Устройство для выдержки времени допустимой перегрузки генераторов

 

:- r

О П И С А Н И"Й 5I7I06

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.03.74 (21) 2002322/24-7 с присоединением заявки №

М. Кл 2 Н 02J 3/24

Н 02Р 9/10

Н 02Н 7/06

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

УДК 621.316.92 (088.8) (43) Опубликовано 05.06,76. Бюллетень № 21 (45) Дата опубликования описания 11.05.78 (72) Авторы изобретения

В. С. Образцов и М. И. Покровский (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕРЖКИ ВРЕМЕНИ ДОПУСТИМОЙ

ПЕРЕГРУЗКИ ГЕНЕРАТОРА

ocyaapcTBGjjHblK комитет (23) П

23 Приоритет

Предлагаемое устройство касается защиты синхронных генераторов большой мощности, для надежной работы которых необходимо контролировать допустимую степень перегрева обмоток ротора (статора) и выдавать сигнал на сии>кение возбу>кдения при использовании перегрузочной способности генератора.

Кроме того, условие сохранения устойчивости работы станций требует разрешения повторной перегрузки генераторов, не дожидаясь полного их остывания после предшествующей перегрузки.

Известны устройства для выдержки времени допустимой перегрузки генератора, содержащее функциональный преобразователь сложения, в который входит блок сравнения токов ротора и статора с эталонной величиной, генераторы импульсов сложения и вычитания с интеграторами на входе, соединенные через элементы совпадения со входом реверсивного счетчика импульсов, выход которого связан с регулятором возбуждения через коммутирующий элемент.

Однако известные устройства не обеспечивают достаточно полного использования перегрузочной способности генератора, недостаточно чувствительны и надежны.

Целью изобретения является более полное использование перегрузочной способности генератора при повторной перегрузке, повышение чувствительности и надежности устройства.

Это достигается тем, что в предлагаемое устройство дополнительно введен функцио5 нальный преобразователь вычитания, выход которого подключен к генератору импульсов вычитания, а вход — к выходам всех разрядов реверсивного счетчика импульсов. Причем интеграторы указанных геператоров им1р пульсов выполнены на основе операционных усилителей.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

На вход функционального преобразователя

15 сложения 1 (ФПС) подключены напряжения, пропорциональные токам ротора и статора, выход его соединен со входом генератора импульсов сложения (ГИС) 2, состоящего из интегратора 3, компаратора 4 и одновибратора

2п 5. Выход генератора сложения импульсов 2 подключен на один из входов элемента «И»

6, другой вход которого соединен с выходом нуль-органа 7, а вход его соединен с выходом функционального преобразователя импульсов

25 1. Выход элемента «И» 6 соединен со входом реверсивного счетчика импульсов (PC) 8, выходы двух старших разрядов указанного счетчика 8 подаются на элемент «И» 9, а выход элемента «И» 9 — на вход коммутирую30 щего элемента 10, встающего на самоудержи517106 вание по одному из входов элемента «И» 9.

Выход коммутирующего элемента 10 подключен к цепи «убавить» регулятора возбуждения.

Входы функционального преобразователя вычитания ФПВ 11, состоящего из элементов совпадения «И» 12 и ряда источников напряжения 13, соединены с выходами всех разрядов реверсивного счетчика 8 и с выходом инвертора 14, вход которого соединен с выходом нуль-органа 7.

Выход функционального преобразователя вычитания импульсов 11 соединен со входом генератора импульсов вычитания (ГИВ) 15, который также содержит в своем составе интегратор 16, компаратор 17 и одновибратор

18, а выход ГИВ 15 подсоединен через элемент совпадения «И» 19 ко входу счетчика 8.

Другие входы элемента совпадения «И» 19 соединены с выходом инвертора 14 и выходом элемента «ИЛИ вЂ” НЕ» 20. Входы элемента

«ИЛИ вЂ” НЕ» 20 связаны со всеми выходами реверсивного счетчика 8.

Входы элемента «И» 21, служащие для прохождения повторной перегрузки, соединены с выходом нуль-органа 7 и выходом коммутирующего элемента 10.

Устройство работает следующим образом.

На функциональный преобразователь схемы сложения импульсов 1 подаются через разделительные диоды два напряжения, пропорциональные току ротора и току статора. Счет времени происходит по ббльшему из входных напряжений.

ФПС представляет собой операционный усилитель, охваченный нелинейными обратными связями, что позволяет получить требуемую входную характеристику интегратора

3. Для увеличения чувствительности и точности интегратор 3 также выполнен на операционном усилителе с коэффициентом усиления К)104.

С выхода ФПС 1 напряжение подается на интегратор 3, скорость нарастания напряжения на выходе которого пропорциональна величине входного напряжения. При достижении выходным напряжением интегратора 3 уставки срабатывания компаратора 4 на выходе последнего образуется импульс. При срабатывании компаратора 4 также запускается одновибратор 5, который перезаряжает интегратор 3 до исходного состояния.

При наличии напряжения на входе интегратора 3 процесс образования импульса повторяется. Интегратор 3, компаратор 4 и одновибратор 5 образуют ГИС 2. Импульсы в

PC 8 проходят через схему совпадения «И» 6 при условии наличия открывающего напряжения на выходе нуль-органа 7 и импульса на выходе компаратора 4. Нуль-орган 7 срабатывает (на выходе появляется открывающее напряжение) при превышении током ротора или статора номинальной величины и имеет коэффициент воз вр ат а 0,98 — 0,99.

4

Для увеличения надежности работы устройства так, чтобы «лишний» импульс не вывел PC на «О», используется только 0,75 емкости PC 8, т. е. PC 8 срабатывает после того, как на входе у него пройдет 0 75 2" импульсов.

Здесь и — количество разрядов в PC 8.

После срабатывания PC 8 срабатывает коммутирующий элемент 10 через схему совпадения «И» 9 и встает на самоудерживание по одному из своих входов. На входы

«И» 9 подаются выходы разрядов PC 8 и и

n — 1. (Этим достигается использование

0,75 емкости PC). Выход коммутирующего элемента соединен с автоматическим регулятором возбуждения. Срабатывание коммутирующего элемента 10 является сигналом того, что допустимое время перегрузки окончилось и возбуждение генератора необходимо снизить до номинальной величины. После срабатывания коммутирующего элемента и возвращения синхронного генератора к номинальному режиму происходит вычитание импульсов в PC 8 (происходит счет времени остывания генератора).

Вычитание происходит через схему совпадения «И» 19. В том случае, если синхронный генератор вернется к номинальному режиму, хотя бы в одном из разрядов PC 8 есть «1» и на выходе компаратора 17 есть импульсы.

Совместная работа схем сложения импульсов и вычитания запрещена инвертором 14, Работа схемы генератора импульсов вычитания ГИВ 15 аналогична работе вышеописанной схемы ГИС 2 и состоит из аналогичных элементов: интегратора 16, компаратора

17 и одновибратора 18. Импульсы на выходе компаратора 17 образуются при наличии «1» в любом разряде PC 8. Интегратор 16 управляется функциональным преобразователем вычитания 11, который представляет собой ряд источников напряжения 13, подключаемых ко входу интегратора 16 с помощью элемента «И» 12, на входы которого поданы выходы разрядов PC 8. Так, например, до тех пор, пока на выходе разряда и PC 8 есть «1», к интегратору 16 подключен источник, имеющий наибольшее напряжение, и считывание импульсов идет более интенсивно, когда «1» в разряде и спишется, появляется «1» в разряде n — 1, и к интегратору 16 подключается источник, имеющий меньшее напряжение, и, наконец, когда «1» остается только в разрядах от 1 до и — 2, подключается источник, имеющий наименьшее напряжение. Это относится к случаю аппроксимации экспоненты остывания генератора тремя отрезками. В случае более точной аппроксимации за счет увеличения числа источников напряжения можно получить реализуемую кривую остывания генератора более близкую к заданной.

Когда вычтены из PC 8 все импульсы, т. е. во всех разрядах PC 8 записаны «О», коммутирующий элемент 10 через схему «ИЛИ—

НЕ» 20 (сигнализирующую о том, что во всех

Й7106

Составитель Е. Коростелева

Редактор В. Фельдман Техред О. Москвитина Корректоры: T. Добровольская и Л. Котова

Заказ 905/11 Изд. Ко 307 Тираж 882

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2 разрядах PC 8 записаны «0») возвращаетсй в исходное состояние, что свидетельствует о разрешении увеличения тока ротора.

В случае, если синхронный генератор не успел остыть до номинальной температуры (в разрядах PC 8 остались 1) в момент повторной перегрузки, коммутирующий элемент

10 также возвращается в исходное состояние через схему совпадения «И» 21, т. е. дается разрешение на увеличение тока ротора, но счет времени повторной перегрузки будет вестись с учетом температуры, до которой успел остыть генератор (так как остались невычтенные импульсы в PC 8).

К преимуществам данного устройства относится и повышенная помехоустойчивость. Так, например, в номинальном режиме синхронного генератора интегратор 3 может под влиянием дрейфа достичь напряжения срабатывания компаратора 4, но импульс не будет передан в PC 8, так как схема «И» 19 заперта. Если же помеха вызвала появление «1» в одном или нескольких разрядах PC 8, то за счет схемы «ИЛИ вЂ” НЕ» 20 схема совпадения

19 открывается, и происходит вычитание импульсов, т. е. существует большая вероятность того, что к моменту возникновения перегрузки в разрядах PC 8 будут записаны «0», т. е.

PC 8 будет подготовлен к нормальной работе. Если же при наличии «0» во всех разрядах PC 8 на выходе компаратора 17 появится импульс как следствие дрейфа интегратора

16, то этот импульс не будет передан в PC 8, так как схема совпадения 19 будет заперта

5 посредством схемы «ИЛИ вЂ” НЕ» 20.

Формула изобретения

1. Устройство для выдержки времени допустимой перегрузки генератора, содержащее

10 функциональный преобразователь сложения, в который входит блок сравнения токов ротора и статора с эталонной величиной, генераторы импульсов сложения и вычитания с интеграторами на входе соединенные через элементы совпадения с входом реверсивного счетчика импульсов, выход которого связан с регулятором возбуждения через коммутирующий элемент, отличающееся тем, что, с целью увеличения использования перегрузочной способности генератора при повторной перегрузке, дополнительно введен функциональный преобразователь вычитания, выход которого подключен к указанному генератору импульсов вычитания, а вход — к выходам всех разрядов реверсивного счетчика импульсов, 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения его чувствительности и надежности, интеграторы генераторов импульсов выполнены на основе операцион30 ных усилителей.