Устройство для управления параллельной работой синхронных генераторов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ РАБОТОЙ СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ с замыкающими блок-контактами их линейных контакторов и возбудителями , содержащее пороговые элементы по числу г,енераторов с входными зажимами для соединения с выходами генераторов, а также усилители и ключевые элементы в цепях возбуждения каждого генератора, причем выходы усилителей соединены с одним из входов соответствукнцих ключевых элементов, вторые входы которых предназначены для подключения к выходу своих возбудителей, а входы усилителей объединены уравнительной шиной, отличающееся тем, что, с целью повьЕчения точности работы, оно снабжено блоком переключений, реализующим формирование очереди и фиксации первого места в ней, который содержит девять реле, где к по ложительной шине источника питания через замыкающие блок-контакты линейных контакторов первого, второго и третьего генераторов подключены соответственно первые выводы катушек -. питания первого и третьего реле, второго и пятого реле, четвертого и шестого реле, а также седьмого, восьмого и девятого реле, а к отрицательной тине источника питания подключен , через первый размыкающий контакт второго реле в-торой вывод катушки первого реле, через первый размыкающий контакт первого реле - второй вывод катушки второго реле, через первый размыкающий контакт четвертого репе - второй вывод катушки третьего реле, через первый размыкающий контакт третьего реле второй вывод катушки четвертого реле , через первый размыкающий контакт шестого реле - второй вывод сл катушки пятого реле, через первый размыкающий контакт пятого реле второй вывод катушки шестого реле, через вторые замыкающие, последовательно включенные контакты первого и третьего реле - второй вывод катушки седьмого реле, через вторые заСП мыкающие, последовательно включенные контакты второго и пятого реле 05 второй вывод катушки восьмого реле, через вторые замыкающие, последова тельно включенные контакты четверто4 го и шестого реле - вторые выводы катуики девятого реле, причем замыкающие контакты седьмого, восьмого и девятого реле, включенные между выходами пороговых элементов чсоответстденно первого, второго и третье- .го генераторов и уравнительной шиной, являются выходами блока переключений .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(g)) Н 02 J 3/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

l10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3653189/24-07 (22) 14,10.83 (46) 15.05.85. Бюл. Н - 18 (72) Ю.Н.Хижняков (71) Пермский политехнический институт (53) 621.313.322.072.8(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 233051, кл. Н 02 3 3/46, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

У 640394, кл. Н 02 J 3/46, 1977. (54)(57) УСТРОЙСТВО ПЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ РАБОТОЙ СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ с замыкающими блок-контактами их линейных контакторов и возбу" дителями, содержащее пороговые элементы по числу генераторов с входными зажимами для соединения с выходами генераторов, а также усилители и ключевые- элементы в цепях возбуждения каждого генератора, причем выходы усилителей соединены с одним из входов соответствующих ключевых . элементов, вторые входы которых предназначены лля подключения к выходу своих возбудителей, а входы усилителей объединены уравнительной шиной, отличающееся тем, что, с целью повышения точности работы, оно снабжено блоком переключений, реализующим формирование очереди и фиксации первого места в ней, который содержит девять реле, где к по-— ложительной.шине источника питания через замыкающие блок-контакты линейных контакторов первого, второго и третьего генераторов подключены соответственно первые выводы катушек

„.яо„„дырищ а питания первого и третьего реле, второго и пятого реле, четвертого и шестого реле, а также седьмого, восьмого и девятого реле, а к отрицательной шине источника питания подключен. через первый размыкающий контакт второго реле второй вывод катушки первого реле, через первый размыкающий контакт первого реле— второй вывод катушки второго реле, через первый размыкающий контакт четвертого реле — второй вывод катушки третьего реле, через первый размыкающий контакт третьего реле— второй вывод катушки четвертого реле, через первый размыкающий контакт шестого реле — второй вывод катушки пятого реле, через первый размыкающий контакт пятого реле— второй вывод катушки шестого реле, через вторые замыкающие, последовательно включенные контакты первого и третьего реле — второй вывод катушки седьмого реле, через вторые замыкающие, последовательно включенные контакты второго и пятого реле— второй вывод катушки восьмого реле, через вторые замыкающие, последовательно включенные контакты четвертого и шестого реле — вторые выводы катушки девятого реле, причем замыкающие контакты седьмого, восьмого и девятого реле, включенные между выходами пороговых элементов.соответственно первого, второго и третье..го генераторов и уравнительной шиной, являются выходами блока переключений.! 156194

Изобретение относится к системам автоматического регулирования напряжения паралЛельно работающих син хронных генераторов.

Известно устройство, содержащее измерительные элементы по числу генераторов с входными зажимами для соединения с выходами генераторов. В цепь измерительного элемента каждого генератора включен ограничительный ® транзистор, коллекторные электроды которых соединены между собой однопроводной связью 1(.

Данное устройство характеризуется недостаточным быстродействием и 15 большим временем восстановления после наброса нагрузки ввиду его конечного усиления.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является ро устройство для управления параллельной работой синхронных генераторов с зBMbIKRloplHMH блок-контактами их линейных контакторов и возбудителями, содержащее пороговые элементы по рб числу генераторов с входными зажимами для соединения с выходами генераторов, а также усилители и ключевые элементы в цепях возбуждения каждого генератора, причем выходы усилителей соединены с одним из входов соответствующих ключевых элементов, вторые входы которых предназначены для подключения к выходу своих возбудителей, а входы усилителей объединены уравнительной шиной Pg .

Применение данного устройства позволяет обеспечить быстродействие регулирования напряжения, так как регулирование выходного напряжения систе-4О мы производится по величине отклонения выходного напряжения от требуемого с малым коэффициентом статизма.

Однако данное устройство имеет недостаточную точность поддержания 45 напряжения на шинах генераторов за счет неоднозначной петли гистерезиса эквивалентного" порогового эле"1 мента. Это объясняется тем, что создать 1 1 -пороговых элементов с оди- Ю наковой статической характеристикой нельзя. Всегда будет их естественный разброс как по ширине петли гистерезиса, так и по порогам срабатывания и отпуска. Поэтому "эквивалентный" 55 пороговый элемент будет иметь порог срабатывания, соответствующий максимальному порогу срабатывания одного из включенных пороговых элементов, а порог отпускания соответствовать минимальному порогу отпускания из этих же пороговых элементов. В зависимости от числа параллельно работающих генераторов характеристики эквивалентного порогового элемента будут меняться, что отрицательно скажется на качестве вырабатываемой электроэнергии автономной электростанцией.

Целью изобретения является повышение точности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления параллельной работой синхронных генераторов с замыкающими блок-контактами их линейных контакторов и возбудителями, содержащее пороговые элементы по числу генераторов с вход ными зажимами дпя соединения с выходами генераторов, а также усилители и ключевые элементы в цепях возбуждения каждого генератора, причем выходы усилителей соединены с одним из входов соответствующих ключевых элементов, вторые входы которых предназначены для подключения к выходу своих возбудителей, а входы усилителей объединены уравнительной шиной,, снабжено блоком переключений, реализующим формирование очереди и фиксации первого места в ней, который содержит девять реле, где к положительной шине источника питания через замыкающие блок-контакты линейных контакторов первого, второго и третьего генераторов подключены соответственно первые выводы катушек питания первого и третьего реле, второго и пятого реле, четвертого и шестого реле, а также седьмого, восьмого и девятого .реле, а к отрицательной шине источника питания подключен через первый размыкающий контакт второго реле второй вывод катушки первого реле, через первый размыкающий контакт первого реле — второй вывод катушки второго реле, через первый размыкающий контакт четвертого реле — второй вывод катушки третьего реле, через первый размыкающий контакт третьего реле — второй вывод катушки четвертого реле, через первый размыкающий контакт шестого реле — второй вывод катушки пятого реле, через первый размыкающий контакт пятого реле — второй вывод катушки шестого реле, через вторые

1156194 з амыкающие, последовательно включен-: ные контакты первого и третьего реле — второй вывод катушки седьмого реле, через вторые замыкающие, последовательно включенные контакты второго и пятого реле — второй вывод катушки восьмого реле, через вторые замыкаюцие, последовательно включенные контакты четвертого и шестого реле — вторые выводы катушки девятого 1р реле, причем замыкающие контакты седьмого, восьмого и девятого реле, включенные между выходами пороговых .элементов соответственно первого, второго и третьего генераторов,и 15

;уравнительной шиной, являются выходами блока переключений.

На чертеже представлена структурная схема устройства для трех. параллельно работающих генераторов.

Устройство содержит генераторы 1, 2 и 3 с возбудителями 4,5 и 6, в це пях возбуждения которых включены последовательно ключевые элементы

7,8 и 9, управляемые усилителями 10, 1f и 12, входы которых объединены уравнительной шиной 13. Дополнительно к уравнительной шине 13 подключены пороговые элементы 14, 15 и 1б через выходные замыкающие контакты блока

17 переключений. Входы .псроговых элементов 14, 15 и 16 присоединены к шине 18 системы, на которую включена нагрузка системы 19. Входом блока 17 переключений являются блокконтакты линейных контакторов 20, 21 и 22 генераторов 1,2 и 3.

Блок 17 переключений состоит из схемы формирования очереди (реле 22-28) и схемы фиксации первого мес- 4О та в. ней (реле 29, 20 и 31).

Последовательно с катушками реле 23-28 включены соответственно их размыкающие контакты 24, 234, 26, 25, 28 и ?71, Замыкающие контак- 45 ты этих реле включены последовательно попарно (23 и 25, 24» и 27, 26 и 28 ) соответственно с катушками реле 29, 30 и 31. Дополнительно, питание на реле 23 и 25 подается че- 5О рез блок-контакт линейного контактора 20, на реле 24 и 27 через блокконтакт линейного контактора 21, на реле 26 и 28 через блок-контакт линейного контактоpa ?2. 55

Замыкающие контакты 29, ЗО1, 31„, реле 29, 30 и 31, являющиеся выходом блока 17 переключений, включены соответственно между выходами пороговых элементов 14, 15, 16 и уравнительной шиной 13.

Устройство работает следующим образом.

Пусть первым к шинам 18 подключается генератор 2. Замыкаясь, блокконтакт линейного контактора 21 генератора 2 подает питание на реле 24 . и 27. При срабатывании этих реле их размыкающие контакты 241 и 27 запрещают в дальнейшем включение реле

23 и 28. Замыкающие контакты 24, 27> реле 24 и 27 подготавливают цепь пйтания реле 30, которое срабатывает и фиксирует, что генератор ? занял первое место в очереди.

При этом замыкается контакт 30 и подсоединяет выход порогового элемента 15 к уравнительной шине 13.

Далее включается генератор 1.

Блок-контакт линейного контактора

20 генератора 2 замыкает цепь питания реле 23 и 25. Хотя питание на реле 23 и 25 подано, включается только реле 25, так как цепь питания реле 23 разомкнута контактом ?4 .

При срабатывании реле 25 через его размыкающий контакт 25 дается запрет на срабатывание реле 26. В цепи питания реле 29 замыкается контакт ?5 . Аналогично, при включении генератора 3 через блок-контакт линейного контактора 22 подается питание на реле 26 и 28. Реле при этом не работают, так как в их цепи питания находятся в разомкнутом состоянии контакты 25 и ?74 . При отключении генератора 2 отпускают реле 24 и 27, снимая запрет на включение реле 23 и 28. Реле 30 отпускает.

Замыкающий контакт ?8 реле 28 подготавливает цепь реле 31. Реле 23 своим замыкающим контактом ?3 возбуждает реле 29, которое фиксирует первое место в очереди генератора 1..

При этом контакт 30г, размыкаясь, отключает выход и< рогового элемента

15 от уравнительной шины 13, а контакт 29, замыкаясь, подключает тут же выход порогового элемента 14 к уравнительной шине 13.

Если теперь отключить генератор

1, то сработает реле 31, указывая, что генератор 3 занял первое место в очереди, а его замыкающий контакт 31, подключает выход порогового элемента 16 к уравнительной

11561 шине 13, вместо отключенного порогового элемента 14 при отключении реле 29.

Таким образом, блок 17 переключений обеспечивает автоматическое подключение к уравнительной шине 13 только того порогового элемента, чей генератор занимает первое место в очереди при любой комбинации из двух и трех параллельно работающих10 генераторов. Этим устраняется одно-, временное подключение пороговых элементов к уравнительнои шине 13.

Работа устройства после подключения генераторов к шине 18 заключает- 1$ ся в следующем.

Пусть к уравнительной шине 13 подключен пороговый элемент 15, т.е. генератор 2 занимает первое место в очереди. Порог срабатывания элемен- 26 та 15, а также и элементов 14 и 16 устанавливается равным заданному выходному напряжению Uq > Если текущее напряжение О „ на шинах 18 меньше 0 д, то на выходе порогового элемента 15 формируется "1", которая с помощью уравнительной шины 13 подается на входы усилителей 10, 11 и 12. Сигнал, усиленный по мощности, открывает ключи 7, 8 и 9. Происходит увеличение возбуждения возбудителей

4,5 и 6. При этом генераторы 1,2 и 3 увеличивают напряжение иа шинах 18.

В случае 0 „ 4 Ll пороговый эле.мент 15 формирует на выходе "О", ко5 торый через уравнительную шину 13 синхронно подается на входы усилителей

94 6

10, 11 и. 12. Ключи 7, 8 и 9 закрываются. Ток в обмотках возбуждения возбудителей 4,5 и 6 падает. Генераторы

1,2,3 уменьшают напряжение до тех пор, пока 8 g R после чего цикл поддержания напряжения на шинах 18 повторяется аналогично, Распределение реактивной мощности между генераторами достигается через статизм внешних характеристик генератора.

Таким образом, предлагаемое устФ ройство по сравнению с известным имеет повышенную точность работы, так как исключается неоднозначность петли гистерезиса эквивалентного" порогового элемента. Это связано с разбросом статических характеристик пороговых элементов генераторов в результате естественного отклонения параметров элементов (резисторов, диодов, стабилитронов, транзисторов и т.д.), входящих в них, от их номинальных значений, а также дополнительного отклонения, обусловленного изменением температуры окружающей среды.

Управление усилителями от одного порогового элемента генератора, занимающего первое место в очереди среди включенных генераторов на параллельную работу, в принципе исключает этот недостаток. Малая ширина петли гистерезиса данного порогового элемента увеличивает частоту и уменьшает амплитуду автоколебаний напряжения на шинах, которые идут здесь с необходимостью.

1156194

Составитель О.Наказная

Техред А.Кикемезей Корректор О,Тигор

Редактор М.Бандура

Заказ 3190/52 Тираж 620 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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