Автоматический синхронизатор с постоянным временем опережения

 

О П И С А Н И Е (и)888269

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистически

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву № 705597 (22) Заявлено 02.01.79(21) 2704857/24-07 (5) ) Я Кд

Н 02 3 3/42 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Гюоудерстнвнный комитет

СССР

Опубликовано 07.12.81. Бюллетень .% 45

Дата опубликования описания 09.12.81 до делам изобретений и открытий (53) УДК Е21.81Е. .729 (088.8) (72) Авторы изобретения

Н. И, Панфилов, Л. Б. Рутковский, и E.

Ленинградское отделение Всесоюзного ордена.. изыскательского и научно-исследовательского ин

"Гидропроект" им. С. Я. Жука и Московский; ордена енийа энергетический институт " - 1 и пТ"- " (71) Заявители (54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ СИНХРОНИЗАТОР С ПОСТОЯННЫМ

ВРЕМЕНЕМ ОПЕРЕЖЕНИЯ

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам точной автоматической синхронизации синхронных машин.

В основном авт. св. № 705597 опи5 сан автоматический синхронизатор с постоянным временем опережения, содержащий измерительный преобразователь и блок запрета действия по разности напря10 жений с входами для подключения к шинам генератора и системы, блок времени опережения, состоящий из дифференцирую.щего усилителя и.дифференцирующего сум- мирующего элемента, а также блок запрета действия по предельному углу опережения, причем входы дифференцирующего усилителя и блока запрета действия по предельному углу опережения соединены с выходом измерительного преобразователя, и логический блок, первый вход ко- . торого соединен с выходом блока запрета действия по разности напряжений, а второй вход с выходом блока эФпрета действия по предельному углу опережения. Кроме того, синхронизатор снабжен узлом блокировки от переходных процессов и формирователем импульсного. сигнала, а дифференцирующий — суммируюший элемент блока времени опережения. выпол нен в виде последовательно соединенных второго дифференцирующего усилителя и компаратора,.причем первый вход узла блокировки подключен к выходу первого дифференцирующего усилителя, второй вход — к выходу второго дифференцирующего усилителя, третий вход - к выходу блока запрета по разности напряжений, вход второго дифференцирующего усилителя подключен к выходу первого дифференцирующего усилителя, вход формирователя импульсного сигнала соединен с выходом компаратора, второй и третий входы которого соединены с выходами первого и второго дифференцирующих усилителей и измерительного преобразователя, выход узла блокировки соединен с третьим вхо-. дом логического блока, а выход формиро888269

$3 вателя импульсного, сигнала соединен с четвертым входом логического блока flj.

В основном изобретении возможен отказ в работе при синхронном с электрической системой вращения ротора синхро- % ниэируемой машины и может быть значительной продолжительность процесса синхронизации при малом установившемся скольжении из-за большого периода между моментами возникновения условий, допус- 10 кающих включение возбужденной машины в сеть.

Целью изобретения является ускорение и повышение надежности синхронизации.

Для этого предлагаемый синхронизатор дополнительно снабжен тремя нуль,органами, компаратором, формирователем импульсного сигнала, синхронизированным

RCS — триггером, двумя элементами логической эквивалентности с запретом, двумя М логическими элементами И, одновибратором . и измерительным узлом, при этом выходы первого и второго нуль-органов служат для подключения к шинам генератора и системы, .вход третьего нуль-органа соединен с выхо- 2$ дом первого дифференцирующего усилителя блока времени опережения и входом измерительного узла, выход первого нуль-органа соединен с входом формирователя импульсного сигнала, выход которого соединен с 30 первым входом первого элемента И, два других входа которого соединены с выходами компаратора и третьего нуль-органа, а выход соединен с синхрониэирукпцим входом RCS - триггера, первый установочный вход которого соединен с прямым выходом, а второй установочный вход -.с инверсным выходом второго нуль-органа, прямой и инверсный выходы RCS — триггера соединены соответственно с входом 40 первого и входом второго элементов логической эквивалентности с запретом, выходы которых служат для подключения соответственно к устройствам уменьшения и увеличения частоты вращения синхрон- 45 ной машины, вход компаратора соединен с выходом измерительного преобразователя, второй вход компаратора подключен к источнику заданного напряжения, первый выход измерительного узла соединен со вторыми входами элементов логической эквивалентности, эапрещаюшие входы ко-: торых соединены с выходом одновибратора, вход которого соединен с выходом второго логического элемента И, два входа которого соединены с выходом третьего нуль-органа и вторым выходом измерительного узла.

На фиг. 1 приведена структурная схема синхронизатора; на фиг. 2 — временная диаграмма выявления знака. скольжения; на фиг. 3 - временная диаграмма формирования воздействия на изменение частоты вращения синхронизируемой машины.

На фиг. 1 представлены датчики напряжения электрической системы 1 и синхронизируемой машины 2, первый дифференцирующий усилитель 3 блока времен опережения, измерительный преобраэова тель угла в напряжение 4, блок подгонки частоты вращения синхронизируемой машины 5, устройство уменьшающее 6 и устройство увеличивающее 7 частоту вращения синхронизируемой машины.

Блок подгонки частоты состоит из трех нуль-органов 8, 9 и 10, компаратора 11, формирователя импульсного сигнала 12, синхронизированного RCS — триггера 13, двух элементов логической эквивалентности с запретом 14 и 15, измерительного узла 16, двух логических элементов совпадения И, 17 и 18 и одновиб . ратора 19.

Знак скольжения определяется инверсным (инв.) и прямым (пр.) выходами триггера 13. На диаграмме указаны напряжения на выходах соответствующих элементов для двух случаев; а) частота электрической системы с больше частоты синхронизируемой машины г Eñ. б) частота электрической системы с меньше частоты синхронизируемой машины

9r

Устройство работает следующим образом.

Напряжения от датчиков 1 и 2 попадают на элементы 8, 12 и 9, формирующие импульсные сигналы. При изменении угла

5 в пределах от 0 до Рй с<Яг- происходит совпадение выходных импульсов элементов 18 и 9 (инв.), что устанавливает RCS — триггер 13 в состояние, при котором на инверсном выходе появляется сигнал, соответствующий логической единице, При 9< ) Я аналогичный cmr; нал появляется на прямом выходе триггера 13. В период изменения угла в пределах от 7 до 2У триггер 13 переводится сигналом от нуль-органа 10 через логический элемент совпадения И 18 в режим хранения информации.

Напряжение от первого дифференцируюшего усилителя блока времен опережения

3 подается на нуль-орган 10 и на измерительный узел 16, в котором ограничи888269 = %151, 5 вается модуль действующего (текущего) скольжения с заданным Я С, модуль полученной разности сравнивается с установкой по зоне нечувствительности.

Превышение модуля скольжения S 5 заданной установки S>< фиксируется появлением сигнала на выходе 20 измерительного узла 16, а выход из зоны нечувствительности - сигналом на выходе

21. Ю

С целью исключения возможности неправильного выбора воздействия напряжение от измерительного преобразователя

4 сравнивается на компараторе 11 с заданным И д., выбираемое так, чтобы 35 диапазон йзменения угла, в котором определяется знак скольжения, был меньше .л на величину погрешности блока времени опережения 3 и измерительного преобразователя 4. При несовпадении сиг- 5Ф налов на выходах нуль-ограна 10 и компаратора 11 прекращается подача синхронизируюших импульсов на вход триггера, что переводит его в режим хранения информации. Запуск одновибратора, формирующего импульс заданной длительности С, происходит при совпадении сигналов с выхода 21 измерительного узла 16 и с выхода нуль-органа 10, т.е. в начале .l каждого периода скольжения и при условии, 5р что значение скольжения вышло эа зону нечувствительности. В зависимости от соотношения знака скольжения (выходы триггера 13) и сигнала на выходе 20 измерительного узла 16 элементами логической эквивалентности с запретом. 14 и 15 определяется знак воздействия на изменение частоты вращения синхронной машины, т.е. выбирается соответствующее устройство

6 или 7, сигнал на которые подается при разрешающем сигнале от одновибратора 19.

Такое выполнение блока подгонки частоты позволяет получить зависимость величины воздействия Р на изменение частоты вращения синхронизируемой машины от моду45 ля скольжения: где К вЂ” коэффициент пропорциональности.

Устройство позволяет исключить отказы синхронизатора при синхронном с элект«50 рической системой вращения ротора синхронизируемой машины и уменьшить время синхронизации, что сокращает расход энергоносителя в режиме холостого хода и в условиях дефицита активной мощности обес55 ,печивает сокращение ушерба от недоотпуска электроэнергии.

Устройство может быть выполнено с помощью серийно выпускаемых полупроводниковых элементов, в том числе интегральных микросхем.

Формула изобретения

Автоматический синхронизатор с постоянным временем опережения по авт. св. № 705597, отличающийся тем, что, с целью ускорения и повышения надежности синхронизации, он дополнительно снабжен тремя нуль-органами, компаратором, формирователем импульсного сигнала, синхронизированным RCS - триггером, двумя элементами логической эквивалентности с запретом, двумя логическими элементами И, одновибратором и измерительным узлом, при этом входы первого и второго нуль-органов служат для подключения к шинам генератора и системы, вход третьего нуль-органа соединен с выходом первого дифференцирую щего усилителя блока времени опережения и входом иэмеритепьного узла, выход первого нуль-органа соединен с входом формирователя импульсного сигнала, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, два других входа которого соединены с выходами компаратора и третьего нуль-органа, а выход соединен с синхрониэирующим входом

RCS — триггера, первый установочный вход которого соединен с прямым выходом, а второй установочный вход - с инверсным выходом второго нуль-органа, прямой и инверсный выходы RCS - триггера соединены соответственно с входом первого и входом второго элементов логической эквивалентности с запретом, выхо- . ды которых служат для подключения соответственно к устройствам уменьшения и увеличения частоты вращения синхронной машины, вход компаратрра соединен с выходом измерительного преобразователя, второй вход компаратора подключен к источнику заданного напряжения, первый выход измерительного узла соединен со входами элементов логической эквивалент ности, запрещающие входы которых соединены с выходом одновибратора, вход которого соединен с выходом второго логического элемента И, два входа которого соединены с выходом третьего нуль-. органа и вторым выходом измерительного узла.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 705597, кл. Н 023 3/42, 1977.