Устройство для включения синхронного генератора на параллельную работу

ОП ИСАИИЕИЗОБРЕТЕН Ияс присоелкненнем заявки Лф Н 02 У 3/42 Государственный камнтет(211 П риорнте т 0 публ иков а но 30.05.80. Бюллетень Ле 20 до делам нзабретеннй н открытий.729(088.8) Дата опубликования описания 02,06,80 Н, А, Лазаревский, А. Е. Драпкиц, Л, Н. Карпиловский,С, И. Раскин, И. Н. 11 льццский ц Б, Д. Гацдцй(51) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВКЛЮЧЕНИЯ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА НА ПАРАЛЛЕЛЬНУК 1 РАБОТУдИзобретение относится к электротехнике,в частности к области автоматической синхронизации судовых синхронных генераторов при их включении на параллельную ра- .боту,5Известно устройство для включения напараллельную работу методом грубой синхронизации сицхроных генераторов, основанное на выделении напряжения биений,контроля разнос 1 и частот и синхронцза 10ции с последующей подгонкой частоты для.уравнивания частот синхронизируемых генераторов, содержащее блок выходных сигналов и напряжения питания, блок контроля разности частот, блок контроля синх 15рони 1 ации и блок подгонки частоты 111 .Недостатком этого устройства являечся чрезмерная сложность и большое количество активных элементов, снижающиеего надежность, особенно цри эксплуатации ов судовых условиях.Известно также устройство для включения на параллельнук работу методом грубой синхронизации синхронных генераторов,2основанное на сравнении частоты дизель- генератора с частотой судовой сети н включении генераторав суповую сеть через реактор при достижении разности частот определенного значения, содержащее исполнительный элемент в виде реле разности частот (РРЧ) и систему вспомогательных реле (2,Недостатком этого устройства является возможНость вЫдачя ложного сиГнала при превышении текущим значением на 1 тряжеция огибающей биений заданного порога срабатывания при первом включении, а также низкая надежность и сложность конструкции благодаря значительному количес вву вспомогательных реле.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для включения синхронного генератора на параллельную работу, содержащее выпрямители с входами для включения на рюность напряжений подключаемого и работающего генераторов и исполнительный элемент выполненный в виде блока срат738047з Мгновенное значение суммарного напряд- жения напряжения биений) определяетсякакьг 1 1 г фО =О+О =О ъюсо фО ьисО,(Й)Если напряжения сравниваемых частотравны, то есть нения, к одному из входов которого черефильтр нижних частот подключен выход оного из выпрямителей 3, В этом устройстве для получения постоянного времени опереженич использованы сложные каналы получения производныхкроме тогоимеется 16 лок запрета по разности частот,что так же усложняет устройство в целом,Цель изобретения - упрощение устройства - достигнута в результате того; 1 гоустройство цля включения синхронного генератора на параллельную работу, содержащее выпрямители с входами для включения на разность напряжений подключаемого п работающего генераторов и испол.нительный элемецт, выполненный в видеблока сравнения, к одному из входов которого через фильтр нижних частот подключен выход одного из выпрямителей, снабжено интегратором, включенным между выходом второго выпрямителя и вторым входом блока сравнения.На фиг. 1 изображена функциональнаясхема устройства грубой синхронизации;на Йиг. 2 - функциональные зависимости 25О Я на выходе фильтра нижних частоти интегратора.Устройство содержит выпрямители 1 и2, фильтры нижних частот 3, интегратор 4,исполнительный элемент 5, выполненный 30в виде блока сравнения и управляющий элементом, осуществляющим непосредственновключение генератора на параллельную работу.Входные зажимы выпрямителей 1 и 2подключены к шинам генераторов, а выход З 5выпрямителя 1 через фильтр нижних частот 3 соединен с одним входом блока сравнения (исполнительного элемента) 5, а выход выпрямителя 2 через интегратор 4 под.;соединен ко второму входу блока сравнения (исполнительного элемента) 5.Выход же блока сравнения (исполнительного элемента) 5 соединен со входом вклю;чателя (на фиг, 1 не показан),При параллельной работе синхронных 45генераторов угол между векторами напряжений генераторов изменяется во времени со скоростью, определяемой скольжениемМгновенные значения напряженияпри этом изменяются по закону 50О =О ь 1 ц 3 , О = О Мо и 1, 5)где Ои Ог - амплитудные значения напряжений первого и второго генераторов;СО й М- угловые скоростивращения первого ивторого генераторов,О:О:О;4 2то1 мах Аюи Огде 4 и А - соответственно максимальное и минимальноезначение напряженияогибающей амплитудныхзначений биений,Выражение для мгновенных значений напряжения биений в этом случае можно представить како а.ж г.О .-2 ОсоьЬ ье -(3)Ь аПри этом текущее напряжение огибающейамплитудных значений биений запишетсякак0=20 С 05= 20 СО%И)Период напряжейия огибающей биений равен2.Я 2 яЬ Ш"Ж ЮЬ ЬХарактер изменения напряжения на выходефильтра нижних частот 3 и интегратора 4показан на фиг, 2, причем кривая 1 характеризует изменение огибающей напряжениябиений на выходе фильтра нижних частот 3,а кривая Ц - на выходе интегратора 4,На участке . -1 г происходит разряднакопительных элементов (емкостей), ана участке,С -. их заряд.Рассмотрим вначале изменение напряжения на выходе интегратора 4.На участке , -г разряд емкости происходит по закону-Фс "иох ,И)Ягде А, - амплитуда напряжения огибаноющей биений.Постоянная времени разряда интегратора 4выбирается из условия значительного превышения постоянной времениразряда фильтра нижних частот 3 ЩГгри рчРазложим показательную функцию вряд. Так как постоянная времени разрядавыбирается периода напряжений биений,то можно ограничиться двумя первыми членами ряда,Тогда зависимость напряжения на выходе интегратора 4 можно считать примерно линейной,5 . 738047 бОна запишется так Если частота биений напряжений геноО ) =А (- - )раторов больше допустимой; то напряжениес пим Ч: ( )ана выходе фильтра нижних частот 3 во врНа частке 1 -1уча тке 1 -1 емкость интегратора 4 мя разряда накопительного элемента (назаряжается, пример, емкости) из за априорно установПостоянная времени заряда Смала ленных (заданных) постоянных временипо сравнению с периодом напряжения бие- разряда будет отставать от огибающей биний, Поэтом можно счэ му можно считать, что( ф- ) ений, соответствующей более низкой часв это время растет по тому же закону, тоте, причем это отставание (и увеличто и нап я инапряжение на входе интегратора 4, чение напряжения на выходе фильтра ниж 0Поэтомоэтому напряжение на участке 1-С них частот 3) будет более резким, чембудет выглядеть следующим образом . увеличение напряжения на выходе интегра 0 Ь)=А виси Фтора 4 из за меньшей постоянной временима( 7)фильтра 3 по сравнению с интегратором 4Таким об азоким образом, для интегратора 4 в течение времени разряда. Это приводит15напряжение на вапр жение на выходе можно записать как: к тому,что при недопустимоМ увеличениис3А . 1- в1 11 нен 1 сев разностн частот генераторов разность намох с1аlО : РИпряжений на выходе фильтра 3 и интеграй Й ъюю С теч; Ь тора 4 будет меньше порога срабатыванияа 3 щОисполнительного элемента, и включенияная времени заряда выбирается такой, что-. произойдет, Этим осуществляется верхняябы напряжение на выходе фильтра нижнихграница включения пб частоте биений.частот повторяло текущую огибающую наЕсли частота биений меньще расчетной,пряжения биений, Аналогично выбирается и 25то угол опережения включения нескольковеличина постоянной времени разряда фильтьувеличивается, однако это вполне допусти-ра нижних частот 3, то есть напряжениемо, так как прц этом разность напряженийна выходе фильтра нижних частот 3 запи- (3 п достигается при абсолютно меньшихшется какзначениях напряжения (О ) огибающей30тоКа,0 Ь)=4 ь 1 со С (9)ь ма ьбиений и момент включения генератора близок к режиму холостого хода,Другими словами фильтр нижних частот Работа устройства происходит следую 3 служит для очистки" огибающей напря- щим образом.жения биений от частот счастоты несущеи, а вы- Напряжение биений генераторов черезпрямитель 1 и филь 3р ф тр 3 фактически игра выпрямители 1 и 2 поступает на входыют при определенной частоте биений роль фильтра нижних частот 3 и интегратора 4пикового детектора. соответственно, имеющих разные постоянобходимо сравнить на яжения на выхо ер напряжения на выходе Напряжение с выхода фильтра нижнихатот 3 и интегратора 4 частот 3 и с выхода интегратора 4 пост 3- в процессе разряда их накопительных эле- пает на соответствующие входы блока сравментов; разность напряжений на выходе пения 5, где осуществляется нахождениеф тр их частот 3 и интегратора 4 их разности, В тот момент, когда текущаяфильтра нижних частотв моменты заряда их накопительных эле-. рмность мгновенных значений указанныхментов на име ко спр мерконденсаторов, равна напряжений достигает величины, равной45нулю. О на выходе блока сравнения 5 появитИсходя из этогоэ ого можно записать:ся сигнал, который вызовет срабатываниедэлемента включения,осуществляющего вклю - И,-СЧ- Дщд на,р4,О,ЫО С = ИО) чение генераторов на параллельную работу.Задавая порог срабатывания исполнительгдеОп - напРЯжение поРога сРабатываниЯ ного элемента (величины напРЯжениЯ наисполнительного элемента, выходе блока сравнения 5, вызывающегоРещая это уравнение относительно 1 срабатывание элемента включения), полуможно получить время опережения вкдю- чают необходимое время опережения (фиг,2)чения либо, если решать это уравнение при55Технико-экономический эффект предлозаданном времени опережения включения, женного устройства заключается в повышеможно определить необходимую величину нии надежности при эксплуатации, а такжепорога срабатывания, большом упрощении и удешевлении конструкции.7 , 738047 8формула изобретения ным между выходом второго выпрямителяи вторым входом блока сравнения.Устройство для включения синхронного Источники информации, генератора на параллельную работу, содер- принятые во внимание при экспертизе жащее выпрямители с цхопами для включе-1, Мещанинов П, А. Автоматизация суния на разность напряжений подключаемого довых электроэнергетических систем, Л.,и работающего генераторов и исполнитель "Судостроение", 1970, с, 268-270, ный элемент, выполненный в ниле блокасравнения, к одному из феодов которого 2, Мещанинов П. А. Автоматизация сучерез филе;тр йижних частот иодклйччен вы новых электроэнергетических систем, Лход одного из выпрямителей, о т л и ч а- "Судостроение", 1970, с, 267-268, в щ е е с я тем, что, с целью упроще. Авторское свидетельство СССР ния, оно снабжено интегратором, включен- % 488282, кл. Н 023/42, 1972.