Устройство для автоматической синхронизации

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ, содержащее измерители угла сдвига фаз, частоты скольжения и ускорения с входами для подключения на напряжения синхронизируемых генераторов, суммирующий операционный усилитель, входы которого подключены к выходам измерителей частоты скольжения и ускорения скольжения, выход соединен с входом функционального нелинейного преобразователя , выходы которого подключены к первому и второму входам амплитудного селектора, выход которого подключен к входу блока включения выключателя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, устройство снабжено вторым суммирующим операционным усилителем,входы которого подключены к измерителям угла сдвига фаз, частоты скольжения с S и ускорения скольжения, а выход подключен к третьему входу амплитуд (Л ного селектора.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„SU,,l0 80 7

А з ао-Н 02 J 3/42

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

?С 1

1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPGHOlVlV СВИДЕТЕЛЬСТВ .(2i) 3465730/24-07 (22) 09.07.82 (46) 15.06.84. Бюл. Р 22 (72) Н.И. Григоров, И.С. Подчуфаров и А.Е. Церковный (53) 621.316. 729 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 455424, кл. Н 02 3 3/42, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

9 532832, кл. Н 02 J 3/42, 1974. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ, содержащее измерители угла сдвига фаз, частоты скольжения и ускорения с входами для подключения на напряжения синхронизируемых генераторов, суммирующий операционный усилитель, входы которого подключены к выходам измерителей частоты скольжения и ускорения скольжения, выход соединен с входом функционального нелинейного преобразователя, выходы которого подключены к первому и второму входам амплитудного селектора, выход которого подключен к входу блока включения выключателя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, устройство снабжено вторым суммирующим операционным усилителем,входы которого подключены к измерителям угла сдвига фаз, частоты скольжения

i и ускорения скольжения, а выход

Pg подключен к третьему входу амплитудного селектора.

1098067 щих значениях этих величин, суммирующий операционный усилитель, на выходы которого подается информация о текущих значениях частоты скольжения и ускорения скольжения, функциональный нелинейный преобразователь, вход которого подключен к выходу суммирующего операционного усилителя,а выход — к входу амплитудного селектора, выход которого подключен к входу блока включения выключателя (2j.

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано в системах электроснабжения для включения синхронных генераторов на параллельную работу.

Известно устройство для автоматической синхронизации синхронных генераторов, содержащее измерительный блок, выделяющий информацию о величине частоты скольжения и угла сдвига фаз между синхронизируемыми напряжениями, построитель линии включения, преобразователь частоты скольжения в соответствующие ей по граничной фазовой траектории углы и логический блок, обеспечивающий подачу команды на включение генераторного включателя после попадания изображающей точки фазовой траектории синхронизируемого генератора

-в допустимую зону включения (1 .

Основным недостатком известного устройства является низкая точность, обусловленная неучетом ускорения скольжения, что существенно сужает область применения синхронизатора.

Наиболее близким к изобретению является устройство для автоматической синхронизации синхронных re" нераторов, содержащее измерители угла сдвига фаз, частоты скольжения и ускорения скольжения, выдающих на своих выходах информацию о текуОсновным недостатком прототипа ,является низкая точность., связанная со сложность1о его настройки и обус- ловленная необходимостью перерасчеl та в процессе настройки граничной фазовой траектории, внутри которой допускается замыкание контактов генераторного выключателя, в допустимую зону включения, в пределах которой должна формироваться команда на включение этого выключателя.

Цель изобретения — повышение точности работы синхронизатора.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для автоматической синхронизации, содержащее измерители угла сдвига фаз, частоты скольжения и ускорения скольжения с входами для подключения на напряжения синхронизируемых генераторов, суммирующий операционный усилитель, входы которого подключены к выходам измерителей частоты скольжения и ускорения скольжения, выход соединен с входом функционального нелинейного преобразователя, выходы которого подключены к первому и второму входам амплитудного селектора, выход которого подключен к входу блока включения выключателя, снабжено вторым суммирующим операционным усилителем, входы которого подключены к измерителям угла сдвига фаз, частоты скольжения и ускорения скольжения, а выход подключен к третьему входу амплитудного селектора.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства для автоматической синхронизации; на фиг.2 граничная фазовая траектория.

Устройство содержит зажимы 1 и

2 для подключения на синхронизируемые напряжения, измеритель 3 угла сдвига фаз, измеритель 4 частоты скольжения, измеритель 5 ускорения скольжения, первый суммирующий операционный усилитель 7, функциональный нелинейный преобразователь

8, амплитудный селектор 9 и блок

10 включения выключателя .

Синхронизируемые напряжения и 2 подаются на измерители угла сдвига фаз 3, частоты скольжения 4, ускорения скольжения 5, которые вырабатывают на своих выходах сигналы текущего угла сдвига фаз, частоты и ускорения скольжения. Измерители

4 и 5 включены на входы первого суммиру|ощего операционного усилителя 6, кроме. того, измерители 4,5 и измеритель 3 включены на входы второго суммирующего операционного усилителя 7. Первый суммирующий операционный усилитель б своим выходом подключен к входу функционального нелинейного преобразователя 8, а выходы функциональноro нелинейного преобразователя подключены к первому и второму входам амплитудного селектора 9. Второй суммирующий опе1098067

25

Е б — сопЯС С 0

40

3

1 ационный усилитель 7 своим выходом подключен к третьему входу амплитудного селектора 9. Выход амплитудного селектора 9 включен на вход блока 10 включения выключателя.

На фиг.2 представлена граничная фазовая траектория % = !ч (Б), в пре" делах которой допускается по условиям синхронизации замыкание контактов генераторного выключателя, где точка а — изображающая точка фазовой траектории синхронизируемого генератора в текущий момент времени, а — расчетное положение точки а спустя время срабатывания выключателя t „, Ь, с — точки пересечения текущей фазовой траектории генератора с граничной фазовой траекторией.

Синхронизатор работает следующим образом..

Измерители 3-5 по синхронизируемым напряжениям 1 и 2 определяют текущие значения угла сдвига фаз, частоты и ускорения скольжения д, и и Еб соответственно. Этим величинам (фиг.2) соответствует изображающая точка фазовой траектории а.

Сама фаэовая траектория показана пунктирной прямой, наклон которой к оси абсцисс свидетельствует о том, что существует ускорение скольжения

На основании текущих значений

d" W,d второй суммирующий операционный усилитель 7 выдает на своем выходе сигнал ожидаемого к моменту времени t+t „< значения угла сдвига фаз 2 с в вкпб р1

®б ВКЛ 2 где „ — время срабатывания выклю45 чателя, а первый суммирующий операционный усилитель б выдает на своем выходе сигнал ожидаемой частоты скольжения наемом случае на выходах функционального преобразователя 8 существуют сигналы -d" и + з (фиг.2) соответственно.

Амплитудный селектор 9 осущесз вляет контроль за выполнением неравенства — d (сГ < д 1, (3) и если условие (3) выполняется,то с выхода амплитудного селектора 9 поступает разрешающий сигнал на блок 10 включения генераторного выключателя. Включение выключателя разреэается на всем отрезке Ьс фазовой траектории.

В общем случае команда на включение генераторного выключателя может быть подана только тогда, когда ожидаемый к моменту замыкания его контактов угол сдвига фаэ между синхронизируемыми напряжениями попадает в пределы, задаваемые граничной фазовой траекторией для ожидаемой частоты скольжения.

Для согласования синхронизатора с другим синхронным генератором достаточно в функциональном нетгинейном преобразователе 13 набрать соответствующую граничную фазовую траекторию, определенную расчетным путем заранее. При переходе на другой генераторный ззыключатель с шзым временем срабатывания достаточно внести в первый и второй суммирующие операционные усилители новые

2 начения величин ВКл °, которые Вкл в ззьзражениях (1) и (2) фигурируют в качестве постоянных для используемого выключателя коэффициентов.

Предлагаемый синхронизатор может бьггь выполнен на базе ин1 егральных микросхем любой серии, содержащей в своем составе операционные усилители, способные выполнять арифметические и простейшие логические операции с аналоговыми сигналами и допускающие построения нелинейных функциональных преобразователей на базе диодных нелинейных элементов.

Величинам д, и (фиг.2) соответствует точка а .

Функциональный нелинейный преобразователь 8 вырабатывает на своих выходах сигналы, которые соответствуют - 5<> и + б w ветвям гранич5 ной фазовой траектории. В рассматриТаким образом, технико-экономический эффект заключается в том,что ввод в состав зонного синхронизатора построителя ожидаемого угла сдвига фаз позволяет повысить точность работы устройства, а также упростить устройство и ускорить настройку

1098067

Составитель K. Фотина

Редактор А. Гулько Техред N.Надь Корректор А. Дзятко

Заказ 4218/43

Тираж 614 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная,4 синхронизатора в целом как в процессе его производства, так и в процессе эксплуатации за счет исключения громоздкой и трудоемкой операции определения границ допустимой зоны включения по граничной фазовой траектории.