SU567191A1 - Устройство дл защиты от самовозбуждени подстанций с делител ми напр жени ,питающих асинхронные двигатели - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области электротехники и предназначено дл  защиты от самовозбуждени  подстанций с делител ми напр жени  (ПДН), питающих крупные асинхронные двигатели.

Этот вид самовозбуждени  подстанций с делител ми напр жени  представл ет частотную реакцию роторов асинхронных двигателей, питаемых от электроустановок, содержащих последовательно с ними включенную емкость и про вл етс  в биени х тока двигателей и общей нагрузки подстанций, амплитуда которых определ етс  величиной скольжени  роторов двигателей, а период функционально св зан с собственной частотой контура, включающего емкость делител  напр жени , а также индуктивности компенсирующего реактора и понизительного трансформатора подстанции. Самовозбуждение схемы ПДИ приводит к колебани м электромагнитного момента и скорости вращени  двигателей, вызыва  длительное увеличение позребл емого тока, соразмерного по величине с пусковым, и повреждени  двигателей из-за перегрева обмоток.

Кроме того, искаженный биени ми ток нагрузки ПДН из-за некоторой расстройки резонансной части схемы, обусловленной ступенчатым изменением индуктивности компенсирующего реактора, вызывает колебани  напр жени  на щинах подстанции и приводит к возбуждению других двигателей, а к мерцанию ламп накаливани , утомл ющему глаза .

Описанный режим работы подстанции неприемлем и предотвращатьс  при расчете схемы подстанции. Тем не менее в процессе эксплуатации возможно непреднамеренное возникновение условий самовозбуждение схемы подстанции, например, вызванное установкой дополнительных крупных асинхронных двигателей, изменением настройки схемы подстанцин и р дом других причин.

Известно устройство дл  подавлени  самовозбуждени  в схемах подстанций.

В этом устройстве осуществлено автоматическое кратковременное подключение к щинам подстанции балластных сопротивлений с помощью симисторов. Реагирует оно лищь на

превыщение определенного уровн  напр жени  на щинах подстанции и предназначено дл  подавлени  резонансных скачков напр жени  на ранней стадии их развити . Однако такое защитное устройство не может быть использовано дл  подавлени  самовозбуждени  в схеме подстанции при питании асинхронных двигателей , поскольку оно не реагирует на биени  в токе двигателей и нагрузки подстанции, свойственные этому внду самовозбуждени ,

при которых сколько-нибудь значительное превышение номинального Напр жени  на шинах не имеет места. Дл  подавлени  самовозбуждени  в схеме подстанции, питающей асинхронные двигатели , используют балластные сопротивлени , подключенные посто нно к низковольтным шинам подстанции. Потребление этих сопротивлений превышает суммарную мошность подключенных двигателей. Такое устройство подавлени  самовозбуждени ,  вл етс  прототипом изобретени . Основной недостаток этого устройства - посто нные потери электроэнергии в балластных сопротивлени х Цель изобретени  - устранение посто нных 15 потерь электроэнергии в балластных сопротивлени х . Эта цель достигаетс  тем, что в устройство введены блок выделени  огибающей биений, блок симисторов, блок питани  с выходным тиристором и блок выдержки времени, 20 причем блок выделени  огибающей биений включен входом в цепь низковольтного ввода подстанции, а выходом подключен к аноду и управл ющему электроду тиристора блока питани , катод которого через выходные размы- 25 кающие контакты блока выдержки времени соединен с управл ющими электродами блока симисторов, силовые электроды которых соедин ют балластные активные сопротивлени  в схему звезды, а к одному из указанных ак- 30 тивных сопротивлений подключен вход блока выдержки времени. При этом блок выделени  огибающей биений содержит двухобмоточный трансформатор, кажда  обмотка которого шунтирована конденсатором и подключена к 35 своему выпр мительному мосту, один из которых включен на входе блока, а к другому подключен транзистор, коллекторна  цепь которого соединена с управл ющим электродом тиристора, включенного в накопительную схе- 40 му, на выходе которой включено электромагнитное реле с замыкающими контактами. На чертеже приведена принциниальна  схема предлагаемого устройства, где 1 - блок выделени  огибающей биений; 2 - блок пита- 45 ни ; 3 - блок выдержки времени; 4 - активные балластные сопротивлени ; 5 - блок симисторов; 6 - щунт в цепи низковольтного ввода подстанции; 7-10 - диоды выпр мительных мостов; И -14 - конденсаторы вы- 50 пр мительных мостов; 15 - трансформатор; 16 - шунтирующий конденсатор; 17 - транзистор; 18 - тиристор; 19 - конденсатор накопнтельной схемы; 20 - пороговый элемент накопительной схемы; 21-электромагнитное ре- 55 ле накопительной схемы; 22 - диод; 23, 24, 25 - резисторы; 26 - трансформатор блока питани ; 27 - выпр мительный мост блока питани ; 28 - выходной тиристор блока питани ; 29- выходные реле блока выдержки времени; 60 30- конденсатор блока выдержки времени; 31-резистор цепи зар да конденсатора 30; 32 - пороговый элемент; 33 - диод; 34 - симисторы; 35 - сигнальное реле. Устройство работает следующим образом. 65 На вход блока 1 выделени  огибающей биений подаетс  напр жение, снимаемое с шунта 6, включенного в цепь низковольтного ввода подстанции. В этом блоке 1 осуществл етс  фильтраци  составл ющей напр л ение промышленной частоты и выделение на вторичной обмотке трансформатора 15 низкочастотной огибающей тока при асинхронном самовозбуждении. В нормальном режиме работы подстанции к входу защитного устройства приложено только напр жение промышленной частоты с амплитудой пропорциональной току нагрузки. При этом огибающа  кривой выпр мленного напр жени  из-за достаточно высокой фильтрации составл ющей промыщленной частоты представл ет практически посто нную величину , котора  трансформатором 15 не трансформируетс . Поэтому на вторичной обмотке трансформатора 15 напр жение отсутствует и транзистор 17 остаетс  в закрытом состо иии - защита не действует, При по влении в токе нагрузки подстанции биений, свидетельствующих о начале самовозбуждени  в токе вторичной обмотки трансформатора 15, по вл етс  низкочастотна  составл юща , с частотой биений, котора  выпр мл етс  посредством диодов 9, 10 и удваиваетс  на конденсаторах 13, 14 и с них подаетс  па вход транзистора 17. Под действием выпр мленного напр жени  с двойной субгармоиической частотой транзистор открываетс . С той же частотой открываетс  и тиристор 18 накопительной схемы, в цепь управлени  которого включен выход транзистора 17. При длительности биений в токе нагрузки подстанции , превышающей заданную (0,5с) напр жение на конденсаторе 19 накопительной схемы достигает напр жени  срабатывани  порогового элемента - вследствие чего сработает выходное реле 21 накопительной схемы и своими контактами замкнет цепь управлени  выходного тиристора 28 блока питани  2, который обеспечивает питание посто нным током цепи управлени  симисторов. Тиристор 28 открываетс , подает на управл ющие электроды симисторов 34 питание посто нным током и открывает их. Открытые симисторы 34 по схеме трехлучевой звезды подключают к шииам подстанции активные балластные сопротивлени  4 и обеспечивают подавление самовозбуждени  подстанции. С момента подключени  к шинам сопротивлений последние обтекаютс  током , а унавшее напр жение на одном из них прикладываетс  к входу блока 3 выдержки времени, состо щего из диода 33, конденсатора 30, переменного резистора 31, порогового элемента 32 и выходного реле 29. При напр жении на конденсаторе 30, равном напр жению срабатывани  порогового элемента 32, сработает выходное реле 29 этого блока, которое своим нормально замкнутыми контактами кратковременно разомкнет цепь питани  управл ющих электродов симисторон 34. При этом разомкнетс  цепь пита