RU2252473C1 - Method for automatic fast-response on-operation - Google Patents

Abstract

FIELD: power stations.

SUBSTANCE: upon load disconnection from supply mains load and supply mains voltages are checked and phase difference is determined. Variation in phase difference is approximated by two values of load and supply mains voltages. Time moment when phase difference approaches desired value is calculated. ON-operation time of stand-by bushing circuit breaker is subtracted from values obtained. Least positive time difference is assumed as time delay in sending instruction for closing stand-by circuit breaker. This minimizes inrush currents during switch-over operations. In addition closing time of given circuit breaker is measured each time and measurement results are entered in memory for use during next ON-operation.

EFFECT: enhanced reliability.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться на электростанциях. Широко известный способ автоматического включения [1] (повторного или резерва) состоит в отключении поврежденной секции и подключении ее к сети (той же или резервной) с задержкой. Недостаток способа состоит в ограниченной функциональной способности, так как он может использоваться только при использовании тиристорных выключателей.The invention relates to electrical engineering and can be used in power plants. A widely known method of automatically turning on [1] (repeated or reserve) is to disconnect a damaged section and connect it to the network (same or backup) with a delay. The disadvantage of this method is its limited functional ability, since it can only be used when using thyristor switches.

Наиболее близким по технической сути и достигаемым результатам является способ [2] быстродействующего автоматического включения секции сети, содержащей двигательную нагрузку, состоящий в отключении ее при возникновении соответствующего режима сети, контроле за углом между векторами напряжений секции и сети и последующем включении, когда этот угол близок к заданному значению. Недостаток подобного способа состоит в относительно низкой надежности. Причиной этого является возможность включения при противофазе напряжений, что приведет к большим броскам пусковых токов. Целью изобретения является повышение надежности, снижение потерь энергии. Поставленная цель достигается за счет того, что вычисляют значения времен до заданного значения угла, выбирают меньшее из этих значений, но превышающее время включения выключателя, устанавливают выдержку времени, равную разности этих значений, и по истечении этого времени подают команду на включение выключателя.The closest in technical essence and the achieved results is a method [2] for quick automatic switching on of a network section containing a motor load, which consists in turning it off when the corresponding network mode occurs, monitoring the angle between the voltage vectors of the section and the network and then turning it on when this angle is close to the set value. The disadvantage of this method is the relatively low reliability. The reason for this is the possibility of switching on at an antiphase voltage, which will lead to large inrush currents. The aim of the invention is to increase reliability, reduce energy loss. This goal is achieved due to the fact that they calculate the values of the times to the specified angle value, select the smaller of these values, but exceeding the time for the circuit breaker to be turned on, set the time delay equal to the difference between these values, and after this time the command to turn on the circuit breaker is issued.

Дополнительное отличие состоит в том, что при каждом включении производят измерение времени включения выключателя, запоминают его и используют при последующем расчете.An additional difference consists in the fact that at each switching-on, the circuit-breaker is measured for the time it is turned on, it is remembered and used in the subsequent calculation.

На фиг.1 приведена структурная схема для осуществления способа. Обозначено: 1, 2 - вводные выключатели, 3 - блок защиты, 4 - блок-контакт выключателя (датчик отключенного состояния), 5 - шины, 6 - выключатель, 7 - нагрузка, 8, 9 - датчики (трансформаторы) напряжений, 10 - фазовый детектор (датчик разности фаз), 11 - вычислительное устройство, 12 - вычитатель, 13 - блок уставки времени, 14 - ключ, 15 - датчик тока, 16 - пороговый элемент, 17 - датчик времени срабатывания.Figure 1 shows the structural diagram for implementing the method. Designated: 1, 2 - input switches, 3 - protection unit, 4 - switch contact block (off-state sensor), 5 - buses, 6 - switch, 7 - load, 8, 9 - voltage sensors (transformers), 10 - phase detector (phase difference sensor), 11 - computing device, 12 - subtractor, 13 - time setting unit, 14 - key, 15 - current sensor, 16 - threshold element, 17 - response time sensor.

Способ реализуется следующим образом при автоматическом вводе резерва. Нагрузка 7 питается через выключатель 6 от шин 5, на которые подается питание через выключатель 1 ввода. При исчезновении напряжения на этом основном вводе 1, блок защиты 3 отключает выключатель 1 и через блок-контакт 4 подает сигнал на разрешение включения резервного ввода 2. Датчики напряжений 8 и 9 дают информацию о текущих значениях напряжений сети 2 и шин 5. Напряжение на последних затухает вследствие торможения двигателей, подключенных к этим шинам. В процессе выбега двигателей разница углов напряжений сети 2 и шин 5 представляет кривую, близкую к прямой или экспоненте [3]. На фиг.2 представлен типичный пример для атомной электростанции [3]. Разница значений фаз (угол) сети 2 и шин 5 непрерывно определяется датчиком 10, по поступающим на него сигналам от трансформаторов напряжений 8 и 9. Зафиксировав два значения угла рассогласования φ₁ и φ₂ для двух разных моментов времени t₁ и t₂, вычислитель 11 прогнозирует (рассчитывает) значения времен, кратные 360 градусам электрическим плюс заданный угол включения (α). Вычисления проводятся по формулеThe method is implemented as follows with automatic input of the reserve. The load 7 is fed through the switch 6 from the bus 5, which is supplied with power through the switch 1 input. If the voltage disappears on this main input 1, the protection unit 3 opens the circuit breaker 1 and, through the block contact 4, gives a signal to enable the backup input 2. The voltage sensors 8 and 9 give information about the current values of the voltage of the network 2 and bus 5. The voltage at the last attenuates due to braking of the engines connected to these tires. During the engine run-down, the difference in the voltage angle angles of the network 2 and busbars 5 represents a curve close to a straight line or an exponent [3]. Figure 2 presents a typical example for a nuclear power plant [3]. The difference between the phase values (angle) of the network 2 and bus 5 is continuously determined by the sensor 10, according to the signals received from the voltage transformers 8 and 9. Having fixed two values of the angle of inconsistency φ ₁ and φ ₂ for two different times t ₁ and t ₂ , the calculator 11 predicts (calculates) time values that are multiples of 360 degrees electric plus a predetermined inclusion angle (α). The calculations are carried out according to the formula

где n=1, 2, 3,.... Значение α принимается равным фазовому углу эквивалентной нагрузки и лежит в пределах от нуля до 90 градусов электрических.where n = 1, 2, 3, .... The value of α is taken equal to the phase angle of the equivalent load and lies in the range from zero to 90 degrees electrical.

Вычитатель 12 вычитает из полученных значений времен собственное время включения выключателя, поступающее с датчика 17. Из полученных после вычитания значений выбирается наименьшее положительное значение, которое задается блоку 13 задержки времени. По истечении этого заданного времени блок 13 подает сигнал на включение выключателя 2, замыкание которого произойдет с разницей фаз напряжений, равной фазовому углу эквивалентной нагрузки. Для двигательной нагрузки фазовый угол нагрузки близок к 30-80 градусам электрических. Такое включение исключает броски токов. Одновременно с подачей команды на включение выключателя 2 обнуляется и запускается датчик 17 времени включения выключателя, который начинает измерение времени до момента, пока на выходе порогового элемента 16 не появится сигнал, свидетельствующий о появлении тока в датчике 15 тока. Это значение измеряется в электрических градусах, запоминается и будет использовано при следующем включении.Subtractor 12 subtracts from the obtained time values the intrinsic time of the circuit breaker coming from the sensor 17. From the values obtained after subtraction, the smallest positive value is selected, which is set to the time delay unit 13. After this predetermined time, the unit 13 gives a signal to turn on the switch 2, the closure of which will occur with a voltage phase difference equal to the phase angle of the equivalent load. For motor loading, the phase angle of the load is close to 30-80 degrees electrical. Such an inclusion excludes inrush currents. Simultaneously with the command to turn on the switch 2, the switch 17 on time switch is reset and starts, which starts measuring the time until the output of the threshold element 16 displays a signal indicating the appearance of current in the current sensor 15. This value is measured in electrical degrees, stored and will be used the next time it is turned on.

Источники информацииSources of information

1. Рубашов Г.М. и др. АВР в сетях 6 кВ на тиристорном выключателе. “Промышленная энергетика”, 1986, №8.1. Rubashov G.M. and other AVR in 6 kV networks on a thyristor switch. “Industrial Energy”, 1986, No. 8.

2. Вершинина С.И. и др. Комплекс устройств быстродействующего АВР. В книге: У1 Симпозиум Электротехника 2010, ВЭИ-Травэк, Моск. обл., 2001, том 2, стр.44-48.2. Vershinina S.I. and others. A set of devices for high-speed ATS. In the book: U1 Symposium Electrical Engineering 2010, VEI-Travel, Moscow. Region, 2001, Volume 2, pp. 44-48.

3. Фельдман М.Л., Черновец А.К. Особенности электрической части атомных электростанций. Л., Энергоатомиздат, 1983, стр.102-103.3. Feldman M.L., Chernovets A.K. Features of the electrical part of nuclear power plants. L., Energoatomizdat, 1983, pp. 102-103.

Claims (2)

1. Способ быстродействующего автоматического включения секции сети, содержащей двигательную нагрузку, состоящий в отключении ее при исчезновении напряжения на основном вводе, контроле за углом между векторами напряжений секции и сети, отличающийся тем, что вычисляют значение времени от текущего до заданного угла включения, выбирают меньшее из этих значений, но превышающее время включения выключателя резервного ввода, устанавливают выдержку времени, равную разности выбранного значения времени и времени включения выключателя резервного ввода, и по истечении этой выдержки времени дают команду на включение этого выключателя.1. A method for quickly automatically turning on a section of a network containing a motor load, which consists in disconnecting it when the voltage at the main input disappears, monitoring the angle between the voltage vectors of the section and the network, characterized in that the time value from the current to the given switching angle is calculated, a smaller one is selected of these values, but exceeding the turn-on time of the backup input switch, set the time delay equal to the difference between the selected time value and the turn-on time of the backup switch input, and after this time delay give a command to turn on this switch. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при каждом включении производят измерение времени включения выключателя резервного ввода, запоминают его и используют при последующем расчете.2. The method according to claim 1, characterized in that at each switching on, a measurement of the on time of the backup input switch is made, it is stored and used in the subsequent calculation.

Images