341124

ОПИСАНИЕ 34 Ц 24ИЗОБРЕТЕНИЯ Оовз ьоеетоеиз Социааиотннеоких РеооублинЗависимое от авт. свидетельства МЗаявлено 29.1.1968 ( 1213342/24-7) М. Кл. Н 021 3/46 с присоединением заявки-оритетбликов ано 05.И.1972. Коззитет оо ведам изобретений и открытий ори Совете Миннотрое иср621.313.322.062 ,016.3 (088.8) еньДата опубликовани сания 23 Х 1.1972 Автор зобретен. С. Шапир Челябинское отделение Государсиенного проектного инстит Тяжпромэлектропроект ель ТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РАСПРЕДЕЛЕННАГРУЗОК МЕЖДУ ПАРАЛЛЕЛЬНО РАЬОТА 1 ОЩИМИСОКОЧАСТОТНЫМИ ИНДУКТОРНЫМИ ГЕНЕРАТОРАМИ 2 гатели сность усткрупныхдачей);5 в) естественными разбро в установкережимов возбуждения как телей, так и генераторов;г) возмущениямивносимыми как изменением напряжения питания приводных двига телей, так и изменением нагрузки.Существование такого большого количестваразнообразных и случайяыш по своей природе факторов, влияющих на распределение нагрузки между генераторами, приводит к большим 15 трудностям при эксплуатации.Цель изобретения - поддержание равномерного распределения между параллельно работающими высокочастотными генераторами с синхронными приводными двигателямн 20 активных и реактивных мощностей.Это достигается в результате того, что устройство снабжено датчиками разности фаз то.ков и датчиками разности амплитуд токов каждых двух генераторов, причем выходы 25 датчиков разности фаз токов 1-го и (1+1)-гогенераторов подключены ко входам корректоров возбуждения т-го и (+1)-го генераторов, а выходы датчиков разности амплитуд токов 1-го и (+1) -го генераторов подключены ко самидвига При параллельнои работе высокочастотных индукторныш генераторов, например, на высокочастотныш преобразовательных подстанциях кузнечных цехов машиностроительных заводов ставится задача равномерного распределения нагрузки между всеми включенными параллельно генераторами с целью оптимального использования установленных мощностей,Известны устройства для автоматического распределения нагрузок между параллельно работающими высокочастотными индукторными генераторами, каждый из которых приводится во вращение синхронным двигателем, Устройства содержат корректоры возбуждения генераторов и корректоры возбуждения синшронныш двигателей, Однако такие устройства не могут обеспечить равномерность загрузки параллельно работающих генераторов.Неравномерность загрузки параллельно работающиш высокочастотных генераторов с приводом от синхронных двигателей обусловлена следующими факторами:а) разбросом параметров и характеристик двигателей и генераторов, работающих параллельно;б) неодинаковыми углами между полюсами роторов и статоров синхронного двигателя и индукторного генератора. Для генераторов с частотой в 2600 гтрк, имеющих приводные двиодной парой полюсов, требуемая точановки углов лежит выше 1, что для машин является весьма сложной за 341124и фазовых углов токов входам с-го и (с+1) -го корректоров возбуждения синхронных двигателей,Для поддержания равенства активных и реактивных мощностей, отдаваемых в общую сеть параллельно работающими генераторами, необходимо (и достаточно), поддерживать равенство ессссду векторамц тосов всех генераторов рассматриваемой группы. Так, для группы цз ц параллельно работающих генераторов это условие может быть записано так:У =12=- и ( ) где Уг=Упгзсп(сЕУ+срг) - вектор тока с-го генератора;У - амплитудное значение тока с-го генератора;ср; - фазовый угол вектора тока с-о генератора п 0 Отцошсццсо к вектору цапряжс 1 Ееця ца общих шинах.Действительно, прц соблюдении этого условия (1) получасот равенство актцвцых мощностей, отдаваемых генераторами в общую сеть,СпУ, соз", =: УУ,соз г=, ОУпсоз (11) ц реактивных мощностейсУпУ, Зсп, = УпУ, З 1 п сР 2 =, сУпУп З 1 п Ргс, (Ш), где УУп - напряжение ца общих шинах, а 1, - действующее значение тока с-го генератора,Условия равенства векторов токов (1) можно записать в виде двух равенств:псодулей токовУ =12=Уг=Уп (1 Ч) СР =СР 2= СРС= СРп Этц равенства (1 Ч и Ъ) можно изобразитьц в таком виде: 1, = Ус с=1,2, (и - 1) (И).;, =;,с = 1,2, (а - 1) (Я 1) Из указанных равенств (Л ц Ъ 1) видно, что система управления равномерной загрузкой параллельно работающих генераторов может быть построена в виде двух подсисте".,Е, одна из которых управляет равенством модулей токов генераторов, а вторая - равенством фаз токов генераторов.Выравнивание амплитуд токов генераторов можно производить путем изменения соотношения токов возбуждения приводных синхронных двигателей. Если при параллельной работе двух генераторов с синхронными прцводнымц двцгателямц увеличить ток возбуесдения одного из двигателей, то пространственный угол ротора этого двигателя изменится в сторону опережения по отношеццео к,полю статора, что, в свою очередь, приведет и повороту в сторону опережения вектор э.д.с, генератора, приводимого рассматриваемым двигателем, Это, в свою очередь, приведет к увеличению тока рассматриваемого генератора и уменьшению тока генератора, работающего с 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 бо б 5 4цим параллельно, Следовательно, возможно, изменяя токи возбуждения приводных двигателей, сделать равными по модулю токи генераторов илц, говоря иначе, привести разность хеодулеЙ токов ес нулю.Выравнивание фаз токов генераторов можно производить изменением соотношения токов возбуждецця высокочастотных,генераторов. Так, если в рассматриваемом примере двух параллельно работающих генераторов увеличить ток возбуждения одного генератора, то рабочий ток этого, генератора изменит свой фазовый угол относительно фазы напряжения ца шццах в сторону отставания, Одновременно с этим ток второго генератора изменит свой фазовый угол в сторону определения. Следовательно, изменением соотцоешения токов возбуждения высокочастотных генераторов можцо установить одинаковые фазовые углы токов генераторов или, говоря иначе, привести разность фаз токов к нулю,Необходимо отметить, что при цзмененци соотношения амплитуд токов одновременно изменяются соотношения цх фаз, а при изменении соотношения фаз токов одновременно изменяется соотношение их амплитуд. Однако этц измецения, обусловленные взаимосвязью величин, значительно меньше, чем рассматриваемые.Таким образом, применение в качестве приводов высокочастотных индукторных генераторов синхронных двигателей позволяет реализовать систему автоматического управления равномерной загрузкой при их параллельной работе на общие шины,На фиг, 1 приведена структурная схема устройства для распределения нагрузок, в кото. ром сравниваются фазы токов каждой пары генераторов; на фиг. 2 - структурная схема устройства, в котором сравнивается фаза то. ка каждого цз генераторов с фазой тока нагрузки, являющегося векторной суммой токов всех генераторов, (Структурные схемы приве. дены для четырех генераторов),Высокочастотные генераторы 1 приводятся во вращение синхронными двигателями 2. Пространственное положение ротора генера. тора, а следовательно, ц фаза его э,д.с, однозначно определяется углом О; соответствую. щеГО приводеОГО двиГателя. УГОЛ Ос фунесцио нально связан с током возбуждения синхронного двигателя. Выходной величиной каждого генератора служит вектор его тока У,. Между каждой парой соседних по принятой нумерации генераторов включены датчики разности фаз токов (ДРФ) 3 ц датчики разности амп. литуд токов (ДРА) 4.На выходе ДРФ имеется сигнал, пропоргцина.льный разности фаз соответствующих токов, а на выходе ДРА - сигнал, пропорцио нальный разности амплитуд этих же токов.Сигнал с выхода ДРФ подается на входы корректоров возбуждения генераторов (КВГ) б, разность фаз токов которых измеряет рассзеатриваехеый датчик. В КВГ инал разностифаз токов преобразуется в сигнал коррекции возбуждения генераторов ЛУ изменяя возбуждение, а следовательно, и амплитуду э.д,с. генераторов таким образом, чтобы свести сигнал разности фаз токов к нулю.Сигнал с выхода ДРА подается на входы корректоров возбуждения синхронных двигателей (КВД) 6 тех генераторов, разность амплитуд токов которых измеряет рассматриваемый датчик, Подаваемый с выхода КВД сигнал коррекции возбуждения двигателей изменяет режимы возбуждецця соответствующих двигателей и функционально с ними связанные углы О, а следовательно, ц фазу э,д,с. ге. нераторов таким образом, чтобы свести измеряемую датчиком 4 разность амплитуд токов генераторов к нулю.Корректоры возбуждения генераторов и двигателей представляют собой динамические звенья, параметры которых выбирают исходя из условий обеспечения устойчивости системы и получения требуемого качества процесса управления,Отличие второго варианта устройства (см, фиг, 2) от первого (см. фцг, 1) заключается в том, что датчики разности фаз 3 сравнивают фазы токов каждого генератора с фазой тока нагрузки, являющегося векторной суммой токов всех генераторов (сумматор 7). Здесь с выхода каждого датчика разности фаз сигнал подается на вход корректора возбуждения со. ответствующего ему генератора,В системах, построенных по структурным схемам, изображенным на фиг, 1 и 2 путем изменения соотношения режимов возбуждения генераторов, осуществляемого корректорами возбуждения генераторов 5, фазы всех токов поддерживаются равными, так как выполняет.ся условие Ч илц И 1, а с помощью изменения 5 соотношения режимов возбуждения приводных синхронных двигателей, что (как было указано) приводит и изменению фазы э, д.с, генераторов, поддерживаются равными амплипгуды токов всех генераторов, т, е, выпол.10 нястся условие И цлц Л, Таким образом, впредлагаемой системе будет поддерживаться равенство векторов всех токов (1), т, е. равенство активных ц реактивных мощностей генераторов.15Предмет изобретен цяУстройство для автоматического распределения нагрузок между параллельно работающими высокочастотными индукторными гене раторами, каждый из которых приводится вовращение синхронным двигателем, содержащее корректоры возбужденця генераторов ц корректоры возбуждения синхронных двигателей, от,гпчпющееся тем, что, с,целью поддер жанця равенства активным ц реактивных мощностей генераторов, оно снабжено датчиками разности фаз токов и датчиками разности амплитуд токов каждых двух генераторов, причем выходы датчиков разности фаз токов с.го 30 ц (+1)-го генераторов подключены ко входам корректоров возбуждения -го и (г+1)-го генераторов, а выходы датчиков разности амплитуд токов -го и (+1) -,го генераторов подключены ко входам -го и (+1)-го коррек торов возбуждения синхронных двигателей.Типография, пр, Сапунова, 2 Заказ 1931/10 Изд.799 Тираж 448ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при СоМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 ПодписноеМинистров СССР