Устройство для автоматического включения синхронных генераторов на параллельную работу

 

(t i) 7526I 9

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.06.77 (21) 2499549/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.07.80. Бюллетень № 28 (45) Дата опубликования описания 30.07.80 (51) M. Кл.з

H 02J 3/42

Государственный комитет

СССР (53) УДК 621.316.729 (088.8) по делам изобретений

H открытий (72) Авторы изобретения

И. Н. Киселев, С. П. Короп и Г. В. Устинов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ВКЛЮЧЕНИЯ

СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ НА ПАРАЛЛЕЛЬНУЮ

РАБОТУ

Изобретение относится к автоматике электроэнергетических установок транспортных средств, в частности к автоматическим синхронизаторам генераторов электрического тока.

Известны устройства для автоматического включения на параллельную работу синхронных генераторов методом грубой синхронизации, содержащие блоки трансформаторов напряжения биений и питания, контроля разности частот, контроля синхронизма и подгонки частоты (1).

К недостаткам данных устройств относится возможность возникновения толчков токов, провалов напряжений и значительных динамических усилий на валах агрегатов в начальный момент включения генераторов, а также затягивание процесса синхронизации.

Известно также устройство для автоматического включения синхронных генераторов на параллельную работу, содержащее генераторные автоматы, трансформаторы напряжения биений, блок управления генераторными автоматами, содержащий датчик огибающей напряжения биений на входе и триггер на выходе, выход которого подключен ко входу механизма дистанционного управления генераторным автоматом (2), Недостатком этого устройства является трудоемкость синхронизации IlpIl резких и периодических изменениях напряжения и частоты из-за сложности соблюдения условий точной синхронизации.

Целью настоящего изобретения является повышение устойчивости синхронизации при резких и периодических изменениях напряжения и частоты тока синхронных ге1р нераторов. Эта цель достигнута в устройстве для автоматического включения синхронных генераторов на параллельную работу, содержащем генераторные автоматы с механизмом дистанционного управления, ц трансформаторы напряжения биений, блок управления генераторными автоматами, содержащий датчик огибающей напряжения биений на входе и триггер на выходе, выход которого подключен ко входу механизма дистанционного управления генераторным автоматом.

Новым в устройстве является то, что устройство снабжено вентильным коммутатором с двусторонней проводимостью с зажимами для подключения на напряжении генераторов до и после генераторных автоматов, блоками управления вентилями коммутатора, синхронизпрующнй вход каждого из которых подключен к соответствуЗО ющему трансформатору напряжения бие752619 ний, вход управления — к выходу датчика огибающеи напряжения биений 0 1о«а управления генераторными автома1ами, а блок управления 1енераторными автоматами снабжен нуль-ор1анами и блоком задержки, включенными между да1чиком

О1 ибающей напряжения биении и выходным триггером.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 временная диаграмма работы.

Устройство состоит из управляемых вентильных коммутаторов 1 в каждой фазе, трансформаторов напря кения биении 2 каждои фазы и блоков управ.1ения 3 вентилями коммутаторов 1, включающих в себя узлы питания 4, узлы синхронизации

5, генераторы пилоооразного напряжения

6, сумматоры 7, блокинг-генераторы 8, импульсные усилители 9. Датчик о1ч1бающе1 напряжения биения 10, нуль-орган 11, элемент задержки времени 12 и триггер включения 13 образуют блок управления генераторными автоматами. выход этого олока подключен к механизму дистанционного управления одного из генераторных автоматов 14 и 15 подключаемого генератора, в качестве которого может выступать любой пз генераторов 16 и 17, изоораженных на фиг. 1. Для набора схемы синхронизации устройство снабжено выключателями

18, 19 и 20. (.хема содержит три анало111 ных блока управления 3 вентильными коммутаторами

1. Каждый блок 3 включает ь себя два канала управления соответствующим коммутагором 1 каждой фазы, один для управления вентилем коммутатора 1, проводя!цпм ток В прямом направлении, а Второй — в обратном. Как видно из фиг. 1, каждый из каналов управления образуется последовательно включенными узлом синхронизации 5, генератором пилообразного напряжения 6, сумматором 7/, блокинг-генератором 8 II импульсным pснлителем 9, подключенным к коммутатору 1. рассмотрим схему в работе.

Предположим, что генератор 16 нагружен на шины, а генератор 17 необходимо синхронизировать с шинами. Для этого замыкают выключатели 19 и 20. Через вентпльные коммутаторы 1, включенные последовательно в цепь между генератором

17 и шинами, начинает протекать уравнительный ток, значение которого определяется углом включения вентилей коммутаторов 1. При этом предлагаемое устроиство осуществляет ограничение уравнительного тока, что достигается следующим образом: с подачей питания на узлы синхронизации 5 от трансформаторов напряжения биений 2 той же фазы, в которои находятся вентили коммутатора 1, управляемого данным блоком 3 (например, фазы А, как

65 показано на фиг. 1), на выходе одного пз узлов сш1хронизации 5 формпруL iñlI импульс прямоуголш1о11 формы, начало и конец которого определяется началом и концом положительно;о полуперпода напряжеНПЯ ОИЕНШ1 (О„a) > а На ВЫХОДЕ ЬтОРО1О— огрицатсльного полупериода (U„a). llaпряжепие с выхода узла спнхрон11зацп«5 управляет работой генераторов ш1лоооразного напряжения 6, вырабатывающих напряжение пилы (Ua,a.a, и Ua. a.) (фиг.2), начало и конец которой ограничиваются началом и концом прямоугольных c»IIxpcнпзирующих импульсов. 1-1апряжение пилы и напряжение с выхода датчика огибающей напряжения биений 10 подается па сумматор 7, который формирует импульс в момент их равенства. Этот импульс запускает олокинг-генератор 8, который генерирует непрерывную последовательность импульсов, начало которои определяется моментом подачи импульса от сумматора 7, а конец — моментом срыва напряжения пилы. Выходные импульсы (Ьy. a. „. и

Uy a..) блокинг-генератора 8, усиленные до необходц мощности импульсным усилителем 9, управляют работои вентилей коммутатора I. Фаза импульсов управления относительно напряжения биении зависит от величины мгновенного значения огибающей напряжения биений, то есть от величины теку1цего значения ампл11туды напряжения биений, причем чем больше напряжение с датчика огибающеи напряжения биений 10, тем больше сдвиг по фазе и угол вкл1очения вентилей коммут пора 1, что иллюстрируется на графиках фиг. 2. 1 аким образом, на выходе о.1ока управления 3 получаем импу;1ьс управления, фаза которого относительно напряжения биений регулируется так, что при увеличении амплитуды напряжения биении угол включения вентиля увеличивается, Ы ре ультате ограничивается уравнительный ток (lyp) между генераторами 16 и 17. 11ри уменьшении текущего значения ампл1> гуды напряжения оиений угол включения вентилей коммутаторов 1 уменьшается и среднее значение уравнительного тока остается примерно таким же, то есть достигается стабилизация уравнительного тока. При втягивании в синхронизм амплитуда напряжения биений уменьшается и при достижении ею величины, безопасной для включения генераторного автомата 15, срабатывает нуль-орган 11, и подает сигнал на вход элемента задержки 12. Если за время, равное выдержке времени элемента задержки 12, не происходит нового качания роторов синхронных генераторов 16 и 17, го срабатывают триггер включения 13, напряжение с выхода которого воздействует на механизм дистанционного управления генераторного автомата 15 подключаемого генератора 17, 752619

Таким образом генератор 17 включается на параллельную работу.

Предлагаемое устройство для автоматического включения на параллельную работу синхронных генераторов позволяет обеспечить устойчивую синхронизацию генераторов при резких и периодических изменениях напряжения и частоты работающих генераторов.

Формула изобретения

Устройство для автоматического включения синхронных генераторов на параллельную работу, содержащее генераторные автоматы с механизмом дистанционного управления, трансформаторы напряжения биений, блок управления генераторнымп автоматами, содержащ1гй датчик огибающей напряжения биений на входе и триггер на выходе, выход которого подключен ко входу механизма дистанционного управления генсраторным автоматом, о тл и ч а ю щ е сся тем, ITO, с целью повышения устойчивости синхронизации, устройство снабжено вентильным коммутатором с двусторонней проводимостью с зажимами для подключения на напряжение гснсраторов до и после генераторных автоматов, блоками управления вентилями коммутатора, синхронизиP) 10111и11 Вхол еа:кДОГО II3 котОРых пОДключсн к соотвстству1ощему трансформатору напряжения биений, вход управления — к выходу датчика огибающей напряжения биений блока управления генераторными автоматами, а блок управления генератор11ыми яВтом ятям1! сняожен нуль-органом и блоком задержки, включенными между

15 датчиком огибающей напряжения биений и выходным триггером.

Источники 1шформации, принятые Во вниманис при экспертизе

1. Константинов В. 1-1. Синхронизация судовых синхронных генераторов, Л., «Судостроение», 1965, с. 279 †2.

2. Авторское свидетельство СССР х : 182220, кл. Н 02J 3/42, 1962.

752619

Рие. 2

Составитель К. Фотина

Техред А. Камышникова Корректор Н. Федорова

Редактор В. Левятов

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1223/3 Изд. № 390 Тираж 798 Подписное

НГ10 «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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