Синхронизатор с постоянным временемопережения

 

Союз Советскин

Социал исуическин

Республик

<1ц 1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 25.05,79 (21) 2770150/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) M. Кл з

Н02 J 3/42

Гасударственный квмнтет

СССР

Io auaM нэебретнннй н нткрытнй (53) УДК 621.316.. 729 (088.8) Опубликовано 30.03.81. Бюллетень №12

Дата опубликования описания 05.04.81

Н. И. Григоров, Б. Т. Кононов и А. Е. Церковный

1 (72) Антосями изобретения (71) Заявитель (54) СИНХРОНИЗАТОР С ПОСТОЯННЫМ ВРЕМЕНЕМ

ОПЕРЕЖЕНИЯ

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

Известен синхронизатор с постоянным временем опережения, содержащий формирователи импульсов, одновибраторы, триггеры и выходной релейный блок (1).

Основным недостатком такого синхронизатора является неудовлетворительная работа в области малых частот скольжения.

Наиболее близким по технической сущности является синхронизатор с постоянным временем опережения.

Этот синхронизатор содержит два формирователя импульсов, один из которых включен на напряжение сети, а другой — на напряжение генератора, триггеры, к одному входу каждого из которых подключен выход соответствующего формирователя, фильтры нижних частот, включенные на выходы каждого из триггеров, управляемые генераторы импульсов, подключенные своими входами к выходам соответствующих фильтров нижних частот, а выходами — к другому входу каждого из триггеров, инверторы фазы, подключенные к триггерам, выходной триггер, включенный своими входами раздельно к выходам инверторов фазы и релейный блок, подключенный к выходу выходного -триггера (21 .

Триггер, фильтр нижних частот и управляемый генератор импульсов в каналах сети и генератора образуют замкнутую систему автоматического слежения за частотой этих источников, отличающуюся большой инерционностью. В результате при изменениях частоты хотя бы одного из них возможно возникновение . динамических ошибок в построении постоянного времени опережения, что неизбежно влечет за собой ухудшение параметров переходного процесса в системе электроснабжения, обусловленного синхронизацией.

Цель изобретения — уменьшение динамических ошибок при изменениях частоты синхронизируемых источников и упрощение схемы.

Указанная цель достигается тем, что в синхронизатор, содержащий два формирователя импульсов с входами для подключения на напряжение сети и генератора соответственно, два триггера, вход каждого из

8178 !

Ф = Тс-t

Д 1

10 что с учетом (1); дает

Зо

35 т,= K"су, (4) которых подключен к выходу соответствующего формирователя, а выходы — к входам инвертора фазы, релейный блок, подключенный через выходной триггер к инверторам фазы, дополнительно введены два одновибратора, вход каждого из них подключен к выходу соответствующего формирователя импульсов, а выход — ко входу соответствующего инвертора фазы, причем записывающие вХоды каждого инвертора фазы подключены к выходу соответствующего одновибратора и одного из выходов соответствующего триггера, другой вход которого подключен к срабатывающему входу инвертора фазы.

На фиг. 1 представлен синхронизатор, структурная схема; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие работу.

Синхронизатор содержит формирователи импульсов l. 1, триггеры 2, 2, одновибраторы 3, 3, инверторы 4, 4 фазы, первый и второй записывающие входы 5, 6 инверторов фазы, считывающий вход 7 инверторов фазы, выходной триггер 8, релейный блок 9.

Синхронизатор работает следующим образом.

Вход формирователя импульсов 1 (1 ) присоединен к напряжению сети (генераторатора), а его выход — к счетному входу триггера 2 (2 ) и к входу одновибратора

3 (3 )., выход которого подключен к первому записывающему входу 5 инвертора 4 (4 ) фазы, другой записывающий вход 6 которого подключен к первому выходу триггера 2 (2 ), считывающий вход 7 подключен ко второму выходу триггера 2 (2 ), а выход присоединен через выходной триггер 8 к релейному блоку 9.

В формирователях импульсов 1 (1 ) напряжение сети (генератора) преобразуется в последовательность управляющих импульсов, привязанных к нулевой фазе синусоиды (напряжения U>,, 11 на фиг. 2) и имеющих одинаковую с ней частоту.

Поступая на .счетный триггер 2 (2 ), управляющие импульсы поочередно переводят его либо в состояние «Запись», которому на первом выходе триггера 2 (2 ) соответствует высокий потенциал, либо в состояние «Считывание», которому соответствует высокий потенциал на втором. выходе триггера 2 (2 ). Выходные напряжения триггера 2(2 ) обозначены Uq,, U, Uq<,, Uqq соответственно.

Приход управляющих-импульсов на вход одновибратора 3 (3 ) обуславливает его переход во временноустойчивое состояние на время т — напряжения U5 и U3. на временной диаграмме.

Сигнал, пропорциональный частоте синхронизируемого напряжения и необходимый для сдвига этого напряжения в сторону от40

55 стающих углов содержится во временном отрезке 5 где Т вЂ” период напряжения сети.

Временному отрезку Ф соответствует фазовый угол где fc, — частота сети.

Интервал времени м преобразуется в интервал фазы в пропорциональное ему напряжение U 4 — — У (Ы„ = Б ), которое запоминается. Преобразование осуществляется тогда, когда совпадают высокие потенциалы на первом выходе триггера 2 (2 ) и на выходе одновибратора 3(3 ).

Процесс считывания напряжения U4 (V4 ) осуществляется с увеличенной в К раз постоянной времени. Он начинается по раз-: решающему сигналу (высокий потенциал), со второго выхода триггера 2(2 ) и заканчивается после того, как напряжение (г1 д (U< ) уравняется с напряжением U<< (U<<) достигнутым за время z (y ). Тем самым производится умножение на коэффициент

К отрезка в и угла а .

Посольку интервалы, и t ñâÿçàíû соотношением то моменту окончания считывания будет соответствовать фазовый угол,ф= К a= К 360 (1- ю fñ) . (6) в канале сети и фазовый угол ф = К. aU = К 360 (1 -a f„) (5) в канале генератора. Для того, чтобы разность этих углов

0= Я- P = К-е860 (fc,- 1„) (Ь) представляла собой угол опережения, пропорциональный разности частот синхронизируемых напряжений, достаточно принять величину травным времени включения генераторного выключателя.

Формируемые в момент окончания считывания импульсы Uy(Uq) с выходов инI верторов 4 (4") фазы поступают на входы триггера 8, обеспечивая формирование на его выходе импульсной последовательности Ug

Величина и скорость изменения среднего напряжения на выходе триггера 8 контроли817861

5 руется релейным бллоком 9. Если скорость изменения не превышает заданной — соответствующей допустимой разности частот, то в момент скачкообразного изменения среднего напряжения на выходе триггера 8 релейный блок 9 подает команду на включение генераторного выключателя.

В качестве формирователей импульсов

1 и 1, одновибраторов 3 и 3, триггеров 2, 2 и 8 могут быть использованы типовые элементы. Инверторы 4 и 4 фазы могут быть выполнены на основе двух времязадающих 10 записывающей и считывающей, RC-цепей, подключаемых через транзисторные ключик источнику эталонного напряжения, и Компаратора, улавливающего момент, когда напряжение на конденсаторе второй RC-цепи уравнивается с напряжением на конденсаторе первой RC-цепи. Релейный блок 9 может быть выполнен таким же, как в известном синхронизаторе.

Синхронизатор согласно предлагаемому изобретению достаточно прост, имеет высокое быстродействие в построении постоянного времени опережения и выгодно отличается от известных синхронизаторов малыми динамическими ошибками.

Формула изобретения 25

Синхронизатор с постоянным временем опережения, содержащий два формирователя импульсов со входами для подключения на напряжения сети и генератора соответственно, два триггера, вход каждого из которых- подключен к выходу соответст.вующего формирователя, а выходы — ко входам инверторов фазы, релейный блок, подключенный через выходной триггер к инверторам фазы, отличающийся тем, что, с целью уменьшения динамических ошибок при изменениях частоты синхронизируемых источников и упрощения схемы, он снабжен одновибраторами, вход каждого из которых подключен к выходу соответствующего формирователя импульсов, а выход — к входу соответствующего инвертора фазы, причем записывающие входы каждого инвертора фазы подключены к выходу соответствующего одновибратора и одного из выходов соответствующего триггера, другой выход которого подключен к сбрасывающему входу инвертора фазы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бобров И. И. Импульсный автоматический синхронизатор. «Электричество»;№ 3

1967.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2535473, кл. Н 02 J 3/42, 1977.

817861 у4. 2

Составитель К. Фотина

Редактор А. Власенко Техред А. Бойкас Корректор Н. Бабинец

Заказ 1433 72 Тираж 675 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб„д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4