Способ контроля допустимого времени опережения синхронизатора

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (яic Н 02 J 3/40

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4687842/07 (22) 11.05.89 (46) 07.12.91. Бюл. ¹ 45 (71) Центральное технико-конструкторское бюро Научно-производственного объединения "Судостроение" (72) Н.В. Широков (53) 621.316,729 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1536477, кл. Н 02 J 3/40, 1988.

Авторское свидетельство СССР

N 1629943, кл. Н 02 J 3/40, 1988. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ДОПУСТИМОГО

ВРЕМЕНИ ОПЕРЕЖЕНИЯ СИНХРОНИЗАТОРА (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения — упрощение способа.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для автоматического контроля времени опережения синхронизагОРа.

Цель изобретения — упрощение способа.

На фиг. 1 представлена временная диаграмма прохождения сигналов; на фиг, 2— структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

На фиг, 1а показано напряжение биений Ое и отмечен момент срабатывания синхронизатора 1о.

В идеальном случае время опережения синхронизатора tonep равно времени срабат ывания автоматического выключателя синхронизируемо" î генератора т р,АВ и включение на параллельную работу про„„Я „„1697185 А1

Для этого формируют два единичных импульса, один — в момент совпадения фаз напряжений сети и генератора, другой — в момент замыкания выключателя генератора. В момент формирования первого единичного импульса формируют прямоугольный импульс, длительность которого выбрана равной максимально допустимой величине времени от момента возникновения нулевого сдвига фаз до момента замыкания авто .атичес о o выключателя, Если в;орoй единичный импульс сформирован в течение интервала времени действия прямоугольного импульсэ, фиксируют допустимое время ог1ережения. 2 ил. исходит в момент совпаде .ия фаз напряжений сети и генератора (фи:. 1;, точка tl).

На практике допускается незначительное отклонение момента замыкания автоматического выключателя t2 от момента совпадения фаз напряжений сети и генератора ц1. Это отклонение на фиг. 1 а обозначена как Лт.

Из изложенного следует, ч;о точность включения генератора íà ".àðàëf pïüIIóþ работу определяется вреMeI;PM срабатывания его автоматическoго вы кл ю-дателя и еременем опережения синхронизатора —,I..Тераалом (11, t?).

Однако ь р АВ практи ески не поддается

P "е гУл и Рова н и Io, э EI P - м Я to и ел Я в л Я P T с Я н а сТр3! pàpìû÷ параметра-. Синхронизатооа.

1б97185

L этой связи наиболее целесообразно контролировать время опережения синхронизатора огноси ельно реального времени срабатывания автоматического выключателя. Если интервал (t>, t2) меньше, чем Л1, то время опережения синхронизатора в норме. Если (tl, tp) больше чем Лт, то время опережения не соответствует заданному, При этом возможны две ситуации; если автоматический выключатель замкнется раньше, чем наступит момент11, время tonep следует уменьшить; если автоматический выключатель замкнется позже, чем совпа- дут фазы напряжений сети и генератора (т1), время опережения следует увеличить, На фиг, 1 б изображен единичный импульс, сформированный в момент совпадения фаз напряжений сети и генератора, а на фиг. 1 в — единичный импульс, сформированный B момент замыкания автоматического выключателя синхронизируемого генератора (генератора, включаемого на параллельную работу).

Б момент появления первого единичного импульса (в данном случае первым оказался импульс, сформированный в момент совпадения фаз напряжений сети и генераторя) формируют прямоугольный импульс длительностью, соответствующей величине

Л (как покa="àíî на фиг. 1 .).

Так как ьторой единичный импульс (в данном случае вторым сказался единичный импульс, сформированный в момент замыкания автоматического выключателя синхро н из и руемо го ге не ртатора) поя вил ся в момент существования прямоугольного импульса. To! He To BKfllo÷àåтся на параллельную работу при допустимой величине рассогласования фаз — фиксируют допустимое время опережения.

Рассмотрим ситуацию, когда в процессе, эксплуатации увеличилось время срабатывания автоматического выключателя или синхронизатор формирует команду позже, чем следует. В этом слу ае замыкание автоматического вы кл ючателя синхронизируе.1 мого генератора произойдет в момент (; (единичный импульс на фиг, 1 в показан пун ктиром), Одновременно с первым единичным импульсом формируют прямоугольный им.f пульс длительностью A t. Так как момент t; не совпадает с временем существования прямоугольного импульса, то величина рассогласования фаз напряжений сети и генератора больше нормы — фиксируют недопустимую вели иHó вре-мени опережения синхронизатора.

Так как первый единичный импульс сформирован в момент совпадения фаз напряжений сети и генератора, ro следует увеличить время опережения синхронизатора.

Предположим, что сначала замкнулся автоматический выключатель синхрониэи.руемого генератора, затем произошло совпадение фаз напряжений сети и генератора, а интервал времени между этими событиями больше заданного (At). Тогда в момент времен и тг будет сфор ми рова н первый единичный импульс (в данном случае первым будет единичный импульс, сформированный в момент замыкания автоматического выключателя).

Одновременно с ним формируют прямоугольный импульс длительностью At (как показано пунктиром на фиг. 1г), и так как второй единичный импульс (в данном случае вторым будет единичный импульс, сформированный в момент совпадения фаз напряжений сети и генератора) не совпадает с временем существования прямоугольного импульса, то величина рассогласования фаэ напряжений сети и генератора больше нормы — фиксируют недопустимую величину времени опережения синхронизатора.

Так как первый единичный импульс сформирован в момент замыкания автоматического выключателя синхронизируемого генератора, то следует уменьшить время опережения синхронизатора.

Устройство для контроля допустимого времени опережения синхронизатора (фиг.

2) содержит датчик 1-замыкания автоматического выключателя, блок 2 формирования напряжения биений, синхронизатор 3, первую собирательную схему 4, формирователь

5 прямоугольных импульсов, второй одновибратор 6, первую схему 7 совпадения, первый одновибратор 8, вторую 9, третью 10 и четвертую 11 схемы совпадения, вторую

12 и третью 13 собирательные схемы, первый 14 и второй 15 триггеры, блок 1б индикации, шину 17 установки нуля и ключ 18.

Выход датчика 1 замыкания автоматического выключателя соединен с первыми входа.ми первой 7 и четвертой 11 схем совпадения и первым входом первой собирательной схемы 4, выход блока 2 формирования напряжения биений соединен с входом формирователя 5 прямоугольных импульсов, выход которого соединен с вторым входом первой собирательной схемы 4 и первыми входами второй 9 и третьей 10 схем совпадения, выход синхронизатора 3 соединен с входом второго одновибратора б. выход которого соединен с третьими входами второй 9, третьей 10 и

i 6(, 1185 четвергой l i схем совпадения., выход первой собирательной схемы 4 соединен с входом первого одчовибратора 8, выход которого соединен с вторыми входа 1и третьей 10 и четвертой 11 схем совпадения, 5 выход третьей схемь! 10 совпадения соединен с первым входом второй собирательной схемы 12, выход четвертой схемы 11 совпадения соединен с первым входом третьей собирательной схемы 13, шина 17 ус;3HoB- 10 ки нуля соединена с входом ключа 18, выход которого соединеч с вторыми входа(.-и второй и третьЕй соб>лрательных схем 12. и i3. выход первой схемы 7 совпадения соединен с единичным входом первого триггера 14, 15 выход которого соединен с первым входом блока 16 индикации, инверсный выход первого триггера 14 соединен с вторым входом второй схемы 9 совпадения, выход второй схемы 9 совпадения соединен с единичным 20 входом второго триггера 15, выход которого соединен с вторым входом блока 16 индикаA(4M, инверсный Bblxop BTopol o триггера 15 соединен с вторым входом первой схемы 7 совпадения, выходы второй 12 и третьей 13 25 собирательных схем соединены с нулевыми входами первого 14 и второго 15 триггеров соответственно.

l.,Boä4ìûå в усгройство зле14åHTû: дагчик замь кания автоматического выключате- 30 ля — формирует сигнал логической еди:-(ицы в случае замыкания автоматического выключателя, известный функциональный элемент, используется по назначению (в качестве дагчика могут использоваться, на- 35 пример, блок-контакты автоматичРского Bblключателя или специальный индукционный датчик КВД-6), три собипательные схемы, третья и четвертая схемы совпадения, два од -.овибратора — хорошо известные зле- 40 менты, используютсч по назначению; блок индикации — известный функциональный блок, используемый flo назначению для отражения информации на его входах (B качестве блока индикации могут быть 45 использованы обычные светодиодь). устройство для контроля допустимого времени оп>ерел<ения синхронизатора (фиг.

2) раоотае > следуюЩим 06р330!4.

Н3 первый и второй входы блока 2 формирования напряжения биений поступак>т сигналы, пропорциональные напряжению сети и генератора, а на выходе формируется напряжение Ue, амплитуда которого про- 55 порциональна разности фаз напряжений сети и генератора (фиг. 1а). Это напряжение биений поступает на вход формирователя 5 прямоугольных импульсов. на выходе которого появляется

ЕДИНИЧНЫИ !1>4ПУЛЬС K(>l ДЗ фааы»;I!!i> . » (.ний сети и ге(>ератора collIIBäóò Ф(1г, 16.

МОМ1ЕН1 ВРЕМЕНИ jl)

ГДиl>ичны -1 и":1>IУ>1ьс с Рь!xo 113 фОP!4!1PÎвателя 5 рямоугольных импу ibcoB пос1упает Н3 в1оро. вход первой собирательной схемы 4 и появляе(ся на ее выходе.

По переднему фронту единичного импульса на выходе первой собир31ельной схемы 4 и а вь ходе первого одновибратора

8 формируется с>1(нал логической единицы длитРIlbHocTbkl Л ((4)411. 1г).

Этот сигнаil поступает на вторые входы третьей 10 и четвертой 11 схем совпадения, Н3 выходах которых присутствует сигнал логического нуля, так как на их третьих входах логический нуль.

Аналогично, единичный импульс с Bblxoда формирователя прямоугольных импульсов поступает на первые входы второй 9 и третьей 10 схем совпадения. однако на их выходах фиксирован сигнал логического нуля, так как на третьих входах логический нул ь.

После 1огс, как сработает синхронизатор 3, сигнал лог(ческой единицы поступит на вход второго одновибратора 6 и на его выходе формируется сигнал логической единицы, длител. нос1ь которо-о много больше, чем номинальное топер (например, длитель

:.OCTb СИГнаяа На ьЫХОдЕ ВтОрОГО ОдНОВИбратора 6 мо;кет Оыть выбрана в два раза боль(цей, 4Рм но;;инальное время срабатывания автоматического выключателя синхронизируе(oro генератора, так как величина Лт обычно в 4-5 раз меньше. чем номинальная величина Т,-Р до, à (зменение времени срабать,вания автоматического выключателя происходит, как правило, плавно и не может измениться p,ва раза).

Сигнал логической единицы с выхода в-.орого Одновибратора 6 поступает на третьи входы второй 9, тре. beй 10 и четвертой 11 схем совпадения.

Допустим, что время срабатывания автоматического выключателя несколько больше, чем B"ð e113 опережения синхронизаТор3. В этом случае сначала совпадут фазы напряжений сети и генератора. а затея на выходе формирователя 5 прямоугольных импульсов появляется единичный импульс в мрмент . (фиг, 1Гз(.

Зтот импульс поступит на первые входы второй 9 и третьей t0 схе>м совпадения. Так как первый триггер 14 находится в нулевом состоянии, то на его инвеосном выходе фиксирован сигнал логической единицы, который поступает на вторОЙ вход в-,орой схемы

9 соРпаден;::я.

1697185

Так как синхронизатор 3 сработал, на выходе второго одновибратора 6 появляется сигнал логической единицы, который поступает на третий вход второй схемы 9 совпадения.

Поскольку на всех трех входах второй схемы 9 совпадений сигнал логической единицы, то и на ее выходе появляется сигнал логической единицы, который поступает нэ единичный вход второго триггера 15. Второй триггер 15 устанавливается в единичное состояние, на его выходе — сигнал логической единицы, а на инверсном выходе— сип-ал логического нуля.

Сигнал логической единицы с выхода второго триггера 15 поступает на второй вход блока 16 индикации, на выходе которого появляется информация о том, что автсмати еский выключатель замкнулся позже, чем совпали фазы напряжений сети и генератора.

Сигнал логического нуля с инверсного выхода второго триггера 15 поступае на второй вход первой схемы 7 совпадения.

ЕдиничныЙ импульс с выхода формирователя 5 прямоугольных импульсов в момент времени t t поступает íà второй вход первой собирательной схемы 4 и появляется на ее выходе. При этом на выходе первого одновибратора 8 появляется сигнал логической единицы, длительность которого равна Лт (фиг. 1г), и поступает на вторые ьходы третьей 10 и четвер ой 11 схем совпадения.

Так как на всех —.рех,входах третьей схемы 10 совпадения присутствуют сигналы логической единицы, то и на ее выходе— сигнал логической единицы, который поступает на первый вход второй собирательной схемы 12, На выходе последней появляется сигнаr логической единицы и поступает а нулевой вход первого триггера 14, он остается в нулевом состоянии.

На втором и третьем входе четвертой схемы 11 совпадения присутствует сигнал логической единицы, а на первом ее входе— логического нуля, следовательно, и на выходе — логический нуль.

Если автоматический выключатель синхронизируемого генератора замкнется с допустимой точностью (в пределах ин OBpBB" ла Л t после момента совпадения фаз напряжений сети и генератора), то на выходе датчика 1 замыкания автоматического выключателя будет сформирован единичный импульс (фиг, 1в), KotopblA поступит на перBblA вход четвертой =xPMf-, 11 совпадения, Так как на BTopQé и третий входы четвергой схемы 11 совп:- дения уже поданы

; ИГНавы JI0,",ë;IBO OI! ЕД„, III ë Lbl. ГО M HB ЕЕ Bblходе формиру.:тся единичный сигнал, который поступает на первый вхОд третьей собирательной схемы 13.

Сигнал логической единицы с выхода третьей собирательной схемы 13 поступает на нулевой вход второго триггера 15 и устанавливает его в нулевое состояние. На выходе второго триггера 15 появляется сигнал логического нуля и поступает на второй вход блока 16 индикации, информация об отставании в срабатывании автоматического выключателя исчезает.

Так как интервал A t счень мал (20 — 30 мс), то указанная информация будет представлена в виде однократного мигания соответствующего элемента индикации (светодиода, сигнальной лампочки и т,д.), Если же,автоматический выключатель синхронизируемого ге нератора замкнулся позже, чем на интервал A t после момечта совпадения фаз напряжений сети и генератора, то сигнал логической единицы с Bblxoда датчика 1 замыкания автоматического выключателя поступит на первый вход четвертой схемы 11 совпадения в момент, когда на выходе первого одновибратора 8, а следовательно, и втором входе четвертой схемы совпадения — логический нуль, а значит, и на выходе четвертой схемы 11 совпадения — сигнал логического нуля. второй триггер 15 своего единичного состояния не изменит.

Информация об отставании в срабатывании автоматического выключателя посредством блока 16 индикации будет представлена,—

При этом необходимо увеличить время опережения синхронизатора.

Если время опережения синхронизатсра велико, то автоматический выключатель синхронизируемого генератора замкнется раньше, чем произойдет момент совпадения фаз напряжений сети и генератора. В этом случае после срабатывания синхронизатора 3 первым появится единичный импульс на выходе датчика 1 замыкания автоматического выключателя и посту::ит на первый вход первой схемы 7 совпадения, Так KBK второй трлггер 15 находится в нулевом состоянии, то на его инверсном выходе сигнал логической единицы, которыЙ поступает на второй вход первой схемы 7 совпадения, На обоих входах первой схемы

7 совпадения сигнал логической едичицы, значит и на ее выходе — сигнал логической единицы, который пос гупает на единичный вход первого триггера 14 и устанавливает

el o в единич,ое состояние.

l5

Сигнал логической единицы с выходя первого триггера 14 поступает ня первый вход блока 16 индикации, который пред ставляет информацию о том, чго автоматический выключатель синхронизируемого генератора замкнулся раньше, чем произошло совпадение фаз напряжений сети и генератора, На инверсном выходе первого триггера

14 появляется сигнал логической единицы и поступает на второй вход второй схемы 9 совпадения, блокируя воэможность появления сигнала логической единицы на ее выходе. Единичный импульс с выхода датчика

1 замыкания автоматического выключателя поступает на первый вход первой собирательной схемы 4, на выходе которой появляется единичный импульс, и поступает на вход первого одновибратора 8.

На выходе первого одновибратора 8 появляется сигнал логической единицы длительностью Лт и поступает на вторые входы третьей 10 и четвертой 11 схем совпадения.

Если в течение интервала A t произойдет совпадение фаз напряжений сети и генератора, то на выходе формирователя 5 прямоугольных импульсов появится единичный импульс и поступит на первый вход третьеи схемы 10 совпадения.

Так как после срабатывания синхронизатора 3 на выходе второго одновибратсря

6 и, следовательно. третьем входе третьей схемы 10 совпадения фиксирован сигнал логической единицы, то и на выходе третьей схемы совпадения сигнал логической единицы, который поступает на первый вход второй собирательной схемы 12.

Сигнал логической единицы с выхода второй собирательной схемы 12 поступает на нулевой вход первого триггера 14 и устанавливает его в нулевое состояние. При этом на выходе первого триггера 14 появляется сигнал логического нуля и поступает на первый вход блока 16 индикации, информация об опережении в срабатывании автоматического выключателя исчезает.

Если же совпадения фаз напряжений сети и генератора в течение интервала At не произойдет, то единичный импульс на первый вход третьей схемы 10 совпадения поступит в момент, когда на выходе первого одновибратора 8 и соответственно втором входе третьей схе лы 10 совпадения появится (;èãнял логического нуля. Следовяråëьно, на выходе третьей схемы 10 совпадения фиксирован сигнал логического нуля.

Первый триггер 14 остается в единичном состоянии, Блок 16 индикации представит информацию о том, что автоматический выключатель синхронизируемого генера1ора замкнулся раньше, чем произошло совпадение фаз напряжений сети и генератора, Следовательно, в этом случае необходимо увеличить время опережения синхронизатора 3.

Для приведения устройства в исходное состояние доста,очно замкнуть ключ 18. В этом случае сигнал логической единицы с шины 17 установки нуля через ключ 18 поступит ня вторые входы второй 12 и третьей

13 собирательных схем, на их выходах появятся сигналы логической единицы и поступят на нулевые входы первого 14 и второго

15 триггеров, которые установятся в нулевое состояние. После размыкания ключа 18 устройство вновь готово к работе.

Формула изобретения

Способ контроля допустимого времени опережения синхронизатора, согласно которому контролируют сдвиг фаэ между напряжениями сети и генератора. подведенными к входу синхронизатора, и в момент возникновения равенства сдвига фаз нулю формируют единичный импульс, а также фиксируют момент замыкания автоматического выключателя синхронизируемого генератора,,о т л и а ю шийся тем, что, с целью упрощения. в момент замыкания автоматического выключателя формируют единичный импульс, в момент появления первого единичного имп льса формируют прямоугольный импульс длительность К0торого выбрана равной мяк".ê-;мально допустимой величине времени от момента возникновения нулевого сдвига фаз между напряжениями сети и генератора до момента замыкания автоматического выключателя синхронизируемого генератора, и если второй единичный импульс сформирован в течение интервала времени действия прямоугольного импульса, фиксируют допустимое время опережения.

Составитель К.Фотина

Редактор C,Ïåêàðü Техред M.Моргентал Корректор 3.Лончакова

Заказ 4312 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного, комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственíî-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 191