Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к области .автоматической синхронизации синхронных генераторов, Известно устройство для.,автоматической синхронизации синхронных генераторов (1), вырабатывающее сигнал на включение генераторного выключателя при совпадении фаз и час« тот синхронизируемых напряжений, .Этот синхронизатор состоит из входного устройства, содержащего формирователи импульсов и блок контроля совпадения фаз,и блока включения,сО-. держащего блок контроля разности чао- 15 тоты на основе интегрирующего звена, пороговый элемент и исполнительный орган. Точность работы известного синхронизатора определяется режимом интегрирования. Так как в его схеме 20 не предусмотрена возможность возврата интегрирующего звена в исходное положение, может быть подан сигнал на включение генераторного выключателя при недопустимо больших величинах расхождения частот синхрониЗируемых источникоз, Кроме того,при двухполупериодном выпрямлении синх» ронизируемых напряжений, введенном для уменьшения времени синхрониза-, 30 ции, возможно включение генератора в сеть в противофазе, что недопустимо.

Применение в качестве блока контроля частоты интегрирующей цепочки предполагает использование для сцен« ки разности частот времени, равного периоду биений. При этом возможно затягивание процесса синхронизации на указанное время, так как к моменту первого совпадения фаз разность частот. может быть еще не определена, Бель изобретения .- повышение точности работы и быстродействия синхронизатораа.

Это достигается тем, что в им-. пульсном синхронизаторе, содержащем входной блок с формирователями импульсов с входами для подключения на напряжение сети и генератора и блок включения, в качестве формиро« вателей импульсов входного блока использованы формироватрли импульсов постоянной длительности, передний фронт которых совпадает с началом положительного полупериода каждого из напряжений, и входноЯ блок снабжен логической схемой И, входы кото1 рой подключены к выходам формирова;телей импульсов, а блок включения

739688 содержит логическую схему ИЛИ на выходе, блок контроля частоты сети и блок контроля частоты генератора, каждый йэ которых состоит иэ формирователя вспомогательных импульсов постоянной длительности, промежуточной логической схемы И, логического блока и логической схемы И на выходе, причем вход формирователя вспомогательных импульсов каждого из блоков контроля частоты подключен к выходу соответствующего формирователя импульсов входного блока,выход формирователя вспомогательных импульсов подключен к одному из входов промежуточной логической схемы

И своего блока контроля частоты, вы- 15 ход формирователя импульсов генератора входного блока подключен к второму входу промежуточной логической

1 схемы И блока контроля частоты сети, выход формирователя импульсов 2О сети входного блока подключен к второму входу промежуточной логической схемы И блока. контроля частоты генератора, выход каждой промежуточной логической схемы И блоков

25 контроля частоты подключен к рабочему входу логического блока, сбрасывающий вход логического блока контроля частоты генератора соединен с выходом промежуточной логической схемы И блока контроля частоты сети, сбрасывающий вход логического . блока блока контроля частоты сети соединен с выходом промежуточной .логической схемы И блока контроля частоты генератора, выход каждого логического блока подсоединен к од-. ежному иэ входов выходной логической схемы И своего блока контроля частоты, к второму входу каждой из которых подсоединен выход логической Щ схемы И входного блока, а выходы каждой из выходных логйческ х схем

И,подключены к входам логической схемы ИЛИ на выходе, На фиг, 1 представлена схема им- 45 пульсного синхронизатора; на фиг,2временные диаграммы, поясняющие его работу.

Импульсный синхронизатор (см. фиг, 1) содержит входной блок 1 с формирователями 2 и 3 импульсов,включенными на напряжение генератора и сети. Выходы формирователей,2 и 3 .соединены с .входами логической схемы И 4 входного блока, Блок 5 включения состоит из блоков контроля частьты генератора 6 и сети 6

Каждый из блоков контроля частоты содержит формирователь 7 (7 ) вспомогательных импульсов, выход которого соединен с входом промежу- Щ) точной логической схемы И 8 (8 ), Второй вход промежуточной логической схемы 8 (8 ) подключен к выходу формнрователя 3(2) импульсов, Выход промежуточной схеьы 8 (8 ) соединен с рабочим входом логического блока

9 (9 ) и со сбрасывающим входом логического блока 9 (9) . Выход логического блока 9 (9 ) подключен к входу выходной логической схемы И

10 (10 ), второй вход которой соединен с выходом логической схемы И 4, Выходы выходнЫх логических схем И

10 и 10 соединены с входами логической схемы ИЛИ 11 в выходной цепи 12 включения генераторного выключателя.

Формирователи 2 и 3 импульсов в начале положительного полупериода напряжения генератора (сети) формируют импульсы постоянной и одинаковой длительности (< =>i,= на фиг . 2а), поступающие на логическую схему И 4.

Неодинаковость частот синхронизируемых напряжений приводит к тому, что импульсы генератора и сети с течением времени смещаются относительно друг друга,При этом импульсы большей частоты своим передним фрон1ом надвигаются шагами на импульсы меньшей частоты со стороны заднего . фронта,а расстояние между передними фронтами импульсов (A, А,А на фиг, 2а; An Ani(на фйг, 2б) с каждым шагом, отнесенным к периоду меньшей частоты, уменьшается на величину Тс -Т„. В момент совпадения переднего фронта импульсов большей частоты с задним фронтом импульсов меньшей частоты на выходе логической схемы И 4 появляется выходной сигнал Un (cM. фиг,2а), который используется для фиксации угла опережения сР равного длительности основных импульсов выраженной в электрических градусах.

Поскольку длительнОсть периода Т соответствует 360, то с ф ЗоО P(600,Р оп Г о о î ()

Так как в реальных условиях частота сати -Р изменяется незначительно, то угол д „, соответсувующий длительности импульсов Фо, можно считать постоянным, Появление выходного сигнала U„ на выходе логической схемы И является одним из условий замыкания цепи включения генераторного включателя.

Другим обязатейьным условием включения выключателя является появление сигнала на выходе логического блока 9 или 9, одного из блоков контроля частоты.

Второе условие эквивалентно условию допустимой разности частот ф„- = «с а (2) где f - текущее значение часто$ ты скольжения;.

Й „ - допустимое по выбранному критерию синхрониэа739688 ции значение частоты скольжения °

Оценка разности частот производится по количеству шагов N, которое потребуется сделать переднему фронту импульсов большей частоты для того, чтобы пройти путь длиною <, Поскольку величина одного шага, отнесенного к одному периоду сети T, равна T -T., чисЛо шагов определяется следующим образом:

"с г (3) а условие (2) трансформируется в условие Й +i М8О„, где Age>- минимально допустимое количество импульсов на выходе схемы И 8 (8 ), определенное из формулы (3) .

Контроль частоты блоками 6 (6 ) контроля частоты производится непосредственно перед моментом фиксация угла опережения, что позволяет повысить быстродействие синхронизатора, особенно при малых частотах скольжения. Это достигается использованием для оценки скорости скольжения вспо могательных импульсов генератора и сети. Вспомогательные импульсы имеют постоянную, но меньшую, чем у основных импульсов, длительность .

Передний фронт вспомогательных импульсов, формируеьых формирователями 7 (7 ) вспомогательных импульсов, жестко привязан к заднему фронту основных импульсов, выделенных на фиг. 2в вертикальной штриховкой, Очевидно, что прежде, чем произойдет совпадение основных импульсов, происходит совпадение основных импульсов большей частоты со вспомогательными импульсами меньшей часто« ты.. Фиксация совпадений основных импульсов большей частоты со вспомогательными импульсами меньшей частоты производится промежуточной логической схемой И 8 (8 ), а количество совпадений определяется логическим блоком 9 (9 ), Если количество совпадений больше минимально допустимого ((8, логический блок

9(9 ), который может быть реализован на базе счетчика дешифратора и триггера, вырабатывает выходной сигнал, поступающий на выходную логическую схему И 10 (10 ), После совпадения основных импульсов большей частоты со вспомогатель" ными импульсами меньшей частоты происходит совпадение основных импульсов с основными и, следовательно, появление напряжения на обоих вхорах выходной логической схемы И 10(10 ), Срабатывание выходной логической

; схемы И 10(10 ) обеспечивает срабатывание логической схемы ИЛИ 11, подающей команду на включение генераторного выключателя.

В связи с тем, что синхронизация возможна как при положительных,так и при отрицательных скоростях сколь жения, блок включения содержит два полностью идентичных по составу суб:блока контроля частоты, Ф

В синхронизаторе предусмотрена блокировка включения выключателя генератора при недопустимо больших скоростях скольжения, Это достигается сбросом логического блока соседнего блока s момент совпадения его вспомогательных импульсов с основными импульсами своего блока контроля частоты, Синхронизатор работает следующим образом.

Напряжения генератора и сети в начале каждого периода запускают формирователи 2 и 3 импульсов, которые по заднему фронту запускают формиро20 ватели 7 (7 ) вспомогательных импуль сов, Промежуточная логическая схема

И 8 (8 ) фиксирует моменты совпадения основных импульсов большей частоты со вспомогательными импульсами

25 меньшей частоты. количество совпаде-. ний и, следовательно, частоту скольжения определяет логический блок

9 (9 ), Логическая схема И 4 входного блока в момент совпадения основ30 ных импульсов, т.е. при практически постоянном угле опережения, вырабатывает выходной сйгнал, поступающий на вход выходной логической схемы

И 10(101), Если на ее другом входе

35 имеется сигнал с выхода логического блока 9 (9 ), то на выходе выходнойлогической схрмы И 10(10 ) появляется напряжение., обеспечивающее через логическую схему ИЛИ 11 срабатывание

40 генераторного выключателя, Если же число импульсов на выходе промежуточной логической схимы И 8(8 ) меньше допускаемого, то на выходе логического блока 9(9 )

4 напряжения нет, и включение выключателя не произойдет, а сам логический блок 9 (9 ) сбросится на нуль после появления напряжения на выходе промежуточной логической схемы И 8 (8 ) другого блока конт50 роля частоты, Предложенный синхронизатор исключает возможность подачи сигнала на включение генератора при величинах

55 у скольжения синхронизируемых напря-. жений больше допустимого значения, а также подачи сигнала на включение генератора в сеть в противофазе.

60 формула и э о брет ения

Импульсный синхронизатор, содержащий входной блок с формирователями импульсов с входами для под65 ключения на напряжение сети и гене739688

Фиг. /, ратора и блок включения, а т л ич ающи и с я тем, что, сцелью повышения точности работы и быстродействия, в качестве формирователей импульсов входного блока использованы формирователи импульсов постоянной длительности, передний фронт которых совпадает с началом положительного полупериода каждого иэ напряжений, и входной блок снабжен логической схемой И; входы которой подключены к выходам формирователей импульсов, а блок включения содержит логическую схему ИЛИ на выходе, блок контроля частоты сети и,блок контроля частоты гене» ратора, каждый иэ которых состоит иэ формирователя вспомогательных им пульсов постоянной длительности, промежуточной логической схемы Й, логического блока и логической схемы И на выходе, причем вход формирователя вспомогательных импульсов каждого иэ блоков контроля частоты подключен к выходу соответствующего формирователя импульсов входного блока, выход формирователя вспомогательнйх импульсов подключен к одному.из входов промежуточной логической схеМы И своего блока контроля частоты, выход формирователя импульсов генератора входного блока подключен к второму входу промежуточной логической схеМы И блока контроля частоты сети, выход формирователя импульсов сети входного блока. подключен к второму входу про« межуточной логической схемы И блока контроля частоты генератора, выход каждой промежуточной логической схемы И блоков контроля частоты подключен к рабочему входу логического блока, сбрасывающий вход логического блока контроля частоты генератора соединен с выходом промежуточнсй лОгической схрмы И блока контроля частоты сети, сбрасывающий вход логического блока контроля частоты сети соединен с выходом промежуточной логической схемы И блока контроля частоты генератора, выход каждого логического блока подсоединен к одйому иэ входов выходной ло20 гической схемы И своего блока контроля частоты, к второму входу каждой иэ которых подсоединен выход логической схемы И входного блока, а выходы каждой из. выходных логичес2Я ких схем И подключены к входам логической схемы ИЛИ на выходе.

Источники информации, принятые ad внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

30.:Р 486419, кл. Н 02 J 3/42, 1973.

739688 ис

Vn д

И2

@л. 0

Составитель К. Фотина

Редактор Т, Загребельная Техред Н.Ковалева Корректор М. Коста

Заказ 2955/49 Тираж 783 Подписное

t1HHHtIH государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

1130 35; Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППп Патент, r, Ужгород, ул, Проектная, 4

Цифровой синхронизатор // 736267

Устройство для синхронизации и включения генератора переменного тока в сеть // 731514

Синхронизатор с постоянным временем опережения // 705598

Автоматический синхронизатор с постоянным временем опережения // 705597

Устройство для синхронизации генераторов // 687530

Устройство для автоматического включения синхронного генератора на параллельную работу с сетью // 684671

Устройство для автоматической точной синхронизации синхронных генераторов // 661682

Устройство для автоматического включения синхронного генератора на параллельную работу с сетью // 652651

Устройство для управления и контроля автономной электроэнергетической установки // 649099

Способ синхронизации возбужденной синхронной машины с сетью (варианты) // 2190917

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться для снижения длительности точной синхронизации и включения синхронной машины в сеть

Устройство для включения синхронных генераторов // 2193269

Изобретение относится к электротехнике, более конкретно к устройствам, обеспечивающим включение генераторов на параллельную работу

Способ синхронизации возбужденной синхронной машины с сетью // 2359384

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для синхронизации синхронных генераторов при подключении к сети

Способ синхронизации и подключения в режим параллельной работы регулируемого статического источника переменного напряжения и источника переменного напряжения // 2381607

Изобретение относится к области электротехники

Способ синхронизации автономного инвертора напряжения с трехфазным источником напряжения // 2416856

Способ управления асинхронным генератором при параллельной работе с сетью и устройство для его осуществления // 2417501

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в асинхронных генераторах, работающих параллельно с сетью или синхронным генератором

Силовое устройство, имеющее двойную синхронизацию // 2441306

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электростанции

Способ синхронизации возбужденной синхронной машины с сетью // 2457597

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для синхронизации синхронной возбужденной машины с сетью, а также для синхронизации частей энергосистем при включении на параллельную работу

Устройство для автоматической синхронизации синхронных генераторов // 2014707

Способ синхронизации статического преобразователя частоты и источника переменного тока // 2016462