專(zhuān)利名稱(chēng)：一種新型低頻快速減載裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種用來(lái)制止電力系統(tǒng)故障因功率缺額造成系統(tǒng)頻率下降的新型數(shù)字式低頻快速減載裝置。
頻率是電力系統(tǒng)運(yùn)行的一項(xiàng)重要質(zhì)量指標(biāo)，它反映電力系統(tǒng)中有功功率供需平衡的基本狀態(tài)。當(dāng)電力系統(tǒng)功率缺額時(shí)，系統(tǒng)頻率將低于額定值。系統(tǒng)頻率偏離額定值較大，將使火力發(fā)電廠(chǎng)的汽輪機(jī)葉片損傷，廠(chǎng)用電驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率迅速下降，加劇有功功率供需不平衡狀態(tài)。嚴(yán)重時(shí)，將造成發(fā)電廠(chǎng)全停大事故。為控制電力系統(tǒng)因功率缺額造成系統(tǒng)頻率下降，現(xiàn)代電力系統(tǒng)皆采用低頻自動(dòng)減載裝置。一般公知的低頻自動(dòng)減載裝置，如SZH-1型和SZH-2型低頻繼器，采用按頻率絕對(duì)值動(dòng)作原理工作，必須用延時(shí)來(lái)防止電動(dòng)機(jī)反饋誤動(dòng)，采用低電壓、低電流和頻率下降速率滑差閉鎖來(lái)縮短動(dòng)作延時(shí)。當(dāng)電力系統(tǒng)頻率下降時(shí)，都必須帶時(shí)限動(dòng)作切負(fù)荷，嚴(yán)重影響了控制系統(tǒng)頻率下降的實(shí)際效果。在系統(tǒng)發(fā)生電源事故時(shí)，這類(lèi)公知的裝置只能消極等待系統(tǒng)頻率下降到其動(dòng)作頻率定值，不能有效地抑制系統(tǒng)頻率的下降，防止系統(tǒng)崩潰。這類(lèi)裝置的電路可靠性低，在系統(tǒng)振蕩時(shí)，有可能發(fā)生拒動(dòng)。
本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)一種新型低頻快速減載裝置，能直接根據(jù)頻率下降速率來(lái)反映系統(tǒng)有功功率缺額的大小塊定低頻減載是快速動(dòng)作還是延時(shí)動(dòng)作，積極主動(dòng)地切除負(fù)荷，確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并可彌補(bǔ)一般公知的低頻自動(dòng)減載裝置在控制電力系統(tǒng)因功率缺額造成頻率下降時(shí)功能上的不足。
本發(fā)明的特點(diǎn)是
1、能直接根據(jù)頻率下降速率來(lái)反映系統(tǒng)有功功率缺額的大小，決定低頻減載是快速動(dòng)作還是帶延時(shí)動(dòng)作，可按頻率下降速率自動(dòng)減載，有助于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
2、可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，能防止負(fù)荷反饋效應(yīng)造成的誤動(dòng)作。在系統(tǒng)振蕩、系統(tǒng)短路故障及其切除恢復(fù)同步過(guò)程，不會(huì)出現(xiàn)誤動(dòng)作;即使裝置出現(xiàn)元件損壞、失去交流電壓及電壓互感器二次回路接觸不良、工藝質(zhì)量不佳也不會(huì)引起誤動(dòng)作;在輸入交流電壓相位接連突變時(shí)也不會(huì)發(fā)生誤動(dòng)作;當(dāng)系統(tǒng)振蕩伴隨功率缺額、短路故障切除伴隨振蕩出現(xiàn)有功功率缺額時(shí)仍能正確減載，不會(huì)發(fā)生拒動(dòng)。
3、具有帶低電壓閉鎖反饋頻率絕對(duì)值延時(shí)動(dòng)作的后備措施。測(cè)頻元件的邏輯電路采用直流蓄電池降壓穩(wěn)壓供電方式，排除了交流整流供電受運(yùn)行方式影響的不可靠因素。低電壓閉鎖裝置出口回路與測(cè)回路無(wú)關(guān)。
4、可保證系統(tǒng)頻率懸浮在起始頻率以下、動(dòng)作頻率以上、瞬間出現(xiàn)頻率波動(dòng)至動(dòng)作值以下時(shí)不會(huì)誤動(dòng)作;當(dāng)出現(xiàn)系統(tǒng)有功功率缺額時(shí)仍能正確動(dòng)作。
5、具有完整的監(jiān)視異常工作狀態(tài)報(bào)警系統(tǒng)和防止裝置拒動(dòng)作的定時(shí)檢測(cè)手段。
以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
圖1是本發(fā)明的原理框圖。
圖2是本發(fā)明的最佳實(shí)施例的電氣原理圖。
參照?qǐng)D1，本發(fā)明由頻率差值測(cè)量單元A、頻率下降速率判別切負(fù)荷單元B、低電壓?jiǎn)卧狢、按頻率下降絕對(duì)值動(dòng)作減負(fù)荷單元D、出口切負(fù)荷單元E和監(jiān)視單元F組成。頻率差值測(cè)量單元A由起始動(dòng)作頻率繼電器f1D及出口動(dòng)作頻率繼電器f2D構(gòu)成。頻率差值整定為0.3赫。頻率下降速率判別切負(fù)荷單元B由與門(mén)Y1與Y4、時(shí)間繼電器T1與T2、信號(hào)繼電器X1及連接片L1等元件構(gòu)成。低電壓?jiǎn)卧狢由相間電壓元件VAB與VBC、與門(mén)Y3組成。按頻率下降絕對(duì)值動(dòng)作減負(fù)荷單元D由時(shí)間繼電器T3、與門(mén)Y2、信號(hào)繼電器X2及連接片L2與L3等元件組成。出口切負(fù)荷單元E由或門(mén)H2及出口中間繼電器CKJ組成。監(jiān)視單元F由或門(mén)H1及信號(hào)繼電器X3組成。
各單元的功能是頻率差值測(cè)量單元A由起始動(dòng)作頻率繼電器f1D(接VAB電壓)、出口動(dòng)作頻率繼電器f2D(接VBC電壓)的頻率差值來(lái)實(shí)現(xiàn)，頻率下降速率整定為5赫/秒，當(dāng)出口動(dòng)作頻率整定后，起始動(dòng)作頻率定值f1D＝0.3+f2D。
頻率下降速率判別切負(fù)荷單元B中，當(dāng)f1D有輸出，f2D無(wú)輸出時(shí)，與門(mén)Y1有輸出，當(dāng)f1D與f2D同時(shí)有輸出時(shí)，Y1無(wú)輸出，用來(lái)完成時(shí)間繼電器T1的計(jì)時(shí)功能，并與f2D輸出信號(hào)共同判別單元B是否決定快速輸出。當(dāng)延時(shí)等于或大于60毫秒時(shí)，T1有輸出，準(zhǔn)備好與門(mén)Y4的輸入動(dòng)作條件，當(dāng)時(shí)間繼電器T2有輸出時(shí)，T1無(wú)輸出，T2自閉鎖T1輸出。當(dāng)系統(tǒng)頻率懸浮在起始動(dòng)作頻率f1D以下，出口動(dòng)作頻率f2D以上，即未到f2D動(dòng)作頻率以下時(shí)，只有f1D動(dòng)作，T2計(jì)時(shí);當(dāng)T2等于或大于整定時(shí)間時(shí)，T2有輸出，并經(jīng)f1D自保持，長(zhǎng)期自閉鎖T1，即在f2D再出現(xiàn)瞬間頻率下降時(shí)，不會(huì)經(jīng)單元B切負(fù)荷。在T1有輸出時(shí)，f2D動(dòng)作有輸出，與門(mén)Y4有輸出，并經(jīng)T1自保持起動(dòng)信號(hào)繼電器X1信號(hào)，經(jīng)連接片L1及或門(mén)H2起動(dòng)中間繼電器CKJ出口切負(fù)荷。
低電壓?jiǎn)卧狢在系統(tǒng)電壓正常情況下，允許按頻率下降絕對(duì)值動(dòng)作切負(fù)荷，低于系統(tǒng)電壓的70%以下時(shí)，閉鎖與門(mén)Y2輸出，并發(fā)監(jiān)視報(bào)警信號(hào)。相間電壓元件VAB與VBC接入電壓互感器二次AB與BC相電壓，正常情況下有電壓時(shí)有輸出，無(wú)電壓時(shí)無(wú)輸出，低于70%正常電壓時(shí)也無(wú)輸出。相間電壓元件VAB與VBC正常有電壓時(shí)，與門(mén)Y3有輸出，當(dāng)VAB與VBC兩元件或其中之一失壓和低于70%系統(tǒng)正常電壓時(shí)，Y3無(wú)輸出，與門(mén)Y2被閉鎖無(wú)輸出，或門(mén)H1無(wú)輸入信號(hào)，輸出有信號(hào)。
按頻率下降絕對(duì)值動(dòng)作減負(fù)荷單元D中，時(shí)間繼電器T3由f2D起動(dòng)，當(dāng)系統(tǒng)頻率下降到f2D整定值以下時(shí)，f2D有輸出，T3延時(shí)起動(dòng)，當(dāng)延時(shí)等于或大于整定時(shí)間時(shí)，T3有輸出，起動(dòng)與門(mén)Y2。當(dāng)T3、f2D及與門(mén)Y3三者同時(shí)有輸出時(shí)，Y2有輸出，起動(dòng)信號(hào)繼電器X2信號(hào)，經(jīng)或門(mén)H2及連接片L2起動(dòng)中間繼器CKJ出口切負(fù)荷。
出口切負(fù)荷單元E，當(dāng)頻率下降速率判別切負(fù)荷單元B及按頻率下降絕對(duì)值動(dòng)作減負(fù)荷單元D其中之一或兩者均有輸出時(shí)，起動(dòng)中間繼電器CKJ出口切負(fù)荷。
在監(jiān)視單元F中，當(dāng)f1D、f2D及與門(mén)Y3其中之一或三者皆有輸出時(shí)，或門(mén)H1有輸出，向中央信號(hào)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。正常運(yùn)行時(shí)，f1D與f2D均無(wú)輸出信號(hào)，與門(mén)Y3雖有輸出，但經(jīng)反相器輸入H1，故H1也無(wú)輸出。當(dāng)Y3無(wú)輸出時(shí)，H1有輸出。當(dāng)f1D與f2D皆有輸出時(shí)，H1有輸出，信號(hào)繼電器X3有輸出，向中央信號(hào)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
本發(fā)明的動(dòng)作過(guò)程如下當(dāng)系統(tǒng)功率缺額引起頻率下降到f2D動(dòng)作值時(shí)，設(shè)頻率速率整定值為-5赫/秒，控制減負(fù)荷的頻率絕對(duì)值定為f2D＝49赫，則f1D34＝49.3赫，T1時(shí)間△t＝0.06秒。若系統(tǒng)因功率缺額頻率下降速率為-1.5赫/秒時(shí)，則從f1D下降到f2D的時(shí)間為0.2秒。在f1D＝49.3赫動(dòng)作后，與門(mén)Y1因f2D＝49赫未動(dòng)作，故Y1有輸出，T1計(jì)時(shí)。因T1整定為0.06秒，故T1達(dá)0.06秒時(shí)有輸出，準(zhǔn)備好與門(mén)Y4的輸入條件之一，因f2D＝49赫需0.2秒才能動(dòng)作，所以到0.2秒f2D有輸出，Y4有T1和f2D同時(shí)輸入信號(hào)，故Y4有輸出，起動(dòng)X1信號(hào)和或門(mén)H2，經(jīng)CKJ出口去切負(fù)荷，并經(jīng)Y4本身自保持以保證瞬時(shí)切負(fù)荷。由于f2D動(dòng)作，同時(shí)使Y1閉鎖，Y1停止輸出，但Y4經(jīng)本身自保持，仍可保證中間繼電器CKJ可靠動(dòng)作。
當(dāng)突然失去系統(tǒng)電源，引起電動(dòng)作負(fù)荷反饋頻率下降時(shí)，則由f1D＝49.3赫下降到f2D＝49赫，所需時(shí)間為0.03秒。當(dāng)反饋電壓頻率下降到49.3赫頻率時(shí)，f1D動(dòng)作，T1計(jì)時(shí)，經(jīng)0.03秒，f2D動(dòng)作，與門(mén)Y1被f2D閉鎖，即使Y4有f2D輸入，因T1無(wú)輸出，故Y4仍無(wú)輸出，CKJ不會(huì)動(dòng)作。
當(dāng)系統(tǒng)頻率瞬時(shí)降至f1D＝49.3赫以下，f2D＝49赫以上時(shí)，只有f1D動(dòng)作，Y1有輸出，T1計(jì)時(shí)，T2因f1D有輸出，T2計(jì)時(shí)。當(dāng)T1達(dá)0.06秒延時(shí)時(shí)，T1輸出，給與門(mén)Y4準(zhǔn)備好輸出條件，由于f2D一直未動(dòng)作，待T2達(dá)4秒后，T2輸出將T1自閉鎖，使Y4開(kāi)放的時(shí)間為3.94秒。
當(dāng)f1D與f2D頻率繼電器內(nèi)部元件損壞或工藝質(zhì)量不佳引起頻率繼電器之一動(dòng)作，或者與門(mén)Y3無(wú)輸出失去交流電壓時(shí)，均不會(huì)引起保護(hù)裝置誤動(dòng)作。此時(shí)，或門(mén)H1有輸出，使信號(hào)繼電器X1報(bào)警。
為防止f1D與f2D輸出三極管開(kāi)路，截止三極管擊穿導(dǎo)通及其它元件損壞引起誤動(dòng)作，可分別試動(dòng)作f1D和f2D，不需停用出口連接片L1、L2。
參照?qǐng)D2，本發(fā)明的最佳實(shí)施例由數(shù)字頻率繼電器1DZJ、2DZJ、△t計(jì)時(shí)元件4ZJ、頻率懸浮閉鎖時(shí)間元件1SJ、絕對(duì)值時(shí)間元件2SJ1、2SJ2，壓敏電阻R0、電阻R、R1，電容C，二極管1Z、2Z，重動(dòng)中間繼電器YYJ，相間低電壓閉鎖元件1YJ、2YJ，跳閘出口中間繼電器1ZJ、2ZJ、3ZJ，信號(hào)繼電器1XJ、2XJ、3XJ，穩(wěn)壓降壓電源1WY、2WY及連接片1LP、2LP、LP等元件組成。
采用該最佳實(shí)施例可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的各種功能，例如當(dāng)系統(tǒng)功率缺頻額引起頻率下降到f2D動(dòng)作值時(shí)，頻率繼電器1DZJ(即f1D)動(dòng)作，計(jì)時(shí)元件4ZJ動(dòng)作計(jì)時(shí)。在0.06秒后并當(dāng)?shù)竭_(dá)頻率繼電器2DZJ(即f2D)動(dòng)作值時(shí)，2DZJ動(dòng)作，使跳閘出口中間繼電器1ZJ-3ZJ動(dòng)作減載，信號(hào)繼電器1XJ掉牌，經(jīng)2DZJ自保持，1ZJ一旦起動(dòng)，確?？煽繙p載。2DZJ動(dòng)作起動(dòng)絕對(duì)值時(shí)間元件2SJ1，經(jīng)延時(shí)終止接點(diǎn)接通。系統(tǒng)電壓正常，重動(dòng)中間繼電器YYJ及頻率繼電器1DZJ接通，信號(hào)繼電器2XJ掉牌，起動(dòng)出口中間繼電器1ZJ-3ZJ動(dòng)作減負(fù)荷。
當(dāng)突然失去系統(tǒng)電源，引起電動(dòng)機(jī)負(fù)荷反饋頻率下降時(shí)，頻率繼電器1DZJ動(dòng)作后，計(jì)時(shí)元件4ZJ計(jì)時(shí)。未達(dá)4ZJ動(dòng)作延時(shí)值，2DZJ動(dòng)作。經(jīng)二極管1Z，4ZJ本身常閉接點(diǎn)將其線(xiàn)圈短接，使其可靠不動(dòng)作，4ZJ常開(kāi)接點(diǎn)斷開(kāi)，出口中間繼電器1ZJ-3ZJ不會(huì)勵(lì)磁動(dòng)作，保證不會(huì)出現(xiàn)誤減負(fù)荷。
當(dāng)系統(tǒng)頻率懸浮在起始頻率以下，出口動(dòng)作頻率以上時(shí)，1DZJ動(dòng)作，4ZJ計(jì)時(shí)，延時(shí)0.06秒，4ZJ動(dòng)作，4ZJ常開(kāi)接點(diǎn)準(zhǔn)備好出口跳閘回路，由于2DZJ未起動(dòng)，絕對(duì)值時(shí)間元件2SJ1瞬時(shí)常閉接點(diǎn)閉合，經(jīng)1DZJ接通1SJ繼電器線(xiàn)圈，并經(jīng)1SJ本身瞬時(shí)常開(kāi)接點(diǎn)保持，1SJ經(jīng)1DZJ常開(kāi)接點(diǎn)取得正電源起動(dòng)，經(jīng)延時(shí)后，1SJ終止接點(diǎn)短接4ZJ線(xiàn)圈回路，使4ZJ復(fù)歸，自閉鎖出口跳閘回路，以防2DZJ瞬間頻率波動(dòng)至動(dòng)作值以下時(shí)，出口跳閘中間繼電器1ZJ-3ZJ出現(xiàn)誤動(dòng)作。但當(dāng)有功功率缺額引起頻率下降時(shí)，2DZJ動(dòng)作，2SJ1起動(dòng)，并經(jīng)0.5秒延時(shí)終止接點(diǎn)接通。系統(tǒng)電壓正常高于額定電壓百分之七十以上，重動(dòng)中間繼電器YYJ正常接通，1DZJ動(dòng)作，因此起動(dòng)出口跳閘中間繼電器1ZJ-3ZJ動(dòng)作減載，信號(hào)繼電器2XJ掉牌，保證了本實(shí)施例頻率下降速率判別切負(fù)荷單元被自閉鎖的情況下，仍能自動(dòng)減負(fù)荷。
經(jīng)試驗(yàn)，本發(fā)明能直接根據(jù)頻率下降速率來(lái)反映系統(tǒng)有功功率缺額的大小決定低頻減載是快速動(dòng)作還是延時(shí)動(dòng)作，積極主動(dòng)地切除負(fù)荷，確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并可彌補(bǔ)一般公知的低頻自動(dòng)減載裝置功能上的不足。
權(quán)利要求
1.一種用來(lái)制止電力系統(tǒng)故障因功率缺額造成系統(tǒng)頻率下降的新型數(shù)字式低頻快速減載裝置，其特征是該裝置由頻率差值測(cè)量單元A、頻率下降速率判別切負(fù)荷單元B、低電壓?jiǎn)卧狢、按頻率下降絕對(duì)值動(dòng)作減負(fù)荷單元D、出口切負(fù)荷單元E和監(jiān)視單元F組成，頻率差值測(cè)量單元A由起始動(dòng)作頻率繼電器f1D及出口動(dòng)作頻率繼電器f2D構(gòu)成，頻率下降速率判別切負(fù)荷單元B由與門(mén)Y1與Y4、時(shí)間繼電器T1與T2、信號(hào)繼電器X1及連接片L1元件構(gòu)成，低電壓?jiǎn)卧狢由相間電壓元件VAB與VBC、與門(mén)Y3組成，按頻率下降絕對(duì)值動(dòng)作減負(fù)荷單元D由時(shí)間繼電器T3、與門(mén)Y2、信號(hào)繼電器X2及連接片L2與L3元件組成，出口切負(fù)荷單元E由或門(mén)H2及出口中間繼電器CKJ組成，監(jiān)視單元F由或門(mén)H1及信號(hào)繼電器X3組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低頻快速減載裝置，其特征是該裝置的最佳實(shí)施例由數(shù)字頻率繼電器1DZJ、2DZJ、△t計(jì)時(shí)元件4ZJ、頻率懸浮閉鎖時(shí)間元件1SJ、絕對(duì)值時(shí)間元件2SJ1、2SJ2，壓敏電阻R0、電阻R、R1，電容C，二極管1Z、2Z，重動(dòng)中間繼電器YYJ，相間低電壓閉鎖元件1YJ、2YJ，跳閘出口中間繼電器1ZJ、2ZJ、3ZJ，信號(hào)繼電器1XJ、2XJ、3XJ，穩(wěn)壓降壓電源1WY、2WY及連接片1LP、2LP、LP等元件組成。
全文摘要
一種新型低頻快速減載裝置，由頻率差值測(cè)量單元A、頻率下降速率判別切負(fù)荷單元B、低電壓?jiǎn)卧狢、按頻率下降絕對(duì)值動(dòng)作減負(fù)荷單元D、出口切負(fù)荷單元E和監(jiān)視單元F組成。本發(fā)明能根據(jù)頻率下降速率來(lái)反映系統(tǒng)有功功率缺額的小大決定低頻減載是快速動(dòng)作還是延時(shí)動(dòng)作，積極主動(dòng)地切除負(fù)荷，確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并可彌補(bǔ)一般公知的低頻自動(dòng)減載裝置在控制電力系統(tǒng)因功率缺額造成頻率下降時(shí)功能上的不足。
文檔編號(hào)H02J3/04GK1051829SQ90106480
公開(kāi)日1991年5月29日 申請(qǐng)日期1990年12月18日 優(yōu)先權(quán)日1990年12月18日
發(fā)明者鄭定海 申請(qǐng)人:鞍山電業(yè)局