Устройство для распределения активной нагрузки между параллельно работающими синхронными генераторами

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ АКТИВНОЙ НАГРУЗКИ МЕЖДУ ПАРАЛЛЕЛЬНО РАБОТАЮЩИМИ СИНХРОННЫМИ ГЕНЕРАТОРАМИ , содержащее датчики активного тока каждого из генераторов, включенных по дифференциальной схеме, и переключатели, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено источником питания переменного тока, общей шиной и по числу генераторов двумя диодами, тирис .тором, стабилитроном, диоднк ; вьшрямительным мостом, переменным резистором и чувствительным элементом, причем датчик тока выполнен в виде трансформатора тока, бключенного в одну из шин генератора, одноименный вывод которого через первый диод, включенный в прямом направлении , соединен с вторым выводом трансформатора тока, с катодом стабилитрона и с анодом второго диода, катод которого через переменный резистор соединен с управляющим электродом тиристора, катод которого и анодр стабилитрона объединены и подключев ны к анодной группе диодного.выпрями (Л тeльнol o моста, и через переключатель - к общей шине, анод тиристора с подключен к катодной группе диодного выпрямительного моста, к второй диагонали которого подключены последовательно соединенные соответствующий чувствительный элемент и источник питания переменного тока.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) 01) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

i )4 Щ ч y ЩЯ ,)3 .

Ь ЬЛК0) Р@

H ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

lt » (21) 3516727/24-07 (22) 29.11.82 (46) 07.02 ° 84 ° Бюл. Р 5 (72) A. Н. Гузанов, И.А. Краснов, В.М. Соловьев, Ю.В. Федотов и В.A. Родин (72) Ленинградский ордена Трудового

Красного Знамени инСтитут водного транспорта (53) 621.313.322.016.32(088.8) (56) 1. Патент CIQA Р 2859357, кл. 307-.57, 1958.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 389595, кл. Н 02 Х 3/46, 1970.

3. Авторское свидетельство .СССР

9 655024, кл. Н 02 J 3/46, 1977. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ АКТИВНОЙ НАГРУЗКИ МЕ)ЩУ ПАРАЛЛЕЛЬНО РАБОТАЮЩИМИ СИНХРОННЫМИ ГЕНЕРАТОРАМН содержащее датчики активного тока каждого из генераторов, включенных по дифференциальной схеме, и переключатели, о т.л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено источником питания переменного тока, общей шиной и по числу генераторов двумя диодами, тиристором, стабилитроном, диодны-: выпрямительным мостом, переменным резистором и чувствительным элементом, причем датчик тока выполнен в виде трансформатора тока, включенного в одну из шин генератора, одноимен ный вывод которого через первый диод, включенный в прямом направлении, соединен с вторым выводом трансформатора .тока, с катодом стабилитрона -и с анодом второго диода, катод которого через переменный резистор соединен с управляющим электродом тиристора, катод которого и анод стабилитрона объединены и подключе- 9 ны к анодной группе диодного,выпрями тельного моста, и через переключатель — к общей шине, анод тиристора дфив подключен к катодной группе диодно- 1 го выпрямительного моста, к второй диагонали которого подключены последовательно соединенные соответствующий чувствительный элемент и .источник питания переменного тока.

1072178

Изобретение относится к электро технике и предназначено для автоматического распределения активной нагрузки между параллельно работающими синхронными генераторами при условии пропорционального распределения реактивных нагрузок.

Известно устройство для автоматического распределения активной нагрузки между параллельно работающими синхронными генераторами, содержащее кбмплектные регуляторы .по числу генераторов, в цепь нагруз ки генераторов включены два дополнительных сопротивления (шунта), два транзистора, базовые цепи кото- 15 рых включены на указанное дополнительное сопротивление, а транзисторы подключены к входу каждого из регуляторов f1j .

Недостатком устройства является включение в силовую цепь дополнительных сопротивлений, что создает дополнительное падение напряжения в цепи нагрузки, разброс величины которых влияет на.качество выравниваемых напряжения и тока, отдавае мым каждым генератором.

Известно устройство для,автоматического распределения активной нагрузки между параллельно работаю- 30 щими синхронными генераторами, содержацее схему распределения. активных нагрузок, выполненную в виде многолучевой звезды, делителем напряжения с набором пороговых эле- 35 ментов и индикаторами направления тока (2) .

Недостатком данного устройства является ограниченная точность распределения нагрузок. 40

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для распределения активной нагрузки между параллельно работающими генераторами, содержащее датчики активного тока каждого иэ генераторов выходы которых подключены по-дифференциальной схеме к входу усилителя, вход которого и вход времязадаюцего блока объединены и их выходы включены по схеме И на входы эадатчика. резервного генератора, выход которого соединен с зажимом для включения в схему управления серводвигателем регулятора оборотов генератора (3) .

Недостатком известного устройства являются ограниченные функциональные воэможности, определяемые тем, что устройство не позволяет обеспечить параллельную работу ге- 60 нераторов различной мощности и требует для своей работы серводвигатели только одного типа (только переменного или только постоянного тока). 65

Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей.

Укаэанная цель достигается тем, что в устройство для распределения .активной нагрузки между параллельно работаюцими синхронными генераторами, содержащее датчики активного тока каждого иэ генераторов, включенных по дифференциальной схеме, и переключатели, введены источник питания переменного тока, обцая шина и по числу генераторов два диода, тиристор, стабилитрон, диодный выпрямительный мост, переменный резистор и чувствительный элемент, причем датчик тока выполнен в виде трансформатора тока, вклю ченного в одну из шин генератора, одноименный вывод которого через первый диод, включенный в прямом направлении, соединен с вторым выводом трансформатора, с катодом стабилитрона и с анодом второго диода, катод которого через переменный резистор соединен с управляющим электродом тиристора, катод которогс и анод стабилитрона объединены и подключены к анодной группе диодного выпрямительного моста, а через переключатель подключены к общей шине, анод тиристора - к катодной группе диодного выпрямительного моста, к второй диагонали которого подключены последовательно соединенные соответствующий чувствительный элемент и источник питания переменного тока.

Сигналы нагрузок генераторов сравниваются по компенсационной (мостовой) схеме. Результат сравнения подается в зависимости от знака сравнения на тот или иной серводвигатель соответствующего диэель-генератора. Продолжительность входного воздействия на данный серводвигатель определяется интервалом времени спадания сигнала результата сравнения до величины напряжения зажигания соответствующего тиристора. Напряжение зажигания тиристора может результироваться.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство для распределения активной нагрузки между параллельно работающими синхронными генераторами содержит синхронные генераторы

1.1-1.п трехфаэные переключатели

2.1-2.п, трехфазную нагрузку 3,, однофазные трансформаторы 4,1-4.п тока, диоды 5.1-5.п, 6.1-6.п, переменный резистор 7.1-7.п стабилитроны

8.1-8.п, тиристоры 9.1-9.п, выпрямительные двухполупериодные неуправляемые мосты 10.1-10.п чувствительные элементы 11.1- 11.п например обмотки реле, замыкающие контакты 12 ° 1-12.п„

1072178

Рассмотрим случаи, когда нагрузка генератора 1.1 больше нагрузки генератора 1.2 и на одноименных зажимах трансформаторов 4.1 и 4 ° 2 тока имеются сигналы Uq и U< соот-, ветственно отрицательной полярности. Так как нагрузка генератора 1 ° 1 больше нагрузки генератора 1.2; то

U r U . При этом отрицательный потенциал (=U -U< по цепи: обмотка трансформатора 4.2 — стабилитрон

8.2 — переключатель 12.2 — общая шина 14 †. переключатель 12.1 приложено к катоду тиристора 9.1.

На стабилитроне 8.1 будет потенциал ф . Если величина превышает напряжение зажигания тиристора 9.1, то тиристор 9.1 открывается. Сигнал положительной полярности с первой шины источника 13 питания через диод 15.1, открытый тиристор 9.1, диод 15.4, чувствительный элемент 11..1 подается на вторую шину источника

13 питания (если на первой шине источника 13 питания будет сигнал отрицательной полярности, то данный. сигнал через диод 15.3, тиристор

9.1, диод 15.2, чувствительный элемент 11.1 подается на вторую шину источника 13 питания ) . При прохождении сигнала через чувствительный элемент

11.1 он сработает и подает сигнал на серводвигатель (не показан). При этом серводвигатель работает .на уменьшение подачи топлива в дизель, поэтому напряжение на выходе генератора 1.1 уменьшается до величины, определяемой величиной зажигания тиристора 9.1.

Если U<>Uq, то устройство работает аналогично, при этом срабатывает чувствительный элемент 11,2. Выходное напряжение на выходе трансформатора 4.2 тока уменьшается.

Таким образом, выходное напряжение одного трансформатора тока изменяется до величины выходного напряжения другого трансформатора тока, генератор которого работает в режиме базового генератора. !.

Если необходимо обеспечить параллельную работу генераторов 1.1 и

1.3, то размыкают переключатель

12.1 и замыкают переключатель 12.3.

Генератор 1.2 начинает работать в автономном режиме, а генератор 1.3 в режиме параллельной работы с генератором 1.1. Работа генераторов

1.1 и 1.3 в параллельной работе аналогична режиму параллельной работы генераторов 1.1 и 1.2, которая описана выше.

Из экспериментальных данных точность распределения активной нагрузки между параллельно работающими генераторами достигает 2%; источник 13 питания переменного тока и общую шину 14, при этом нагрузка

3 через трехфазный переключатель 2 подключена к выходу синхронного генератора 1.1-1.п, трансформатор 4.1.4.п тока включен в одну из фаз

5 (A, В и С),соответствующего синхронного генератора 1.1-1.п, параллельно выходу трансформатора 4 ° 1-4.п тока включен диод 5.1-5.п, причем одноименный зажим трансформатора 4.14.п тока соединен с анодом диода

5.1-5.п, аноды всех диодов 5 ° 1-5.п соединены между собой, катод диода

5.1-5.п соединен с анодом диода

6. 1-6.п и с катодом стабилитрона 15

8.1-8.п. Катод диода б.1-6.п через переменный резистор 7.1-7.п соединен с управляющим электродом тиристора 9.1-9.п, включенного в одну диа. гональ выпрямительного моста 10.1- gp

10.п, анод стабилитрона 8.1-8.п соединен с катодом тиристора 9.19.h, с анодной группой моста 10.1.10.п и через переключатель 12.112.п, с общей шиной 14 во вторую 25 диагональ моста включены последова-. тельно соединенные чувствительный элемент 11.1-11.п и источник 13 питания переменного тока.

Устройство работает следующим образом.

Предположим, что одновременно параллельно работают два синхронных генератора 1 .1 и 1 .2. Переключатели

12.1 и 12.2 должны быть замкнуты, а переключатели 12.i (i=3,è) разомк35 нуты. При этом стабилитроны 8.1, 8.2 и диоды 5.1, 5.1 образуют схему однополупериодного выпрямительного моста. При помощи резисторов

7.1 и 7.2 устанавливается напряжение зажигания (угол зажигания) тиристоров 9.1, 9.2. Трансформаторы 4.1 и 4 ° 2 тока при этом включены встречно.

Если на одноименных зажимах транс-45 форматоров.4.1 и 4.2 тока имеется сигнал положительной полярности, то он замыкается через диод 5.1 или 5.2.

Если на одноименных зажимах трансформаторов 4.1 и 4.2 тока имеются одинаковые сигналы отрицательной полярности (при условии, что нагрузки генераторов 1.1 и 1.2 равны между .собой), то вследствие встречного ., 55 включения обмоток трансформаторов

4.1 и 4.2 тока они работают в данном случае в режиме холостого хода, .и напряжение на стабилитронах-соответственно 8.1 и 8,2 равно нулю. Ста- 69 билитроны 8.1 и 8.2 заперты. Соответственно тиристоры 9.1 и 9.2 также закрыты. Чувствительйые элементы 11.1 и 11.2 обесточены и серводвигатели не получают питания. 65

1072178

Составитель .О. Наказная

Редактор П. Макаревич Техред Т.Маточна Корректор A. Зимокосов

Заказ 138/48 Тираж 614 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Резистор 7.1-7.п предназначен для изменения (регулирования) .напряжения зажигания тиристора 9.1-9.п.

Если генераторы 1.i и 1.j (j 1.п

j=1.n: igj) имеют различную мощность, то путем установки различных напряжений зажигания тиристоров

9.i и 9.j можно обеспечить их параллельную работу.

В качестве источника 13 может быть выбрано питание от шин группового шита.

Диод 6.1-6.п предназначен для защиты тиристора 9.1- 9.п от сигнала отрицательной полярности.

В качестве чувствительных элементов применяются реле переменного тока.

В результате применения предлагае, мого устройства обеспечивается работа каждого генератора как в автономном режиме, так и в режиме параллель ной работы, работа генераторов с серводвигателями как постоянного, 10 так и переменного тока различных типономиналов и параллельная работа генераторов различной установочной мощности, повышается стабилизация частоты сети.