Способ защиты от несинхронных включений на параллельную работу и устройство для его осуществления

 

1. Способ защиты от несинхронных включений на параллельную работу генератора с автоматом в цепи питания, эаключагадийся в контроле величины угла-разности фаз синхронизируемых напряжений, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, контроль величины угла разности фаз начинают производить с момента поступления сигнала на включение автомата генератора через заданное время, не пре-, вышающее минимальное срабатывания автомата, при этом при выходе величины угла разности фаз на заданное значение снимают сигнал на включение автомата генератора и формируют % сигнал на срабатывание расцепителя (Л автог.шта.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ ЕЕСПУБЛИН

3t59H 02 J 3 42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3438477/24-07 (22) 19.05.82 (46) 15.02.84, Бюл. Р 6 (.72) В.А. Бабушкин и М.Я. Каплан (71 ) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт электроагрегатов и.передвижных электростанций (53) 621.316.729(088.8) (56) 1. Барзам A.Á. Системная автоматика. М., "ЭНергия", 1973, с. 277278.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 637909, кл. Н 02 Н 11/00, 1975.

3. Авторское свидетельство СССР.

М 838897, кл. Н 02 J 3/42, 1979, (54 ) СПОСОБ ЗЩИТЫ ОТ НЕСЙНХРОННЫХ

ВКЛЮЧЕНИЙ HA ПАРАЛЛЕЛЬНУЮ РАБОТУ И

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ, ÄÄSUÄÄ1073842 . А (57) 1. Способ защиты от несинхронных включений на параллельную работу генератора с автоматом в цепи питания, заключающийся в контроле величины угла разности фаэ синхронизируемых напряжений, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности, контроль величины угла разности фаз начинают производить с момента поступления сигнала на включение автомата генератора через заданное время, не пре-, вышающее минимальное время срабатывания автомата, при этом при выходе величины угла разнос и фаэ на заданное значение снимают сигнал на включение автомата генератора и формируют ю

С2 сигнал на срабатывание расцепителя автомата.

1073842

2. Устройство для защиты от несинхронных включений на параллельную работу генератора с автоматом в цепи питания, .содержащее два формирователя прямоугольных импульсов с входами для подключения на напряжения сети и генератора, первый логический элемент И, первый вход которого подключен к выходу одного из формирователей прямоугольных импульсов, а второй инвертирующийк выходу второго формирователя импульсов, одновибратор, вход которого подключен к выходу первого логического элемента И, а выход — к первому входу второго логического элемента И, второй вход которого подключен .к выходу первого логического элемента И, и синхронный D-триггер, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, уст1

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам, обеспечивающим точное включение на параллельную работу и предотвраща|ощим несинхронное вклю5 чение.

Известен способ защиты от несинхронных включений на параллельную работу путем контроля величины угла разности фаз между синхронизируемыми напряжениями (11.

Вариантом устройств реализации этого способа является устройство для блокировки включения секционного выключателя, содержащее два трансформатора, управляемый ключ, диод, :15 сглаживающий контур и реагирующий. орган f2 g.

Однако указанные способы и соответствующие устройства отличаются недостаточной надежностью при точной синхронизации, так как блокировка сигнала на включение автомата генератора непосредственно перед его срабатыванием не гарантирует предотвращение срабатывания в силу 25 инерционности механизма автомата, а сама блокировка предназначена лишь для запрета подачи, сигнала на включение автомата при отсутствии .синхронизма. При этом включение автомата разрешается при совпадении вектора подключаемых напряжений. Другим недостатком является узкая область применения при защите от несинхронных включений, когда

35 включение генераторов переменного тока на параллельную работу осущестройство снабжено элементом временной задержки и третьим логическим элементом И, при этом вход элемента временной задержки связан с

R-входом синхронного D-триггера и подсоединен к зажиму для подключения источника, формирующего сигнал на включения автомата генератора, D-вход синхронного D-триггера подключен к выходу элемента временной задержки, С-вход — к выходу второго логического элемента И, один вход третьего логического элемента И соединен с входом элемента временной задержки, второй вход - с инвертирукщим выходом синхронного D-триг- гера, причем выход третьего элемента И является выходом на включение автомата генератора, а прямой выход

D-триггера — выходом на включение расцепителя автомата.

2 вляется устройс вами точной автоматической синхронизации. В этом случае устройствами автоматической синхронизации при наличии скольжения сигнал на включение выдается с упфеждением в расчете, что к моменту срабатывания автомата величина угла разности фаз будет находиться в допустимом диапазоне, хотя в момент выдачи сигнала на включение значение угла разности фаз не входило в допустимый диапазон. Такая ситуация является наиболее вероятным режимом при синхронизации генераторов переменного тока, а защита от несинхронных включений по указанному способу не позволяет выдать сигнал на включение автомата с заданным упреждением, т.е. не позволяет осуществить точную автоматическую синхронизацию. Более того, блокировка включения осуществляется не при выходе-значения угла разности фаз за допустимую зону, а при отсутствии синхронизма, т.е. при наличии расхождения векторов синхронизируемых напряжений, независимо от действительной величины (допустимой или недопустимой ) этого расхождения.

Наиболее близким к изобретению является способ защиты от несинхронных включений на параллельную работу генератора с автоматом в цепи питания путем контроля величины угла разности фаз между синхронизируемыми напряжениями ГЗ 1.

1073842

Наиболее близким к изобретению является устройство для включения на параллельную работу генератора с автоматом в цепи питания в функции которого входит и защита от несинхронных включений, содержащее 5 двъ формирователя прямоугольных импульсов с входами для подключенця. на напряжения сети и генератора, первый логический элемент И, первый вход которого подключен к выходу 30 одного.из Формирователей прямоугольных импульсов, а второй инвертирукщий - к выходу второго формирователя импульсов,.одновибратор, вход которого подключен к выходу перво-. 15 го логичеекого элемента И, а выходк первому входу второго логического элемента. И, второй вход которого подключен к выходу первого логичес: кого элемента.И и синхронный D-триг- 20

rep 531.

Недостатком указанных способов и устройств является то, что точность контроля угла расхождения векторов непосредственно,к моменту включения не может быть выше величи- . ны заданного угла опережения, соответствующего величине скольжения, и времени срабатывания автомата, что не позволяет обеспечить. высокую надежность защиты от несинхронных включений особенно при значительных величинах скольжения, так как устройствами логической синхронизации при наличии скольжения допустимая обяасть, в которой разрешается включение, определяется из расчета выдачи -сигнала на включение с задан ным упреждением в раач ете, что к моменту срабатывания автомата величина угла разности фаз будет близ- 40 ка к оптимальной.

Цель изобретения — повышение надежности.

Поставленная цель достигаеся тем, что согласно способу защиты 45 от несинхронных включений на параллельную работу генератора с автоматом в цеди питания, заключакщемуся в контроле величины угла разности

Фаз синхронизируемых напряженийt 50 контроль величины угла разности фаз начинают производить с момента поступления сигнала иа включение ав- томата генератора через заданное время, не превышающее минимальное, время срабатывания автомата, при этом при выходе величины угла разнос- . ти фаз на заданное значение снимают сигнал на включение автомата. генератора и формируют сигнал на срабатывание расцепителя автомата.Укаэанная цель достигается тем, что устройство для защиты от, несинхронных включений на параллельную работу генератора с автоматом в цепи питания, содержащее два форми- 65 рователя прямоугольных импульсов с входами для подключения на напряжения сети и генератора, первый логический элемент И, с первым входом, подключенным к выходу одного из фор-. мирователей прямоугольных импульсов, а вторым инвертирукщим - к выходу другого формирователя импульсов, второй логический элемент И, один вход которого подключен к выходу первого логического элемента И через одновибратор, а другой — непосред- ственно включает в себя элемент временной задержки, третий логичес.— кий элемент И и синхронный D- pmr.rep с R-входом нулевой установки, при этом С-вход D-триггера соединен с выходом второго логического элемеита И, D-вход - с выходом третьего логического элемента И, R-вход связан .с: входом элемента временной задержки, а инверсный выход - с первым входом третьего логического эле- ° мента И, второй вход которого соединен с входом элемента задержки, свои>л выходом подключенным к D-входу синхронного D-триггера, причем выход третьего эяемента И является

I выходом на включение автомата, а прямой выход Р-триггера - выходом на срабатывание расцепнтеля автомата, а вход элемента временной задержки подсоединен к зажиму для подключения источника формирукщего сигнал . на включение автомата генератора.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства и реализуемый им способ. устройство содержит два формирователя импульсов 1-,2, преобразовывающих синусоидальwe напряжения одноименных фаз синхронизируемых напряжений в прямоугольные импульсы, первый логический элемент И 3 с одним инвертирукщим входом, одновибратор 4, второй логический элемент И 5, третий логический элемент И 6, элемент временной задержки 7, инвертор 8 и синхронный

D-триггер 9 с R-входом начальной установки.

Согласно предложенному способу устройством осуществляют контроль угла 6 разности фаз синхронизируемых напряжений. U© и U y и сравнивают этот угол с допустимым значением: 6 О, при котором может быть осуществлено включение на параллельную работу.

Значение знака разности ь6 =/6/-/4 „ /, который свидетельствует о том, входит ли значение 6 в допустимую область -6 О„ф+6, фикси руется непосредственно йеред сра« батыванием автомата генератора, т.,е. ,через время Т< t „ где t < „- мини1073842

50 мальное время срабатывания автомата генератора после начала поступления сигнала t на включение автомата генератора и до действительного включения автомата или окончания сигнала te (см. фиг. 2)." 5

Ситуацйя, когда непосредственно перед включением автомата генератора (через время i после .начала t ) знак i положителен или становится положительным, т.е, Й в недопусти- 30 мой области, свидетельствует о возможности несинхронного включения и соответственно о необходимости . предотвра 1ения несинхронного включения. Для этого блокируется поступление сигнала t, на автомат генератора.

Однако в силу инерционности элементов автомата в некоторых случаях (сигнал t снят перед срабатыванием автомата, а время срабатывания близ20 ко к С . ) автомат может сработать, ttli rl хотя сигнал te уже снят. Поэтому для того, чтобы полностью предотвратить возможность включения автомата, в этом случае одновременно формируется сигнал на расцепитель автомата, исключая тем самым возможность включения.

Для выполнения указанных действий формирователи 1, 2 по переходу 30 синусоид U u U через ноль форми2 Г . руют симметричные прямоугольные импульсы с частотой следования равной частоте U íà выходе формирователя 1 и П на выходе формирователя 2. 35

Элемейт 3 выделяет интервал времени t < между передними или задними фронтами импульсов с формирователей 1, 2, соответствующий текущему значению разности фаз 6 контролируе-. 40 мых частот f u f с номинальным с.

J значением частоты.f т.е. t

Для этого один вход .элемента И инвертирующий. 45

Одновибратор 4 формирует по перед- нему фронту импульса с элемента И 3 импульс t„заданной длительности, соответствующей Ь, т.е. t âûáèдоп рается из соотношения t

В случае t )t на выходе элемени та 5 формируются импульсы длитель— ностью С -t„. Соответственно до тех пор, пока t@ с и на выходе элемента 5 импульсы, значение 6 таково, что 6 ) бррал

Контроль вхожде ни я ра з ности фаз в допустимую зону начинается через время после появления сигнала на включение автомата t.> (например, с 60 устройства точной автоматической синхронизации).

При отсутствии сигнала на входе (нулевой уровень) триггер 9 удерВ живается в нулевом состоянии незави- 65 симо от сигналов на его С и D-входах уровнем ("1" ), поступающим с инвертор .8. Поступивший на вход С сигнал сразу проходит на вых.1 для включения автомата генератора, одновременно снимает запрет с триггера 9 по его R-входу (нулевой уровень при запрете уровнем логической единицы) и через время поступает íà D-вход триггера 9. Задержка. на.время Г осуществляется элементом задержки 7 по отношению к переднему фронту t C (см. фиг. 2).

При этом с момента появления разрешения на D-входе D-триггера 9 при поступлении импульса на С-вход триггера 9 происходит его установка в единичное состояние ("1" на прямом и "О" на инверсном выходе). При этом на вых. 2 устройства появляется сигнал, по которому срабатывает расцепитель автомата и одновременно блокируется сигнала на вых.1 элементом И б.

Таким образом, обеспечивается контроль угла включения 6 через время после начала сигнала te и при появлении недопустимого значения 6 с этого момента, т.е. непосредственно перед включением автомата, блокируется сигнал t включения и сраба6 тывает расцепитель, предотвращая возможность включения автомата.

С учетом времени. срабатывания расцепителя t оптимальное время задержки 7 должно рассчитываться иэ соотношения Т =t ;„-С

Такой метод защиты от несинхронных включений и реализующее этот метод устройство позволяют исключить возможность включения на параллельную работу генераторов переменного тока в недопустимой зоне разности фаз (например, при резких сбросах — набросах нагрузки при синхронизации ), чем обеспечивается надежность точной синхронизации.

При наличии скольжения устройство не оказывает нежелательного влияния на процесс синхронизации (в части ошибочного запрета на включение), так как недопустимая величина разности фаз фиксируется непосредственно перед срабатыванием автомата.

Устройство для защиты от несинхронных включений может быть выполнено как универсальный блок, пригодный при использовании любых типов устройств точной автоматической (или неавтоматической синхронизации ), или как устройство, совмещенное с автосинхронизатором.

В качестве функциональных элементов приведенной структурной схемы могут быть использованы готовые функциональные узлы в виде интегральных микросхем.

1073.84 2

Й/х2

Ivy K

Составитель К. Фотина

Редактор О. Колесникова Техред И.Метелева Корректор Ю. Макаренко

Заказ 357/51 Тираж 614 Подписное

ВНИИНИ 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