Устройство для синхронизации генераторов переменного тока

(51)4 Ч 02 Л 3 ЬЗЙ ИОМИТ ИЯМ И ОТНРЫТГОСУДАРС ПО ИЭОБР 3 ЖОЮЗИ А 1 И, ю 6 мб Б 1 БЛ).О 1А(56) Патент СЧАкл. 307-87, 19 Бюл. В 27ан, В.Л.ВайнеМ,С,Ямилов9 (088,8)9 3588519,1. ечения й функрабо-также ния авласти с обыч ря выполнения им цией включени ту двух разли пол ггь параллельн изированноектроэнер- С), для й автоматисхемы генеераторо и включ ных ге функц выключ дополнительноитоматическогона оба входа уго же напряженНа чертеже аче еля при а одног и торои ияпредставлена блок-схего устройства. шире ниеей устройа предлагаем(54) УСТРОЙСТВО ЦЛЯ СИНХРОНИЗАЦИИГЕНЕРАТОРОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА(57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - расши-рение функциональных возможностей,Наряду с традиционной задачей включения автоматического выключателя ссинхронизацией решается задача включения автоматического выключателя,с обеих сторон которого имеется напряжение либо одного генератора, либогруппы параллельно работающих генераторов. Это позволяет полностью автоматизировать процесс управления"кольцевыми" схемами генерированиясудовых электроэнергетических систем, повысить оперативность управления без применения сложных логическихсхем управления. Устройство "различаИзобретение относится электротехники и может б зовано в системах автома го управления судовыми э гетическими системами (Э включения с синхрониэаци ческих выключателей (АВ). ет" разные напряжения или одно и то же напряжение, поступаюцее на его оба входа, и соответственно вырабатывает или не вырабатывает исходную последовательностьимпульсов, воздействующую на КБ-триггер, Если на оба входа. устройства подключается одно и то же напряжение, то исходная последовательность импульсов отсутствует и КБ-триггер, установленный при включении устройства в положение 1, воздействует в этом случае на формирователь выходного импульса, вырабатывающий выходной сигнал на включение автоматическоговыключателя.Если же на оба входа устройства подключаются два разных напряжения, то имеет место исходная последовательность импульсов, которая удерживает КЯ"триггер в положение О, в результате чего он не воздействует на формирователь выходного импульса. При этом дальнейшая работа устройства протекает традиционным образом: реализуются условия синхронизации и в момент их выполнения вырабатывается импульс на включение автоматического выключателя. 1 ил. ства синхронизации путем обес31495905 мы ИЛИ с инверсией 22 подключен к выходу схемы 9 установки "0", Выходсхемы ИЛИ 8 через первый элемент 10задержки подключен к установочномувходу счетчика 7 и одновременно квходу второго элемента 11 задержки,выход которого подключен к второмувходу триггера 12 текущего переполнения, первый вход которого соединенс первым входом триггера 13 начального переполнения и подключен к вы 40 ходу переполнения счетчика 7. Второй вход триггера 13 подключен к выходусхемы 9 установки в "0", Выходы разрядов счетчика 7 подключены к дешифратору 14, выход которого подключен к третьему входу схемы 15 совпадения,четвертый вход которой подключен квыходу инвертора 4, пятый вход к прямому выходу триггера 13, шестой вход к инверсному выходу триггера 12, первый вход к блоку 16 запрета по разУстройство содержит формирователи 1 и 2 импульсов, блок 3 логики, инвертор 4, схему 5 совпадения, генератор 6 высокочастотных импульсов, двоичный счетчик 7, схему ИЛИ 8, схему 9 установки "0", элементы 10 и 11 задержки, триггер 12 текущего переполнения, триггер 13 начального переполнения, дешифратор 14, схему 15 совпадения, блок 16 запрета по разности напряжений, блок 17 запрета по разности частот, формирователь 18 выходного импульса, узел 19 установки, статический триггер 20, схему ИЛИ 21 с инверсией, схему ИЛИ 22 с инверсиеи, конденсатор 23.гПри этом к входам формирователей 1 и 2 импульсов подключаются напряжения синхронизируемых генераторов Б 1, 20 , 0, а их выходы подключены к соответ ствующим входам блока 3 логики, выход которого подключен к входу инвертора 4, к второму входу статического триггера 20 определения характе ра входных сигналов, к конденсатору 23 и к второму входу. схемы 5 совпадения, первый вход статического триггера 20 подключен к выходу узла 19 установки, первый вход схемы 5 совпа дения подключен к выходу генератора 6 высокочастотных импульсов. Выход схемы 5 совпадения подключен к счет ному входу двоичного счетчика 7, а выход инвертора 4 подключен к первому входу схемы ИЛИ 8, второй вход которой вместе с вторым входом схе 4ности напряжений, а второй вход -к выходу блока 17 запрета по разности частот. Выход схемы 15 совпаденияподключен к второму входу схемы ИЛИ2 1 с инверсией, первый вход которойподключен к прямому выходу триггера20, первый вход которого подключенк выходу узла 19 установки. Выходсхемы ИЛИ 21 с инверсией подключенк первому входу схемы ИЛИ 22 с инверсией, выход которой подключен к входуформирователя 18 выходного импульса,Устройство работает следующим образом.Рассмотрим сначала случай, когдана входы устройства поступают напряжения Б и П двух различныхгенераторов.При включении питания узел 9 установки нуля вырабатывает единичныйимпульс, устанавливакщий счетчик 7и триггеры 12 и 13 в положение Оа также поступааций в виде логической "1" на второй вход схемы ИЛИ22 с инверсией, блокируя .выход устройства от ложного выходного сигнала, обеспечивая на выходе схемы ИЛИ22 с инверсией, соединенной с входомформирователя. выходног о импульса, ло"гический "0" на время установленияпроцессов в схеме. Синусоидальныенапряжения генераторов поступают соответственно на входы формирователей1 и 2 и на входы блоков 16 и 17 запрета по разности напряжений и разности частот. На выходах формирователей имеют место последовательностиимпульсов, которые условна можнообозначить буквами а и Ь, периодыповторения которых равны периодамвходных напряжений, а длительностиих полупериодам,На выходе блока 3 логики имеетместо исходная последовательность импульсов, описываемая логическим уравнением С = аЬ у аЬ, длительность каждого из которых соответствует углусдвига фаз между входными напряже"ниями. При этом максимальная длительность импульса указанной последовательности имеет место, когда входные напряжения находятся в противофазе. Затем с уменьшением угла сдвига фаз длительность импульсов уменьшается. Рассматриваемая последовательность импульсов постуйает на второй вход Я-вход) триггера 20. Привключении питания на первый вход5 149,9 (Б-вход) триггера 20 с выхода уэлд 19 установки поступает единичный импульс, длительность которого меньше длительности импульса, ырабатываемо 5 го при включении питания узлом установки "0", По окончании импульса на Б-входе триггера 20 ввиду наличия последовательности импульсов С на его К в вхо триггер 20 устанавливается в положение 0 и на его прямом выходе, соединенном с первым входом схемы ИЛИ 21 с инверсией имеет место логический "0", которьп не влияет на работу остальной схемы устройства. С возникновением очередного импульса на выходе блока 3 логики через схему 5 совпадения на вход счетчика 7 начинают поступать высокочастотные импульсы генератора 6, т.е. начинается измерение длительности импульса (угла сдвига фаз). Одновременно на выходе инвертора 4 возникает логический "0", обеспечивающий отсутствие выходного сигнала на время измерения. С окончанием импульса на счетчике 7 оказывается записанным число, соответствующее его длительности, С помощью дешифратора 14 определяется соответствие этого числа заданной установке. Если угол сдвига фаз находится в допустимых для включения пределах, то на выходе дешифратора 14 образуется логическая "1", в противном случае - логический "0", Триггеры 12 и 13 служат для защиты от ложных выходных сигналов. Емкость счетчика 7 несколько превышает максимально допустимое число, соответствующее норме. 40 45 50 Ллительность измеряемых импульсов разности фаз и заполнякщая частота высокочастотных импульсов таковы, что, исключая небольшой интервал в окресности точки совпадения фаз, счетчик 7 переполняется. Поскольку включение синхронизатора производится в произвольный момент, то может произойти ложное срабатывание, если включение устройства произойдет непосредственно за нулевым значением разности фаз, Чтобы избежать этого, используется триггер 13 начального переполнения. При включении он устанавливается в положение 0 и логический "0" с его прямого выхода будет давать запрет на срабатывание схемы 15 совпадения до тех пор, пока не 05 6бчдет цикла с переполнением счетчика 7,В любом цикле, где имеет местопереполнение счетчика 7, возможнаситуация, когда на выходе деппфратора 14 будет логическая "1", соответствующая углу сдвига фаэ, находящемуся в норме. Чтобы избежать ложноговыходного сигнала, в этом случаевведен триггер 12 текущего переполнения, которьп при переполнениисчетчика 7 устанавливается в положение 1 и с его инверсного выхода поступает запрет на срабатывание схемы15 совпадения в виде логического"0". По окончании каждого цикла триггер 12 текущего переполнения устанавливается в положение 0 и, если вочередном цикле нет переполнениясчетчика 7, триггер 12 остается вположении 0 и запрет на срабатываниеустройства снимается,С окончанием измеряемого импульса разности фаз на выходе блока 3логики возникает логический "О", запрещающий доступ высокочастотныхимпульсов на вход счетчика 7. В тоже время на выходе инвертора 4 возникает логическая "1", разрешающая выработку выходного сигнала, При наличии логических "1" на всех шести входах схемы 15 совпадения, т,е. присоблюдении всех необходимых условий,на выходе схемы 15 совпадения образуется сигнал также в виде логическойкоторьп, пройдя через схемыИЛИ 21 и 22 с инверсией поступает навход формирователя 18 выходного импульса, вырабатывающего выходной импульс. В то же время логическая "1",возникающая на выходе инвертора 4,через схему ИЛИ 8 и элемент 1,0 задержки устанавливает счетчик 7 в положение О, приводя устройство в исходное состояние и подготавливая егок следующему циклу работы, которыйначинается с приходом очередного импульса последовательности С. Наличиеэлемента 10 задержки обеспечиваетустановку счетчика 7 в положение 0после начала выработки выходного сигнала. Элемент 11 задержки обеспечивает в конце цикла установку в положение 0 триггера 12 текущего переполнения после установки в 0 счетчика 7, что исключает возможностьложного срабатывания устройства вцикле с переполнением счетчика 7, 149590 )40 поскольку сначала появляется запрет (логический 0) ца выходе дешифр- тора 14 и лишь затем разрешение (логическая "1") на инверсцом выходе триггера 12 текущего переполнения, Таким образом, устройство вырабатывает команду на включение в первом же периоде напряжения биений при условии, что включение устройства проИзошло в любой момент до наступления допустимого угла опережения совпадения фаз синхронизируемых напряжений, Или в следующем периоде напряжения биений, если включение устройства произошло в весьма узкой зоне допустимых углов.Рассмотрим теперь случай, когда на оба входа устройства поступает одно и то же напряжение, 20При включении питания, как и предыдущем случае, узел 9 установки "0" вырабатывает единичный импульс, поступающий в виде логической "1" на второй вход схемы ИЛИ 22 с инверсией, 25 блокируя выход устройства от ложного выходного сигнала, обеспечивая на выходе схемы ИЛИ 22 с инверсией, соединенном с входом формироватепя выходного импульса, логический "О" на вре мя установления процессов в схеме, Поскольку на оба входа устройства подается напряжение одного генератора, то на выходах формирователей 1 и 2 будет иметь место одна и та же последовательность импульсов, т,е. а = Ь. Отсюда на выходе блока 3 логики, соединенного с вторым входом (К-входом) триггера 20, имеет место логический 0", т.е. С = О. В то же время при включении питания узел 19 установки вырабатывает единичный импульс (его длительность меньше длительности импульса, вырабатываемого узлом 9 установки "0"), поступающий в виде логической "1" на первый вход (Б-вход) триггера 20, устанавливающий его в положение 1, Приэтом на прямом входе триггера 20 образуется логическая "1", которая после импульса на выходе узла 9 установки "0" через схемы ИЛИ 21 и 22 с инверсией поступает на вход формирователя 18 выходного импульса, вырабатывающего выходной импульс, Конденсатор 23 защищает схему от паразитцых 55 коротких импульсов, которые могут иметь место на выходе блока 3 логики, когда нл оба входа устройства подано напряжение одного генератора за счетнеодинаковых задержек распространения сигнала соответственно в цепочках, образуемых узлами 1,3 и 2,3. формула изобретенияУстройство для синхронизации генераторов переменного тока, содержащее формирователи импульсов и блоки запрета по разности частот и разности напряжений с входами для подключения на напряжения генераторов переменного тока, причем выходы формирователей подключены к блоку логики, а выходы блоков запрета по разности частот и разности напряжений подключены к первому и второму входам шестивходовой схемы совпадения, счетчик импульсов со счетным входом, подключенным к выходу двухвходовой схемы совпадения, первый вход которой подключен к генератору высокочастотных импульсов, а второй вход - к выходу блока логики, дешифратор с входами, подключенными к соответствующим разрядам счетчика импульсов и с выходом, подключенным к третьему входу шестивходовой схемы совпадения, схему ИЛИ, первый вход которой подключен к четвертому входу шестивходовой схемы совпадения и к выходу инвертора, вход которого соединен с выходом блока логики, а второй вход схемы ИЛИ подключен к узлу установки нуля, выход же схемы ИЛИ через первый элемент задержки подключен к установочному входу счетчика импульсов и к входу второго элемента задержки,. выход которого подключен к второму входу первого статического триггера, первый вход которого соединен с первым входом второго статического триггера и подключен к выходу переполнения счетчика импульсов, второй вход второго статического триггера подключен к выходу узла установки нуля, инверсный выход первого статического триггера и прямой выход второго статического триггера подключены соответственно к пятому и шестому входам шестивходовой схемы совпадения, а также формирователь выходного импульса, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введены узел установки, статический триггер, конденсатор, первая схема ИЛИ с инверсией, вторая схема ИЛИ с-35, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 4279/52 Тир НИИПИ Государственного комитет 113035, Москва, КНТ изводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 инверсией, причем выход узла установки подключен к первому входу дополнительного статического триггера, второй вход которого подключен к выходу блока логики и конденсатору, авыход - к первому входу первой схемы ИЛИ с инверсией, второй вход которой подключен к выходу шестивходо" вой схемы совпадения, а цыход к. первому входу второй схемы ИЛИ с инверсией, второй вход которой подключен к выходу узла установки нуля, а выход - к входу Формирователя выходного импульса,