Устройство для распределения нагрузок между параллельного работающими генераторами

Сооз Соеетскик Социалистчесиих Республик61) Дополнительно авт. свид-ву21) 2038309,07 Заявлс присоединением заявкиосударсгвеииыи комите(23) Приорит Совета Министров СССР,по делам изобретенийи открытий но 15.09.76. Бюллетень3 Опублико а опубликования описания 24,09,76 72) Авторы изобретения 1) Заявитель(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАС АГРУЗОК МЕЖДУ ПАРАЛЛЕЛЬ ГЕН ЕРАТОРАМПРЕДЕЛ ЕН ИЯНО РАБОТА 1 ОЩИт а рсире. ми предИзобретение относится к области электроэнергетики, преимущественно к самолетным системам электроснабжения, где предусмотрена параллельная работа генераторов.В настоящее время на самолетах, оборудованных несколькими параллельно работающими синхронными генераторами, предусматривается равномерное распределение нагрузки мехкду генераторами.Известны устройства для распределения нагрузок между параллельно работающими генераторами, содержащие схему уравнивания нагрузок, выполненную в виде многолучевой звезды с числом лучей, равным числу параллельно работающих генераторов, каждый луч которой состоит из последовательно соединенных измерителя нагрузки генератора и уравнительной обмотки, выдающей сигнал на изменение нагрузки первичного двигателя 1.С экономической точки зрения такая работа генераторов на самолете является нецелесообразной. Это следует из того, что к.п.д. агрегата, состоящего из привода постоянной скорости (ППС) и синхронного генератора, зависит от нагрузки, причем при малых нагрузках ца генератор к.п.д. агрегата очень низкий (особенно, если в качестве ППС используются воздушные турбины, работающие на воздухе, сжатом компрессором авиационного двигателя). В реальных условиях равномерно нагруженные авиационные генераторы электрической энергии большую часть времени работают с нагрузкой, составляющей 20 - 30",Ь от цоми 5 цальной, при этом к.п.д. энергоузла лежит впределах 0,2 - 0,25, Поэтому целесоооразпо часть генераторов разгрузить для того, чтобы несущие нагрузку генераторы был загруже иы настолько, чтобь к.п.д. их работы был вы соким.Целью изобретения является повышениек.п.д. генераторов путем их поочередной нагрузки.Если общая нагрузка в сети невелика, то 15 оиа ложится на олин генератор, а остальныегенераторы находятся в горячем резерве. Когда нагрузка в сети становится больше номинальной нагрузки генератора, то в работу вступает второй генератор, причем общая ца грузка распределяется пороиу между первыми вторым генераторами. Когда нагрузка в сети становится больше номинальной нагрузки двух генераторов, в работу вступает трет:1 й гейератор и нагрузка распределяется равцо мерно между тремя генераторами и т.д.Такой закон распределения н;Грузии еждугенераторами ооеспечивает фуикц 11 опировацие энергоузла с наибольшим к. и. д.Для обеспечения указанного закон30 деления нагрузок между генераторалагаемое устройство снабжено релейными элементами по числу генераторов, каждьш нз которых включен на выход соответствующего измерителя нагрузок, и двухполюсными трехозпциопными переключателями по числу генераторов, причем первый полюс каждого переключателя соединен с источником постоянного тока, второй полюс подключен через нормально замкнутые контакты релейного элемента следующего по порядку генератора к общей точке уравнительных обмоток, а крайние контакты через нормально замкнутые контакты своего релейного элемента - к другому концу уравнительной обмотки.На чертеже дана электрическая схема описываемого устройства.Устройство содержит измерители 1 нагрузок, уравнительные обмотки 2, двухполюсные трехпозиционные переключатели 3 и реле 4 с сбольшими коэффициентами возврата. Реле 4 имеет две пары размыкающих контактов, одна из которых, соединенная с клеммой а переключателя 3, включена в цепь уравнительной обмотки смежного генератора, а другая, соединенная с подвижным контактом переключателя, вк;почена в уравнительную цепь того генератора, к измерителю нагрузки которого подключено реле 4,Устройство работает следующим образом.Когда переключатели 3 находятся в нейтральном (среднем - О) положении, предлагаемая схема ничем не отличается от используемой в настоящее время схемы автоматического распределения нагрузок. Наличие реле 4, подключенных на выходы измерителей нагрузок, никакого влияния на работу схемы не оказывают, так как контакты реле в этом случае исключены из схемы. Если один из переключателей 3 перевести в крайнее правое положение (а), то к соответствующей уравнительной обмотке 2 через нормально замкнутые контакты 5 подводится напряжение, величина которого несколько превышает напряжение, возникающее на измерителе нагрузки генератора при его номинальной нагрузке. При этом уравнительная обмотка выдает сигнал на сброс нагрузки с агрегата, в результате чего исполнительный орган ППС отсекает подачу рабочего тела (в случае применения пневматического ППС заслонка соответствующей воздушной турбины закрывается и отбор сжатого воздуха от компрессора авиадвигателя прекращается),Если же переключатель перевести в левое крайнее положение (б), то соответствующая обмотка управления закорачивается через нормально замкнутые контакты 6 реле 4 своего и смежного генератора, т, е. корректор частоты агрегата отключается.Допустим, что все переключатели, за исключением первого, находятся в правом крайнем положении, а первый переключатель установлен в левое крайнее положение (как показано на чертеже). В этом случае исполнительные органы ППС всех агпегатов, за исключением 5 10 20 25 30 35 45 50 55 60 65 первого, отсекают доступ раоочего тела к ннм, а первый агрегат принимает на себя нагрузку так же, как и прп одиночной его работе (о- мотка управления по распределению нагрузок первого агрегата зашунтирована).Параллельная работа генераторов при этом не нарушается, однако все генераторы, за иск;почением первого, работают в режиме синхронных компенсаторов, потребляя от первого генератора небольшой ток для покрытия потерь холостого хода,По мере увеличения нагрузки первого генератора напряжение на выходе его измерителя нагрузки возрастает и, когда оно становится равным величине, на которую настроено переключающее устройство (это напряжение соответствует номинальной нагрузке генератора), срабатывает реле 4, его контакты размыкаются и подключают уравнительную обмотку смежного (второго) генератора на напряжение, пропорциональное нагрузке второго генератора. После этого начинается процесс выравнивания нагрузки между первым и вторым генераторами, так как их уравнительные обмотки оказываются включенными в уравнителыую цепь. При этом контакты реле 4 первого агрегата остаются и разомкнутом состоянии, так как реле имеет большой коэффициент возврата,После того как нагрузка на первый и второй генераторы достигнет номинальной, срабатывает переключающее устройство (реле 4) второго агрегата и в работу вступает система распределения нагрузок третьего генератора и т. д.Таким ооразом, предлагаемое устройство позволяет часть генераторов электрической энергии держать в горячем резерве. Так как нагрузка в сети на практике никогда не достигнет величины, при которой все генераторы нагружены до номинала, а как правило со ставляет менее 50% от нее, то для того, что. бы обеспечить равномерную выработку ресурса всеми генераторами, целесообразно в каче. стве генератора, который принимает на себя нагрузку раньше всех, орать поочередно все генераторы. Для этого достаточно перед поле тами менять очередность переключателя 3, ко торый должен отключить соответствующую уравнительную обмотку от напряжения, обеспечивающего отсечку подачи рабочего тела вагрегат. Формула изобретения Устройство для распределения нагрузок между параллельно работающими генераторами, например авиационными, содержащее схему уравнивания нагрузок, выполненную в виде многолучевой звезды с числом лучей, равным числу параллельно работающих генераторов, каждый луч которой состоит из последовательно соединенных измерителя нагрузки генератора и уравнительной обмотки, выдаю. щей сигнал на изменение нагрузки первично.го двигатсл, отличающееся тем, что, с целью повыгисия к и: Геиера)Ор)в путем их 1 Ц)01 СРЕ,И) З 1 ГР. ЗКИ, 01 О 01111 ив 10 РЕ,СйЫМИ ЭЛСМС 11 Т 11.И 1 ПС,1 У ГЕ 1 СР 11 ТО)ОВ, Кс)ЖД)11 из которых вксОсп а выход соотвстствуощего измерителя нагрузок, и двухпол)осными трехгОзициоыиыми переключателями по числу генераторов, причем первый полос ка)кдого переклочателя соединен с источником постоянного тока, второй полюс подключеи через ГОрмальио замкнутые контакты релейного элсмсна слсдуюцц)гО иО порядку гепсратора и Ооцей токер;)11 и)0,1 1 х Оомоток, а край- и ис и)11 ч е 11 ОРО. 11)1111,11 и) .1;1 м к 11111 с кОи с 1 КТ 11 СВОСГО РС,)С 1 П)ГО Э,СМС 111 Д и ДР ГОМУ 5 копц Ур)яицсливой оомоткп. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. В. Т. Морозовский и др. Системы элект роснаохкепия летательных аппаратов, М., Машииостроенис. 1973, стр. 193.528663 Составитель К. Фотннаактор А. Пейсоченко Текред Е, Подурушнна Корректор А. Дзесова ПодписноеС Заказ 2004/1Ц 11 ИИГ И погра(5(, (р. Сапунова Изд. Лов 1596 осударственного к по делам нзобр 035, Москва)К