Устройство для управления параллельной работой синхронных генераторов

.8(088.8)тельство СССР3/46, 1978.льство СССРЮ 3/46, 1983сво ОСУДАРСТВЕННЦЙ КОМИТЕТ СС Г О делАм изОБРетений и ОткР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ РАБОТОЙ СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ(57) Изобретение относится к областиэлектротехники и может быть использовано при управлении параллельнойработой, например, судовых генераторов с квазистатическими внешними характеристиками. Цель изобретения - повышение устойчивости распределения нагрузки. Это достигается за счет введения двух элементов сравнения 21, 22 и выполнения блока формирования очереди и фиксации первого места в ней в виде блока динамического приоритета 24, трех ключей 25, 26, 27 и трех реле 28, 29, 30, которые ими контактами каммутируют цепи устройства. Это обеспечивает выявление ведущего генератора и работу его в автомномном режиме, выявление ведомых генераторов и работу их в па,раллельном режиме с ведущим генерато. ром, передачу функций ведущего гене- Ж ратора на первый ведомый, перевод ведомого генератора из режима автономной работы в режим параллельной С работы и обратно, 2 ил.Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при управлении параллельной работой, например, судовых генераторов с квазиастатическими внешними характеристиками.Цель изобретения - повышение устойчивости распределения нагрузки между параллельно работающими генераторами устройства.На Фиг. 1 изображена схема устройства для управления параллельной работой трех генераторов; на фиг, 2 структурная схема блока динамическот о приоритета.Устройство (фиг. 1) содержит синхронные генераторы 1-3 с замыкающими блок-коцтактаии их линейных коцтакторов 4 - 6 и возбудители 7 - 9, в целях возбуждения которых включены поспедовательцо соответственно силовые ключи 10 - 2 с входом для подключеция к выходам возбудцтелей 7 - 9 и к выходам усилителей2 Г 13 - 15.Устройство также содержит репейные (пороготтте) этеттетттьт 16 -8, входы которых подклточецы к юнце 19 с нагрузкой 20, элементы 2 и 22 сравнения и блок 23 Формирования очереди и Фитссацитт первого места в цей, куда входит блок 24 дццамического приоритета, ключи 25 - 27 и реле 28 - 30,Входы блока 24 через замьпсающце блок-контакты линейных кацтакторов 4 - 6 подключены к клемме с потенциалом напряжения, а выходы блока чав рез клточи 25 - 27 управляют соответственно работой реле 28 - 30. 40Выход первого возбудители 7 подключен через первый переключающий контакт 31 первого реле 28 со вторым входом первого элемента 21 сравнения и с первыми входамтт первого 21 и вто- , рого 22 элементов сравнения. Выход второго возбудителя 8 подключен через первый перекл.очающтьй контакт 32 третьего реле 30 и второй перетслточато. щттй контакт 33 реле 28 с первыми зхо. 50 дами элементов 21 и 22 сравнения и со вторым входом элемента 21 сравнения и через переключающий контакт 32 реле 30 со вторым входом элемента 22 сравнения. Выход третьего возбудителя 9 подклю тается через второй переключающий контакт 34 реле 30 со вторым входом элемента 22 сравнения и с первыми входами элементов 21 и 22 сравнения. Вход первого усилителя 13 соединяется через третий переключающий контакт 35 реле 28 с выходом элемента 21 сравнения и с выходом первого релейного элемента 16. Переключающий контакт 36 второго реле 29 подключает вход второго усилителя 14 через замыкающий контакт 37 реле 28 к выходу элемента 21 сравнения и через замыкающий контакт 38 реле 30 к входу элемента 22 сравнения, и к выходу второго релейного элемента 17, Вход третьего усилителя 15 соединяется через третий переключающий контакт 39 реле 30 с выходом элемента 22 сравнения и с выходом третьего релейного элемента 18.Блок 24 динамического приоритета (Фиг, 2) содержит девять схем И 40- 48 и шесть схем НЕ 49-54. Заявки на Формирование очереди поступают на вход блока 24 по мере включения генераторов 1-3 на параллельную работу. факт заявки отождествляется приходом потенциала напряжения при замыкании соответствующих блок-контактов линейных контакторов 4 - 6.Рассмотрим работу блока динамического приоритета на примере последовательного включения генераторов 1 - 3 (Формирование очереди), В исходном состоянии блока 24 входных и выходных сигналов нет, При включении генератора 1 на шины 19 срабатывает блок-контакт линейного контактора 4 и на первый вход блока 24 приходит сигнал Х,. Сигнал Хт проходит через элементы 40 и 41 на входы элемента 46, так как в данный момент времени ца выходах элементов НЕ 49 и 50 сфор. мирована "1".Срабатывает элемент 46, При этом накладывается запрет на прохождение сигнала через элементы 43 и 44, поскольку на выходах элементов 52 и 53 - "0". При включении генератора 2 через замыкающий контакт 5 на второй вход блока 24 приходит сигнал Х, который проходит через элемент 42 на вход элемента 47, так как на выходе элемента 51 сформирована "1". Одновременно накладывается запрет на срабатывание элемента 45, поскольку на выходе элемента 54 - "0". Элемент 47 не срабатывает, так как на его втором входе с выхода элемента 43 поступает 0".При включении генератора 3 через замыкающий блок-контакт линейного контактора 6 на третий вход блока 24 приходит сигнал Х, который никуда не проходит, так как элементы 44 и 45 закрыты (запрет), а элемент 48 по входам имеет "0".Таким образом, сформировалась очередь, первое место которой занимает генератор 1 (элемент 46 возбужден), второе место занимает генератор 2 (на входе элемента 47, сигнал "0", "1"), третье место занимает генератор 3 (на входе элемента 48 сигнал "0", "0") .Рассмотрим режим сдвига очереди.Пусть генератор 1 отключился от шин станции, т.;. Х,=О.На выходе элементов 40, 41 и 46 образуется "0", а элементов 52 и 53 - " 1", что снимает запрет на срабатывание элементов 43 и 44 элементы 43 и 44 срабатывают, так как Х =Х=О. Это приведет к срабатыванию элемента 47 и появлению сигнала " 1", "0" на входе элемента 48. Теперь генератор 2 занимает первое мес. то в очереди, а генератор 3 второе место.Третье место в очереди свободно.Отключим также генератор 2, что соответствует Х=О. На выходе элементов 42, 43 и 47 образуется "0", а на выходе элемента 54 образуетсячто снимает запрет на срабатывание элемента 45. Элемент 45 срабатывает и формирует дополнительную "1" на входе элемента 48, который срабатывает, Теперь генератор 3 занимает первое место в очереди, а вторые и третьи места свободны. Отключение генератора 3 соответствует Х=О. На выходе элементов 44,45 и 48 образуется "0", а элемента54 - "1"Таким образом, наступило исходноесостояние блока 24, когда на выходахэлементов НЕ 49-54 сформирована "1",а на оставшихся элементах - 0.Сигнал с выхода блока 24 (фиг. 1) через ключи 25-27 возбуждает соответственно реле 28 - 30, которые фиксируют в текущий момент времени генератор, занимающий первое место в очереди. В исходном состоянии блока 24реле 28 - 30 отключены.Устройство работает следующимобразом,Пусть к шинам 19 подключены последовательно во времени генераторы 1 - 3, Блок 23 сформирует очередь и зафиксирует, что генератор 1 занимает первое место в очереди путем срабатывания реле 28. При этом переключающий контакт 35 реле 28 подключает выход порогового элемента 16 к входу усилителя 13, Текущее напряжение, измеренное датчиком напряжения, сравнивается с заданным значением. Сигнал разности этих напряжений воздействует на пороговый элемент 16. Репейный сигнал с выхода элемента 16 усиливается по мощности усилителем 13 и управляет работой силового ключа 10, который изменяета ток в обмотке возбуждения возбудителя 7 генератора 1 с целью стабилиза" ции напряжения на шине 19, Сигнал,пропорциональныи напряжению возбудителя 7 (индуктора генератора 1),подается через переключающий контакт31 реле 28 на первые входы элементов21 и 22 сравнения. На второй входэлемента 21 сравнения подается напряжение возбудителя 8 через переключающий контакт 32 реле 30 и переклочающий контакт 33 реле 28. На второйвход элемента 22 сравнения подаетсянапряжение возбудителя 9 через переключающий контакт 34 реле 30. На выходах элементов 21 и 22 сравненияформируются релейные сигналы. Релей ный сигнал с выхода элемента 21 сравнения через замыкающий контакт 37реле 28 и переключающий контакт 36реле 29 подается на вход усилителя14 и усиливается по мощности, Сиг нал с выхода усилителя 14 управляетработой силового ключа 11, которыйизменяет ток в обмотке возбуждениявозбудителя 8 с целью выравниваниянагрузки между ведущим генератором 1и ведомым генератором 2. Релейныйсигнал с выхода элемента 22 сравнениячерез переключающий контакт 39 реле30 подается на вход усилителя 15.Сигнал также усиливается по мощности 50 и управляет работой ключа 12, который изменяет ток в обмотке возбуждения возбудителя 9 с целью выравнивания нагрузки между ведущим генератором 1 и ведомым генератором 2,55 При отключении генератора 1 реле 28 отпускает. В это время блок 23 возбуждает реле 29, которое сработает и своим переключающим контактом12836 подключает выход релейного элемента 17 к входу усилителя 14. Теперьуже генератор 2 являясь ведущим, будет стабилизировать напряжение нашине 19. Выход возбудителя 8 черезпереключающий контакт 32 реле 30 ипереключающий контакт 33 реле 28подключается к первым входам элементов 21 и 22 сравнения. Элемент 21сравнения в данном случае в работене участвует, а элемент 22 сравнениясравнивает сигналы с возбудителей 8и 9 и вырабатывает релейный сигналв функции выравнивания нагрузки между генераторами 2 и 3,При отключении генератора 2 реле 29 отпускает, а реле 30 срабатывает согласно алгоритму работы блока 24. Переключающий контакт 39 реле30 подключает выход релейного элемента 18 к входу усилителя 15. В этовремя генератор 3 становится ведущими стабилизирует напряжение на шине 19, Параллельной работы в данномслучае не требуется. При повторномвключении генератора 2 к шине 19выход возбудителя 8 подключается ковторому входу элемента 22 сравнения,первый вход которого соединен черезпереключающий контакт 34 реле 30 свозбудителем 9. Выход элемента 22через замыкающий контакт 38 реле30 и переключающий контакт Зб реле 29 подключается по входу усилителя 14. Генератор 2 становится ведомым и занимает второе место в очереди и т.д.Таким образом, предлагаемое устройство (по сравнению с известным)позволяет получить "гибкую" структуру, в которой ведущий генератор неназначается, а тот, который занимает первое место в очереди.В системе параллельной работы генераторов исключается срыв при выходе из строя ведущего генератора.Выявление ведущего генератора проис ходит автоматически, что исключаетвозможные ошибочные действия обслуживающего персонала. Включение напараллельную работу генераторов может идти в любой последовательности.Дополнительно блок формирования очереди и фиксации первого места в нейможет вести учет рабочего времени дизель-генераторов с целью равномернойнаработки их ресурса. Устройство допускает любой вид синхронизации ге 3894 6нераторов. Точность поддержания напряжений на шинах станции - 1 Е, а распределение реактивной мощности до 8 Е, что отвечает требованиям Регистра СССР. 10 45 второго элементов сравнения, выходвторого возбудителя подключен через первый переключающий контакт третьего реле и второй переключающий контакт первого реле с первыми входами 50 первого и второго элементов сравнения и со вторым входом первого элемента сравнения и через первый переключающий контакт третьего реле соединен со вторым входом первого эле мента сравнения, выход третьего возбудителя подключен через второй переключающий контакт третьего реле со вторым входом второго элемента срав 20 25 30 35 40 Формула изобретения Устройство для управления парал. -лельной работой синхронных генераторов с замыкающими блок-контактами ихлинейных контакторов и возбудителями, содержащее пороговые элементы почислу генераторов с входными зажимами для соединения с выходами генераторов, блок формирования очереди ификсации первого места в ней, а также усилители и ключевые элементы в цепях возбудителей каждого генератора, причем выходы усилителей соединены с одним из входов соответствующих ключевых элементов, вторыевходы которых предназначены для подключения к выходу своих возбудителей, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения устойчивостираспределения нагрузки, оно снабжено двумя элементами сравнения, причем блок формирования очереди и фиксации первого места в ней содержитблок динамического приоритета, триключа и три реле, где входы блока ди.намического приоритета через замыкающие блок-контакты линейных контакторов генераторов подключены кклемме с потенциалом напряжения,.авыходы блока через ключи соединенысоответственно с первым, вторым итретьим реле фиксации первого местав очереди, при этом выход первоговозбудителя соединен через первый переключающий контакт первого реле совторым входом первого элемента сравнения и с первыми входами первого и1283894 Составитель О. Наказнаяевин ТехРед М.Коданич Корректор В. Бутяга Редакто каз 74 редприятие, г. Ужгород, ул. Проектная твенно-полиграфическ роизв нения и с первыми входами первого ивторого элементов сравнения, входпервого усилителя соединен черезтретий переключающий контакт второгореле и замыкающие контакты первогои третьего реле соответственно с выходом первого и второго элементов/54 Тираж 619 НИИПИ Государственного к по делам изобретений и 3035, Москва, Ж, Раушсравнения и с выходом второго порогового элемента, вход третьего усилите" ля соединен через третий переключающий контакт третьего реле с вы ходом второго элемента сравненияи с выходом третьего порогового элемента. Подписмитета СССРоткрытийкая наб д. 4