Устройство для включения на параллельную работу двух сетей переменного тока
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (19) (11) 3(5I) Н 02 Z 3/ 4 2.1
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР.
IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3413191/24-07 (22) 29 ° 03.82 (46) 28.02 ° 84. Бюл. 9 8 (72) Н.С. Гуров, Л.A. Орехов и В.Н.-Чувычин (71) Рижский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (53) 621.316.729(088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР
1) 601783, кл. Н 02 3/42, 1976.
2. Авторское свидетельство СССР
)) 884034, кл. Н 02,) 3/42, 1980. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВКЛЮЧЕНИЯ
HA IIAPAJIJIEJIbH593 РАБОТУ ДВУХ СЕТЕЙ
ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащее блок преобразования угла в постоянное напряжение, пороговые органы, интегратор, логический элемент Н и реагирующий элемент на выходе,при этом выход первого порогового органа соединен с рабочим входом интегратора, выход интегратора подключен на входы третьего и четвертого пороговых органов, а выход второго порогового органа соединен с управляющим входом интегратора, дополнительным входом первого порогового органа и дополнительным входом третьего порогового органа, причем выходы третьего и четвертого пороговых органов подключены на входы логического элемента И, выход которого соединен с реагирующим элементом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности включения и расширения области использования устройства, оно снабжено.сумматором, источником опорного напря-. жения, блоком замера знака первой производной, блоком замера второй производной и управляемым переключателем, причем на выход блока преобразователя угла в постоянное напряжение подключены первый вход управляемого переключателя, первйй вход сумматора и вход блока замера Е
Ф знака первой производной, выход которого подключен на управляющий вход управляемого переключателя,источник опорного напряжения подключен на второй вход сумматора, выход которого подключен на второй вход управляемого переключателя, выход которого подсоединен на входы первого и второго пороговых органов и вход блока замера второй производной, выход которого соединен с ,дополнительным рабочим входом интегратора.
1.077008
Изобретение относится к автоматическим синхронизаторам с постоянный временем опережения для включения на параллельную работу синхронных генераторов и частей энергосистемы способом точной синхронизации, а так- 5 же к устройствам АПВ с улавливанием синхронизма.
Для предотвращения и ликвидации аварий в энергосистемах большое значение имеет быстрое восстановление 1О араллельной работы разделившихся частей энергосистем. При этом первостепенное значение приобретает быстрота включения частот энергосистем и включение в максимально ширб- 15 ком по устойчивости диапазоне скольжения.
Известен автоматический синхронизатор с постоянным временем опережения (1), не обладакнций достаточ- 2{) ной точностью включения и имеющий ограниченный диапазон допустимого скольжения, Наиболее близким к предлагаемому является устройство для включения на параллельную. работу двух систем переменного тока, основанное на прямом преобразовании угла 8 между векторами синхронизируемых напряжений в пропорциональное ему напряжение постоянного тока Ug и содержащее блок преобразования угла 6 между векторами двух синхронизируемых напряжений в пропорциональное ему напряжение постоянного ToKa Ug, пороговые органы, интегратор, логический элемент И и реагирующий элемент на выходе, при этом выход первого порогового органа соединен с рабочим входом интегратора, выход интегра- 40 тора подключен на входы третьего и четвертого пороговых органов, а выход второго порогового органа соединен с управляющим входом интегратора, дополнительным входом первого поро- 45 гового органа и дополнительным входом третьего порогового органа, причем выходы третьего и четвертого пороговых органов подключены на входы логического элемента И, выход которого соединен с реагирующим элементом Е2).
Недостатком укаэанного устройства является вынужденное ограничение скольжения, при котором происходит. синхронизация двух сетей, так как устройство работает только в диапазоне изменений угла 8 от 180 до 360 что сужает область его использования, т,е. для ADB c улавливанием синхро- 60 низма линий электропередачи и автоматического включения резервного источника питания на выбегающую двигательную нагрузку применение устройства Ограничено. Известное уст- 65 ройство работает тОчнО тОль> . fIpH постоянной угловой скорости скольжения а =const. При наличии ускореэ ния появляется погрешность включения.
Цель изобретения — повышение точности включения и расширение области использования устройства,Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено сумматором, источником опорного напряжения, блоком замера знака первой производной d0g /dt, блоком замера второй производной 4 08 /dt и управляЯ емым переключателем, причем на вы ход блока преобразования угла 8 в напряжение Ц подключены первый вход управляемого переключателя, первый вход сумматора и вход блока замера знака первой производной, выход которого подключен на управляющий вход управляемого переключателя, источник опорного напряжения подключен на второй вход сумматора, выход которого подключен.на второй вход управляемого переключателя, выход которого подсоединен на входы первого и второго пороговых органов и на вход блока замера второй производной, выход которого соединен с дополнительным рабочим входом интегратора.
На фиг. 1 представлена структур-. ная схема устройства; на фиг. 2 зависимость изменения напряжения на выходе блока преобразования угла в напряжение от угла 8; на фиг. 3 зависимость напряжения от угла 6 на выходе управляемого переключателя, Предлагаемое устройство содержит блок 1 преобразования угла в пропорциональное напряжение, сумматор 2, источник 3 опорного напряжения, управляемый переключатель 4, блок 5 замера знака первой производной, первый 6 и второй 7 пороговые органы, интегратор 8, блок 9 замера второй производной, третий 10 и четвертый 11 пороговые органь логический элемент И 12 и реагирующий элемент 13, Устройство работает следующим образом.
При изменении угла S от o päî и напряжение линейно вдзрастает до значения U g Напряжение с выхода блока 1 одновременно подается на сумматор 2, блок 5 замера знака первой производной ding /dt и первый вход ключевого элемента 4. На возрастающей части характеристики 0> - f(3) производная б 0+/Й положительная. При этом сигнал на выходе блока 5 замера знака первой производной отсутствует, а следова1077008 тельно, отсутствует сигнал и на управляющем входе управляемого переключателя 4. В этом .случае на входы пороговых органов 6 и 7 через управляемый переключатель 4 подается только выходное напряжение блока 1 преобразования. На спадающей части характеристики 0g = f(S) производная . d Ug/dt отрицательная. При этом управляющий сигнал появляется на выходе блока 5 замера знака первой производ-10 ной и управляемый переключатель 4 переключается в другое положение. На входы пороговых органов б и 7 подается только напряжение с выхода сумматора 2. На вход сумматора 2 подаются два сигнала: сигнал с выхода блока 1 преобразования и сигнал от источника 3 опорного напряжения, равный двойному максимальнЬму значению (2 U ма кс ) напряжения l3$ . Ha выходе сумматора 2 имеется напряжение, равное 2()макс — (» . На выходе управляемого переключателя 4 присутствует напряжение постоянного тока, линейно изменяющееся от нуля до 2 () ма„с при изменении 8 от 00 до 2 в (фиг. 3) .. Для контроля максимально допустимого скольжения в устройстве используется принцип сравнения времени изменения угла в от значе ния в» до S с любым заданным отрез- З0 ком времени < расч Для расширения области применения устройства угол 3 следует выбирать достаточно малым, преимущественно 35 3 = —" =18 1.0 Угол. 1 определяет момент подачи команды на включение выключателя и определяется следующим образом: 4=2M акоп.расч.= И 15.м. (ВЬ1» где оерасч с 5.м.В. вв *2 4м. (вв Угол опережения в момент подачи команды на включение выклю- 45 чателя при максимально допустимом скольжении f5, время включения выключателя. Время от начала периода биений (8 = Оа ) до момента, соответствующе- 50 го углу g = 18 при отсутствии ускорения скольжения равно 0,05 Т (где Т -1 /f+ — период биений) . С учетом сказанного Расч. 5 Расч-Oi05 врас (в 1 врасч ве= с вв..М., Напряжение срабатывайия порогового органа 6 в этом случае 0 =0 1(» .60 5, < мои а напряжение срабатывания порогового ор гана 7 Ug =()макс =2" макс(" 15.м.в вв). И 65 При превйаении напряжением Ц8 уставки первого порогового органа Л», соответствующей углу б» (фиг. 3), срабатывает пороговый орган б и напряжение на выходе интегратора 8 начинает увеличиваться (например, начи« нается заряд конденсатора) . В момент, соответствующий углу 5g, срабатывает второй пороговый орган 7, при; этом подается сигнал на блокировку первого порогового органа б. Рост напряжения на выходе интегратора 8 прекращается . В момент 8 напряжение на выходе интегратора 8 пропорционально времени изменения напря- жения Ug от момента f» до 5, а следовательно, зависит от скольжения, Выходным сигналом второго порогового органа 7 запускается, например, цепь разряда конденсатора интегратора 8 и.подается сигнал Разрешение срабатывания на третий пороговый орган 10, Начинается разряд конденсатора интегратора 8. Время разряда пропорционально напряжению, до которого конденсатор успел зарядиться, а следовательно, времени изменения напряжения от 3» до 8 Й = расч. -(. Таким образом, вне зависимости от скольжения к моменту подачи команды на включение выключателя с опережением ьп=Т -OOS>5 tS =tвв конденсатор интегратора заряжен до напряжения, соответствующего времени заряде f g s - и =1 расч . Напряжейие на выходе интегратора 8 соответствующее времени заряда f,pàñè принимается равным напряжению срабатывания Оср четвертогр порогового органа 11. Третий пороговый орган срабатывает, когда напряжение становится меньше 0»;р При()вс».)5 НапРЯжение на выходе интегратора 8 в момент 5> превышает значение (»ср . Пороговый орган 11 срабатывает. Коэффициент возврата порогового органа меньше единицы, поэтому он в каждом периоде биений возвращается при llew Ocp В момент разряда конденсатора интегратора 8, когда напряжение снизится до U = Цр, срабатывает пороговый орган 10 и на обоих входах логического элемента И имеется сигнал, в результате срабатывает выходной элемент 13. При(дз >5мq i Ю- 3 -3 рас»» 0 пороговый элемент 11 не срабатывает, а следовательно, не срабатывает и реагирующий элемент 13. При наличии ускорения скольжения д0е /d<»» 0 на выходе блока 9 ймеет10770 Составитель, К. Фотина Редактор Л.Пчелинская Техред A.Бабинец Корректор С.Черни Тираж 614 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 765/51 Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4 ся напряжение 3 Ug /dt,<, по величине и знаку пропорциональное ускорению, которое подается на дополнительный рабочий вход интегратора. В зависимости от величины и знака. этого напряжения процесс изменения напряжения на выходе интегратора 8 ускоряется или замедляется, что дает воэможность частично исключить ошибку включения, вносимую ускорением, 10 Предлагаемое устройство может использоваться Во всех случаях включения двух сетей переменного тока на параллельную работу,в том числе для 08 1 включения синхронных -.=нераторов и компараторов, автоматического включения источника резервного питания, автоматического послеаварийного соединения частей энергосистемы и автоматического повторного включения линий электропередачи ° Так как устройство работает в широком диапазоне скольжения, повышается быстрота включения, следовательно повышается надежность энергосистемы в целом и надежность снабжения погреби елей. Реализация предлагаемого устройства возможна на базе как аналоговой, так и цифровой дискретной техники.
