Устройство для автоматической точной синхронизации синхронных генераторов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИД}:ХЕЛЬСТВУ

Союз Советакик

Социалистических

Республни (ll®61682

1 "" -.-f (61) Дополнительное к авт. свид-ву —. (22) Заявлено OL0976(21) 2400849/24-07 с присоединением заявки И9 (23) Приоритет— (я)М. К 2

Н 02 У 3/42

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений, и открытий

Опубликовано 050579 Бюллетень М 17

Дата опубликования описания 05,05.79 (53) УДК 621. 316..729(088.8) (72) Авторы изобретения

Н.И.Григоров, Б.Т.Кононов и А.Е.Церковный (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОИАТИЧЕСКОЙ ТОЧНОЙ

СИНХРОНИЗАЦИИ СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ

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

Известны устройства для синхронизации синхронных генераторов, которые содержат подключенные к синхронизируемым напряжениям формирователи импульсов и работают на основе информации и текущем угле сдвига фаз между синхронизируемыми напряжениями, заключенной s импульсных последовательностях на выходе формирователей 15 импульсов (1,2,3).

Недостатком этих устройств является значительная сложность схемы и ограниченные возможности йо построению угла опережения.

2О

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является импульсный автоматический синхронизатор }4).

Этот синхронизатор имеет два идентичных канала, в каждом иэ которых содержится формирователь импульсов, управляемый одновибратор, триггер и реле. Сигналы с выхода формирователя импульсов каждого канала подают2 ся на запускающий вход одновибратора своего канала и первый вход триггера соседнего канала; управляющий вход одновибратора через цепь обратной связи подключен к первому выходу триггера своего канала, выход одновибратора подключен ко второму входу триггера этого же -канала, ко второму выходу триггера каждого канала через дифференцирующие конденсаторы подключены реле контроля совпадения по фазе входных импульсов триггера, а к первым выходам триггеров обоих каналов подключены последовательно с интегрирующими ВС-цепями и замыкающими контактами. реле контроля совпадения по фазе обмотки двухобмоточного реле контроля величины скольжения (оно же - выходное реле синхронизатора).

Аппаратурный состав и междублочные связи импульсного автоматичес" кого синхронизатора позволяют реализовать способ синхронизации, при котором команду на включение генераторного выключателя подают в момент совпадения синхронизируемых напряжений по фазе, предварительно сдвинув в сторону отставания на угол, пропорциональный скольжению, то напряжение, частота которого меньше.

Отличаясь нысокой точностью и сравнительной простотой, импульсный автоматический синхронизатор обладает ограниченными возможностями по допустимой частоте скольжения Ес и и времени опережения ta„ = в, йроизведение которых должно удовлетворять нераненству (оп " макс 10 с „оп ос (1)

Здесь Ес„ †„ допустимая по выбранному критерию синхронизации частота скольжения в Гц;

tan †. вРемЯ опеРежениЯ синхРо- 15 ..низатора в с, равное нремени включения выключателя .с)оп — максимальный угол опережения синхронизатора в градусах электрических. . . 20 как,(„ „,формируется в синхронизаторе путем сдвига в сторону отставания напряжения меньшей частоты на угол, пропорциональный скольжению, причем величина этого угла не может превысить 360О, то неравенство (1) может быть приведено к виду с оп " (2)

@on

Выражение (2 ) определяет область применения импульсного автоматического синхронизатора. Из (2) следует, что его применение в системах электро снабжения повышенной частоты, где допускаются большие значения Хс ss ноэможно только с быстродействующими выключателями. Соответственно, применение синхронизатора с медленно действующими выключателями возможно только при условии ограничения 40 величины,Кс .„,что требует подгонки частот синхронизируемых напряжений с повышенной точностью и приводит к затягиванию процесса синхронизации. 45

Целью изобретения является расши- . рение области применения синхронизатора.

Поставленная цель достигается в устройстве для автоматической точной синхронизации синхронных гене-. раторов, содержащем двухобмоточное реле контроля величины скольжения и дна идентичных канала, каждый канал содержит формирователь импульсов, управляемый одновибратор, триггер и реле контроля совпадения по фазе входных импульсов триггера, причем управляющий вход однонибратора через цепь обратной связи подключен к первому выходу триггера 60 своего канала, выход однонибратора подключен ко второму входу триггера этого же канала, ко второму выходу триггера каждого канала через дифференцирующие конденсаторы подклю661682 4 чены реле контроля совпадения по фазе входных импульсов триггера, а к первым выходам триггеров обоих каналов подключены последовательно с интегрирующими цепями и замыкающйми контактами реле контроля совпадения по фазе обмотки днухобмоточного реле контроля величины скольжения тем, что в каждый канал введен делитель частоты с кратностью деления п, вход которого подключен к выходу формирователя импульсов своего канала, а выход — к запускающему входу одновибратора своего канала и к первому входу триггера соседнего канала.

Поскольку частота скольжения f определяется как разность частот

f< и Г синхронизируемь:х напряжений

0„ и U< переход в синхронизаторе к частотам Е„„ = д и = приводит

Х 1

2п П к уменьшению в б раз и частоты скольжения „= fcln. Значит, выражение (2) теперь следует записывать в виде оп-" (М

Аоп оп

Другими слонами, введЕние н схему синхронизатора делителей частоты на и эквивалентно увеличению в и раз его максимального угла опережения +onymy, что обуслонливае разширение области применения как по .

f, так и по „. с доп ай

Структурная схема устройства для автоматической точной синхронизации представлена на чертеже.

Здесь 1,2 — синхронизируемые напряжения U< и U, 3, 4 - первый и второй каналы устройства, каждый канал содержит формирователь 5 импульсон на входе, делитель 6 частоты следования импульсов на выходе формирователя импульсов; запускающий 7 и уйравляющий 8 входы одновибратора 9. Вход 7 управляемого однонибратора подключен к выходу делителя, а к входу 8 подключена цепь обратной связи 10. Первый 11 и второй 12 входы триггера 13 подключены соответственно к выходу делителя соседнего канала и к выходу одновибратора своего канала. Первый выход 1.4 триггера 13 подключен к цепи обратной связи 10, а второй

15 — через дифференцирующий конденсатор 16 к обмотке 17 контроля совпадения по фазе входных импульсов триггера 13.

Интегрирующая HC - цепь 18, 19 подключена к первому выходу 14 триг гера 13, а выход этой цепи через замыкающий контакт 20 реле 17 подключен к обмотке двухобмоточного реле 21 койтроля величины скольжения.

Синусоидальные синхронизируемые напряжения 1 и 2 в формирователях 5 импульсов превращаются в последовательности импульсов, каждый из которых жестко привязан по фазе к входной синусоиде. В делителях 6 осуществляется необходимое для расширения возможностей устройства деление частоты следования импульсов, поступающих с выходон формирователей 5..Импульсы с выходов делителей 6 подаются на запускающий вход 7 одновибратора 9 своего канала, а также на первый вход 11 триггера 13 соседнего канала. С приходом каждого очередного запускающего импульса одновибратор

9 переходит во временно-устойчивое состояние, длительность осуществления которого определяется величиной сигнала на управляющем входе 8 от цепи обратной связи 10. В момент возврата одновибратора 9 в устойчивое состояние формируется импульс для подачи на второй вход 12 триггера

13 своего канала. Тем самым обеспечивается сдвиг по фазе н сторону отставания синхронизируемого напряжения своего канала. Триггеры 13 выполняют функции фазочувствительных устройств; длительность импульсов на их вторых выходах 15 зависит от угла сдвига фаз запускающих импульсов на входах 11 и 12. Так как этот угол в общем случае не остается постоянным, а монотонно изменяется, то длительность импульсов также будет изменяться. В одном канале длительность будет плавно увеличиваться от нуля до максимальной и скачком возвращаться на нуль, н другом — плавно уменьшаться от максимальной до нуля и скачком возвращаться на максимум. Скачкообразное изме.нение длительности импульсов на выходе триггера 13 происходит в момент совпадения по фазе импульсов на входах 11 и 12. Данное совпадение „должно происходить на время 1р„ раньше, чем совпадение по фазе выходных импульсов делителей.6. Это достигается за счет задержки импульсов, подаваемых на вход 12, в одновибратор 9, причем необходимая задержка формируется только в том канале, входное напряжение которого имеет меньшую частоту.

Характерным признаком канала, работающего с меньшей частотой, является скачкообразный переход длительности импульсов на выходе 15 триггера 13 от нуля до максимальной.

Для выявления данного признака используются дифференцирующий конденсатор 16 и реле 17, которое срабатывает в момент скачкообразного перехода. Замыкающими контактами 20 реле 17 подключает к интегрирующей

RC-цепи 18, 19 обмотку выходного реле 21

Если разность частот синхронизируемых напряжений лежит в допусти661682 6 мых пределах, то за время между оче. редными скачкообразными переходами триггера 13 конденсатор 19 успевает зарядиться до уровня, обеспечивающего срабатывание реле 21. При разности частот, большей допустимой, подключение обмотки реле 21 к кон,денсатору 19 вызывает только разряд конденсатора, но" не срабатывание реле. Так обеспечивается контроль допустимой разности частот синхронизируемчх напряжений.

Введение новых элементов — делителей импульсов — выгодно отличает предлагаемое устройство для автоматической синхронизации от прототипа, так как позволяет увеличить максимальный угол опережения. В результате оказывается нозможным применение предлагаемого устройства в системах электроснабжения, имеющих йнерционные выклюЧатели с большим временем и допускающих точную синхронизацию при больших разностях частот включения.

Формула изобретения.

Устройство для автоматической точной синхронизации синхронных генераторов, содержащее двухобмоточное реле контроля величины скольжения и два идентичных канала, каждый канал содержит формирователь импульсов, уп30 равляемый одновибратор, триггер и реле контроля совпадения по фазе входных импульсов триггера, причем управляющий вход одновибратора через цепь обратной связи подключен к перво-.

35 му выходу тРиггеРа своего канала, выход одновибратора подключен ко второму входу триггера этого же канала, ко второму выходу триггера каждого канала через дифференцирующие конден40 заторы подключены реле контроля совпадения по фазе входных импульсов триггера, а к первым выходам триггеров обоих каналов подключены последовательно с интегрирующими цепями и замыкающими контактами реле контроля совпадения по фазе обмотки двухобмоточного реле контроля величины скольжения, о т л и ч а ю щ е

je с я тем, что, с целью расширения области применения синхронизатора, н каждый канал введен делитель частоты с кратностью деления и, вход которого подключен к выходу формирователя импульсов своего канала, а выходы - к запускающему входу одно55 вибратора своего канала и к первому входу триггера соседнего канала.

Источники информации, принятые но внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

60 9394890, кл. Н 02 У 3/42, 1972.

2. Анторское свидетельство СССР

9416805, кл. Н 02 3 3/42, 19 72.

3. Авторское свидетельство СССР

9438080 кл. Н 02 3 3/42, 1973.

4. Электричество, 1967, 9 3, статья Боброва И.И. бб1682

Составитель К.фотина

Техред О.Андрейко. Корректор С.Патрушева

Редактор И.Ахмедова

Заказ 2503/59

Тираж 856 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5 филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä, ул. Проектная, 4