение СД, если не25 исправность не самоустраняется, поступает сразу после замыкания проскальзывающего контакта 27 РВ 25 (через 1-3 с ) . ' щий контроль тока возбуждения, формирование сигналов на формировку возбуждения и последующее кратковременное снятие возбуждения при наличии переменной составляющей тока возбуждения, формирование в режиме ресинхронизации сигналов на подачу и формировку возбуждения при заданной частоте тока возбуждения и отключение синхронного двигателя при неуспешной ресинхронизации, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения селективности и улучшения условий групповой ресинхронизации, контролируют мгновенное значение тока возбуждения непосредственно в цепи обмотки возбуждения каждого синхронного двигателя и сигнал на кратковременное снятие его возбуждения формируют при условии снижения контролируемого тока сначала до значения первой уставки, а спустя первый заданный интервал времени - до значения второй уставки в течение второго заданного интервала времени, сигналы на подачу возбуждения в режиме ресинхронизации формируют при заданной фазе контролируемого тока поочередно, подавая возбуждение следующего двигателя по истечении третьего заданного интервала Такий образом, контролируя мгновремени после подачи возбуждения превенное значение тока непосредственно дыдущего двигателя, при этом режим в обмотке возбуждения каждого синнеуспешной ресинхронизации фиксируют, хронного двигателя и фиксируя выпадеесли в течение указанного третьего ние из синхронизма по снижению континтервала времени после подачи возролируемого тока до заданных уставок 35 буждения двигателя его контролируемый в определенных интервалах времени, ток снизится сначала до значения перобеспечивается повышение селективносвой уставки, а спустя первый заданти защиты путем исключения ее излишный интервал времени - до значения них срабатываний при колебаниях тока второй уставки в течение второго за40 возбуждения в режиме качаний. Кроме данного интервала времени. того, поочередная подзча возбуждения синхронных двигателей при заданной 2. Способ п о п . 1 , о т л и ч а ю (оптимальной) фазе контролируемого щ и й с я тем, что сигналы на форситока улучшает условия групповой их ровку возбуждения формируют при дос45 тижении контролируемым током значения ресинхронизации. упомянутой первой уставки, сигнал на снятие формировки возбуждения формируют по истечении четвертого заданного интервала времени после ее вклю1. Способ защиты синхронных двига.• телей от асинхронного хода, включею- 50 чения. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я І4П874 25 П 41 . цепь откл. KB 52 г Редактор А.Мотыль Составитель В.Онучик Техред М.Ходаннч Корректор 0.Кравцова 1 Заказ 3666/51 Тираж 650 Подписное ВІІИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035» Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4