Способ защиты от несинхронных включений на параллельную работу и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК ОБРЕТЕН ОПИСАН ТЕЛЬСТ АВТОРСКОМУ С 7 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Барзам А.Б. Системная авто матика. М., "ЭНергия", .1973, с. 2 278.2, Авторское свидетельство СССР 9 637909, кл. Н 02 Н 11/00, 1975,3. Авторское свидетельство СССР М 838897, кл. Н 02 Л 3/42, 1979, (54) СПОСОБ ЗЦИТЬ ОТ НЕСЙНРОННЫК ВКЛЮЧЕНИЙ НА ПАРАЛЛЕЛЬНУЮ РАБОТУ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯЯО 10738(57) 1. Способ защиты от несинхронных включений на параллельную работу генератора с автоматом в цепи питания, заключающийся в контроле величины угла разности фаэ синхронизируемых напряжений, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, контроль величины угла разности фаз начинают производить с момента поступления сигнала на включение автомата генератора через заданное время, не пре-, вышающее минимальное время срабатывания автомата, при этом при выходе величины угла разноси фаэ на заданное значение снимают сигнал на включение автомата генератора и формируют аР сигнал на срабатывание расцепителя автомата.1073 В 42 30 2. Устройство для защиты от несинхронных включений на параллельную работу генератора с автоматом в цепи питания, .содержащее два формирователя прямоугольных импульсов с входами для подключения на напряжения сети и генератора, первый логический элемент И, первый вход которого подключен к выходу одного из Формирователей прямоугольных импульсов, а второй инвертирующийк выходу второго формирователя импульсов, одновибратор, вход которого подключен к выходу первого логического элемента И, а выход - к первому входу второго логического элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого логического элемента И, и синхронный Р-триггер, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, уст 1Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам, обеспечивающим точное включение на параллельную работу и предотвращаощим несинхронное вклю 5 чение.Известен способ защиты от несинхронных включений на параллельную работу путем контроля величины угла разности Фаз между синхронизируемыми напряжениями 11.Вариантом устройств реализации этого способа является устройство для блокировки включения секционного выключателя, содержащее два трансформатора, управляемый ключ, диод, 45 сглаживающий контур и реагирующий орган 2 .Однако указанные способы и соответствующие устройства отличаются недостаточной надежностью при точ ной синхронизации, так как блокировка сигнала на включение автомата генератора непосредственно перед его срабатыванием не гарантирует предотвращение срабатывания в силу 25 инерционности механизма автомата, а сама блокировка предназначена лишь для запрета подачц, сигнала на включение автомата при отсутствии ,синхронизма. При этом включение автомата разрешается при совпадении вектора подключаемых напряжений. Другим недостатком является узкая область применения при защите от несинхронных включений, когда35 включение генераторов переменного тока на параллельную работу осущестройство снабжено элементом временной задержки и третьим логическимэлементом И, при этом вход элемента временной задержки связан сВ-входом синхронного Р-триггера иподсоединен к зажиму для подключения источника, формирующего сигнална включения автомата генератора,э-вход синхронного Р-триггера подключен к выходу элемента временнойзадержки, С-вход - к выходу второгологического элемента И, один входтретьего логического элемента Исоединен с входом элемента временной задержки, второй вход - с инвертирукщим выходом синхронного Р-триг-гера, причем выход третьего элемента И является выходом на включениеавтомата генератора, а прямой выходР-триггера - выходом на включениерасцепителя автомата,2вляется устройсвами точной автоматической синхронизации. В этом случае устройствами автоматической синхронизации при наличии скольжения сигнал на включение выдается с упеждением в расчете, что к моменту срабатывания автомата величина угла разности Фаз будет находиться в допустимом диапазоне, хотя в момент выдачи сигнала на вклкиение значение угла разности Фаз не входило в допустимый диапазон. Такая ситуация является наиболее вероятным режимом при синхронизации генераторов переменного тока, а защита от несинхронных включений по указанному способу не позволяет выдать сигнал на включение автомата с заданным упреждением, т.е, не позволяет осуществить точную автоматическую синхронизацию. Более того, блокировка включения осуществляется не при выходе-значения угла разности фаз за допустимую зону, а при отсутствии синхронизма, т.е. при наличии расхождения векторов синхронизируемых напряжений, независимо от действительной величины (допустимой или недопустимой 1 этого расхождения.Наиболее близким к изобретению является способ защиты от несинхронных включений на параллельную работу генератора с автоматом в цепи питания путем контроля величины угла разности фаз между синхронизируемыми напряжениями ГЗ 3.,через время 7 Ф,цгде С - миниНаиболее близким к изобретению является устройство для включения на параллельную работу генератора с автоматом в цепи питания в функции которого входит и защита от несинхронных включений, содержащее 5 двъ формирователя прямоугольных импульсов с входами для подключенця на напряжения сети и генератора, первый логический элемент И, первый вход которого подключен к выходу 10 одного из Формирователей прямоугольных импульсов, а второй инвертирукщий - к выходу второго формирователя импульсов,.одиовибратор, вход которого подключен к выходу перво-. 15 го логичеекого элемента И, а выходк первому входу второго логического элемента. И, второй вход которогоподключен к выходу первого логичес кого элемента И и синхронный Р-триг гер Г 32.Недостатком указанных способов и устройств является .то, что точность контроля угла расхождения векторов непосредственно,к моменту включения не может быть выше величи- . ны заданного угла опережения, соответствующего величине скольжения, и времени срабатывания автомата, что не позволяет обеспечить. высокую надежность защиты от несинхронных включений особенно при значительных величинах скольжения, так как устройствами логической синхронизации при наличии скольжения допустимая обяасть, .в которой разрешается включение, определяется из расчета выдачи сигнала на включение с заданным упреждением в расчете, что к моменту срабатывания автомата величина угла разности фаз будет близ ка к оптимальной.Дель изобретения - повышение надежности.Поставленная цель достигаеся тем, что согласно способу защиты 45 от несинхронных включений на параллельную работу генератора с автоматом в цеди питания, заключакщемуся в контроле величины угла разности фаз синхронизируемых напряженийю 50 контроль величины угла разности фаз начинают производить с момента поступления сигнала иа включение ав- томата генератора через заданное время, не превышающее минимальное, время срабатывания автомата, при этом при выходе величины угла разнос- . ти фаз на заданное значение снимают сигнал иа включение автомата. генератора и формируют сигнал на срабатывание расцепителя автомата.- Укаэанная цель достигается тем, что устройство для защиты от, несинхронных включений на параллельную работу генератора с автоматом в цепи питания, содержащее два форми рователя прямоугольных импульсов свходами для подключения на напряжения сети и генератора, первый логический элемент И, с первым входом,подключенным к выходу одного из фор-.мирователей прямоугольных импульсов,а вторым инвертнрукщим - к выходудругого формирователя импульсов,второй логический элемент И, одинвход которого подключен к выходу первого логического элемента И через одновибратор, а другой - непосред-ственво включает в себя элемент временной задержки, третий логичес. - кий элемент И и синхронный Р-триггер с В-входом нулевой установки, при этом С-вход Р-,триггера соединен с выходом второго логического элемеита И, Р-вход - с выходом третьегологического элемента И, В-вход связанс входом элемента временной задержки, а инверсный выход - с первым входом третьего логического элемента И, второй вход которого соединен с входом элемента задержки,своим выходом подключенным к Р-входу синхронного Р-триггера, причемвыход третьего эяемента И являетсявыходом на включение автомата, а прямой выход Р-триггера - выходом на срабатывание расцепнтеля автомата, а вход элемента временной задержки подсоединен к зажиму для подключения источника формирующего сигнал . на включение автомата генератора.На фиг, 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства и реализуемый им способ.устройство содержит два формирователя импульсов 1,2, преобразовывающих синусоидальные напряжения одноименных фаз синхронизируемых напряжений в прямоугольные.импульсы, первый логический элемент И 3 с одним инвертирукщим входом, одно- вибратор 4, второй логический элемент И 5, третий логический элемент И 6, элемент временной задержки 7, инвертор 8 и синхронный Р-триггер 9 с В-входом начальной установки.Согласно предложенному способу устройством осуществляют контроль угла 6 разности Фаз синхронизируемых напряжений. 0 и 0 и сравнивают этот угол с допустимым значением: 6 О, при котором может быть осуществлено включение на параллельную работу.Значение знака разности ьб =/6/- -/4 дд /, который свидетельствует отом, входит ли значение 6 в допустимую область -Ьщ, ф+6 , фикси руется непосредственно йеред сра.50 мальное время срабатывания автоматагенератора после начала поступления сигнала Ср на включение автоматагенератора и до действительноговключения автомата или окончаниясигнала С (см. Фиг, 2)." 5Ситуацйя, когда непосредственноперед включением автомата генератора(через время ь после .начала Сэ)знак В 6 положителен или становитсяположительным, т.е. й в недопусти мой области, свидетельствует о возможности несинхронного включения исоответственно о необходимости . предотвра (ения несинхронного включения. Для этого блокируется поступление сигнала С на автомат генератора.Однако в силу инерционности элементов автомата в некоторых случаях(сигнал С снят перед срабатыванием автомата, а время срабатывания близ 20 ко к С . ) автомат может сработать,1 ъ 1 Охотя сигнал С уже снят. Поэтому для того, чтобы полностью предотвратить возможность включения автомата, в этом случае одновременно формируется сигнал на расцепитель автомата, исключая тем самым возможность включения.Для выполнения указанных действий Формирователи 1, 2 по переходу 30 синусоид П и С) через ноль форми 2 Г, руют симметричные прямоугольные импульсы с частотой следования равной частоте Г на выходе формирователя 1 и П на выходе формирователя 2. 35Элемейт 3 выделяет интервал времени С между передними или задними фронтами импульсов с формирователей 1, 2, соответствующий текущемузначению разности фаз 6 контролируе-, 40 мых частот Г и Г с номинальнымс.l значением частоты.г т,е. с Для этого один вход .элемента И инвертирующий. 45Одновибратор 4 формирует по перед- нему Фронту импульса с элемента И 3 импульс С заданной длительности, соответствующей Ь , т,е. С, выбиДОпй рается из соотношенияВ случае С )С на выходе элеменита 5 формируются импульсы длительностью С -С, Соответственно до тех пор, пока сс и на выходе элемента 5 импульсы, значение 6 таково, что б ) бдолКонтроль вхождения разности фаз в допустимую зону начинается через время 7 после появления сигнала на включение автомата с (например, с устройства точной автоматическойсинхронизации).При отсутствии сигнала на входе(нулевой уровень) триггер 9 удерВживается в нулевом состоянии незави симо от сигналов на его С и Р-входах уровнем ("1"), поступающим синвертор .8. Поступивший на вход Ссигнал сразу проходит на вых.1 длявключения автомата генератора, одновременно снимает запрет с триггера 9по его В-входу (нулевой уровень призапрете уровнем логической единицы)и через времяпоступает на Б-входтриггера 9. Задержка. на время Г осуществляется элементом задержки 7 поотношению к переднему Фронту С 6(см. Фиг. 2),При этом с момента появления разрешения на Р-входе Р-триггера 9при поступлении импульса на С-входтриггера 9 происходит его установкав единичное состояние ("1" на прямом и "О" на инверсном выходе). Приэтом на вых. 2 устройства появляется сигнал, по которому срабатываетрасцепитель автомата и одновременноблокируется сигнала на вых,1 элементом И б,Таким образом, обеспечиваетсяконтроль угла включения 6 через времяпосле начала сигнала Се и припоявлении недопустимого значения 6с этого момента, т.е. непосредственно перед включением автомата, блокируется сигнал С включения и сраба 6тывает расцепитель, предотвращаявозможность включения автомата.С учетом времени. срабатываниярасцепителя с оптимальное времязадержки Т должно рассчитыватьсяиэ соотношения Т =Сщ,-сТакой метод защиты от несинхронных включений и реализующее этотметод устройство позволяют исключить возможность включения на параллельную работу генераторов переменного тока в недопустимой зоне разности фаз (например, при резкихсбросах - набросах нагрузки присинхронизации ), чем обеспечиваетсянадежность точной синхронизации.При наличии скольжения устройствоне оказывает нежелательного влиянияна процесс синхронизации (в частиошибочного запрета на включение),так как недопустимая величина разности фаз фиксируется непосредственно перед срабатыванием автомата,Устройство для защиты от несинхронных включений может бытьвыполнено как универсальный блок,пригодный при использовании любыхтипов устройств точной автоматической (или неавтоматической синхронизации ), или как устройство, совмещенное с автосинхронизатором.В качестве Функциональных элементов приведенной структурной схемы могут быть использованы готовыефункциональые узлы в виде интегральных микросхем.1073842 2 Составитель К. ФотинаРедактор О. Колесникова Техред И.Метелева орректор Ю. Макарен писное 35 а ПП "Патент", г. Ужгород, у ектная., 4 Тираж ВНИИНИ Государст по делам изобр 035, Москва, Ж 14ного комитетаений и открытиРаушская наб