Способ распределения активной нагрузки между параллельно работающими синхронными генераторами

ИХСНИ СОЮЗ СОВЕ СОЦИАЛИСТ РЕСПУБЛИН 94 Н 02 3 2Фф 1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Ленинградский институт водного транспорта(53) 621.313.12,024,07(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР В 583528, кл, Н 02 Т 3/46, 1973,Авторское свидетельство СССР Р 1026237, кл. Н 02 Т 3/46, 1983Авторское свидетельство СССР У 1072178, кл, Н 02 Х 3/46, 1984. (54) СПОСОБ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ АКТИВНОЙ НАГРУЗКИ МЕЖДУ ПАРАЛПЕЛЬНО РАБОТА 10- ЩИМИ СИНХРОННЫМИ ГЕНЕРАТОРАМИ (57) Изобретение относится к электро технике и предназначено для автомати ческого распределения активной нагрузки между параллельно работающимиР синхронными генераторами одинаковои или разной мощности) при условии пропорционального разделения реактив ных нагрузок. Цель изобретения - повышение быстродействия, При этом в номинальном режиме измеряют сигнапы, пропорциональные активному фазному току и частоте вращения приводных двигателей синхронных генераторов, перемножают данные сигналы, определяют среднее значение произведения и воздействуют на вращающие моменты приводных двигателей генераторов прон порционально разности (1 п, -( 1.п)/( . 11: до достижения ею нулевого значения, где Б - количество генераторов; 1 и. - соответственно сигналы, пропорциональные активному фазному току и частоте вращения приводного двигателя -го генератора, 2 ил.с10 16 20 25 30 ЗВ 40 4 50 1 13Изобретение относится к электротехнике и предназначено для автоматического распределения активной нагрузки между параллельно работающимисинхронными генераторами при условиипропорционального распределения ре -активных нагрузок.Цель изобретения - повышение быст.родействия процесса распределения активной нагрузки.На фиг.1 изображена блок-схемаустройства для распределения активнойнагрузки между параллельно работающими синхронными генераторами, реализующего предлагаемый способ; на фиг .2.то же, вариант технической реализацииБлок-схема устройства (фиг.1) содержит синхронные генераторы 1, первичные двигатели (дизели) 2, регуляторы 3 скорости, серводвигатель 4регулятора скорости, датчик 5 активного тока, датчик 6 частоты вращения,блок 7 перемножения, сумматор 8, блок9 вычитания, блок 10 деления,Устройство (фиг.2) содержит синхронные генераторы 11,1-11,11, трехфазные переключатели 12.1-12.И, трехфазную нагрузку 13, датчики 14.1 - 14 Дтока, переменный резистор 15,. источник 16 питания постоянного тока, тахогенераторы 17.1-17.Я, серводвигатели 18,1-18,5 постоянного тока независимого возбуждения, дизели 19,119,И, переключатели 20,1-20.5, приэтом обмотки якорей тахогенератора17,1 (х= 1,М) и серводвигателя 18,.((х=1,М) соединены последовательно,свободные одноименные отводы обмотокякорей тахогенераторов 17 соединенымежду собой, свободные одноименныеотводы обмоток якорей сервоцвигателей 18 соединены между собой черезсоответствующие переключатели 20,обмотка возбуждения тахогенератора17.3. подключена параллельно выходудатчика 14, тока, включенному в одну из фаэ (например, А, В или С)синхронного генератора 11, нагрузка13 через трехфазный переключатель12,1 подключена к выходу синхронногогенератора 11.1, с первым выводомисточника 16 питания последовательносоединен переменный резистор 15, ксвободным выводам переменного резистора 15 и источника 16 питания параллельно подключена обмотка возбуждения серводвигателя 18, ротор синхронного генератора 11. механически соединен с валом дизеля 19., снабженным серводвигателем 18,х для подачи топлива, ротор синхронного генератора 11, механически соединен сякорем тахогенератора 17,В качестве датчика 14 тока используется трансформатор тока с выпрякятелем, а выход выпрямителя при этомслужит выходом датчика тока,Устройство (фиг.1) работает следующим образомДатчики 5 активнсго тока, установленные на каждом из параллельно работающих синхронных генераторов 1,вырабатывают сигнглы 1 ( =1,11),про 1порциональные фазному активному току(например, фазы А),. Датчики 6 частоты вращения вырабатывают сигналы н1(.1,И), пропорциональные частотевращения первичных двигателей (дизелей) синхронных генераторов. Сигналы,пропорциональные 1 , и перемножагются в блоке 7. перемножения, Выходной сигнал блока 7. перемножения(п.1 ) подается на один из входовсумматора Я. Выходной сигнал сумматора 8 ( Г 1 и ) подается на вход 101блока 10"деления с коэИициентом де 1ленин в , Выходной сигнал блока 10 деления, равный среднему значению произведения (1 г,), подается на вычитающие входы блоков 9 вычитания. На второй (суммирующий) вход блока 9,х вычитания подается сигнал (1 и ) с1 блока 7,. перемножения, Выходной сигнал блока 9 вычитания, равныйН:1подается на вход серводвигателя 4, . который начинает вращаться, Направление и скорость вращения его будут определяться величиной и знаком выражения (1), Вращение серводвигателей 4 соответственно и работа регуляторов 3 скорости первичных двигателей 2, будет происходить до тех пор, пока выражение (1) не будет равно нулю, т.е. когда нагрузки генераторов не будут равны между собой или когда нагрузка не распределится пропорционально мощности синхронного генератора,Устройство (Фиг 2) работает следующим образом,11 редположим, что одновременно параллельно,работают три генератора(2) 1 + Е + Ез) М/2и=3 з 13507511.1, 11.2, 11.3 одинаковой мощности.Переключатели 12.1, .12.2, 12.3 замкнуты, а переключатели 12. (=4,М)разомкнуты, Одновременно с замыканием5трехфаэных переключателей 12.1, 12,2,12.3 замыкаются однофазные переключатели 20,1 - 20.3, однофазные переключатели 20 (=4,М) разомкнуты С помощью переменного резистора 5 устанавливается требуемое значение выходного напряжения источника 16 питаниядля обеспечения необходимого значениятока возбуждения серводвигателей 18,Предположим, что нагрузка синхронных генераторов 11 одинакова и мощности синхронных генераторов 11 равны.Тогда с выхода датчика 14, подается сигнал (ток) 1., пропорциональный активному Фазному току генератора 11 Одновременно дизель 19.вращает якорь тахогенератора 17.5.,Тахогенератор 17. вырабатывает ЭДСЕ = С 1 И С - коэффициент про 6порциональности, п - частота вращения якоря тахогенератора 17. дизелем 19,1,Можно показать, что если Е, + Е - = Е, = Е и нагрузка генераторов1одинакова, то потенциал общей точки соединения обмоток якоря серводвигателей 18 (Фиг,2, точка Ф) равен Е и якорные токи серводвигателей 18 равны нулю.При возникновении несимметрии нагрузки (например, 1 т 11 , где 1, 1 , 1 - активный фазный ток,9например, Фазы А) генераторов 1,1, 11,2, 11.3, измеряемой датчиками 40 14,1, 14.2, 14,3 тока, потенциал Ч точки Ф равен зависят от величины и знака разности(С 1 п ) М) = - (1 п,В Протекающие уравнительные токи вызывают поворот якореу серводвигателей 181, 18.2, 18,3, а следовательно, и смещение топливных реек дизелей 19 в направлении, способствующем уменьшению до нуля выражения (2), что уменьшает величину рассогласования между номинальным значением активного фазного тока синхронного генератора. и текущим значением активного фазного синхронного генератора.Ток в.обмотке якоря серводвигателя 8 уменьшается постепенно с уменьшением величины рассогласования активной нагрузки синхронных генераторов 11, что обуславливает отсутствие перерегулирования и повьппает быстродействие процесса распределения активной нагрузки.При параллельной работе генераторов различной мощности коэффициент передачи датчика 14.1 тока (коэффициент трансформации) должен устанавливаться по ФормулеРК. =- -- (Р ) Р.), (3)Р, Е +Е +Е33Э где Б - число параллельно работающихгенераторов 11;В - сопротивление обмоток якорейсерводвигателя и тахогенератора, соединенных последовательно,При этом через обмотки якорей серводвигателей 18 и тахогенераторов1 17 потекут уравнительные токи 1, 1 1 з, величина и направление которых50 где Р ,Р - соответственно активныемощности наиболее мощного трехфазного генератора и -го генератора (Р = шах Р. ).В номинальном режиме при пропорциональной нагрузке мощности каждого генератора через первичные обмотки трансформаторов датчика 14 тока поте 55 кут неравные между собой токи, Чтобытоки, протекающие через обмотки якоря тахогенераторов 17 и серводвигателей 18, были равны нулю при одинаковойненных обмоток якорей тахогенераторов3и серводвигателей. Потенциал общейточки равен среднему значению ЭДС тахогенераторов.Осуществляют воздействие на вращающие моменты приводных двигателейгенераторов пропорционально разностиМ1,1.п. - (Е: 1,п,)П) до достиженияею нулевого значения, Укаэанная операция реализуется за счет параллельного соединения обмоток якорей тахогенераторов и серводвигателей, Принеравенстве величины (1 и.) ее среднему значению по обмотке якоря серводвигателя протекает уравнительныйток, который смещает топливные рейкиприводных двигателей дизелей), изменяя значение активного фазного токагенератора,В результате применения предлагаемого способа повышается быстродействие процесса распределения активнойнагрузки за счет одновременного распределения активной нагрузки междувсеми параллельно работающими синхронными генераторами беэ перерегулирования пропорционально их мощности.При резких изменениях частоты вращения дизеля одного из генераторов тахогенератор вырабатывает управляющийсигнал, пропорциональный не толькотоку фазы генератора, но и скоростиизменения частоты вращения первичногодвигателя, что повьппает быстродействие процесса. распределения активнойнагрузки. Это особенно важно в случае использования инерционных регуляторов частоты вращения первичных двигателей,При использовании в качестве датчика тока датчика активного тока устройство пригодно для распределенияактивной нагрузки независимо от способа распределения реактивной нагрузкиэВыравнивание активной нагрузкивозможно как в сторону уменьшения,так и в сторону увеличения отклонения активной нагрузки каждого генератора от требуемого номинального) значения, т.е. расширяются функциональные возможности,Формула изобретения Способ распределения активной нагрузки между параллельно работающими 5 135075частоте вращения первичных двигателей,необходимо, чтобы коэффициент передачи датчика 14 тока выбирался по формуле (3) затем принцип работы устрой 95ства совпадает с описаннымВ качестве источника 16 питания может использоваться импульсный источник питания с регулируемой частотой.такта выходного напряжения, например, 10в виде прямоугольной волны. Такой источник питания важно использовать втаких системах распределения активнойнагрузки, в которых имеет место перерегулирование при подаче постоянногонапряжения на обмотки возбуждения сер водвигателей, Уменьшение перерегулирования или его отсутствие повьпваетбыстродействие распределения активнойнагрузки. 20Таким образом, предлагаемый способраспределения активных нагрузок, реализованный устройством (фиг.2), сводится к следующей последовательностидействий.Измеряют сигналы, пропорциональныеактивному фазному току синхронных генераторов,Указанная операция реализуется спомощью датчиков 14 тока При этом вкачестве датчика 14 тока может служить датчик полного тока в случаепропорционального распределения реактивных нагрузок или датчик активноготока в общем случае.35Измеряют сигналы, пропорциональныечастоте вращения приводных двигателейгенераторов. Указанная операция реализуется за счет механической связи. якоря тахогенератора с валом приводДОного двигателя.1Перемножают указанные сигналы,Указанная операция реализуется приюпомощи тахогенератора, вырабатывающего ЭДС К , пропорциональную произведению (1. и ), где 1, г. - сигналы,пропорциональные активному фазномутоку и частоте вращения приводногодвигателя (дизеля) 1-го генератора,Необходимо отметить, что указаннаязависимость справедлива для линейногоучастка кривой намагничивания тахогенератора,Определяют среднее значение указанного произведения, подсчитанногодля всех п параллельно работающих генераторов, Указанная операция реализуется с помощью параллельного соединения цепей из последовательно соеди 713507 синхронными генераторами, заключающийся в том, что измеряют сигналы, пропорциональные активному фазному току синхронных генераторов и возФ5 действуют на вращающие моменты приводных двигателей генераторов в сторону уменьшения отклонения активного фаэного тока от номинального значения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия, измеряют сигналы, пропорциональные частоте вращения приводных двигателей синхронных генераторов, перемножают укаэанные сигналы и сигналы, пропорциональные активному фазному току генераторов, определяют срецнее значение ьз бпроизведения и осуществляют воздействие на вращающие моменты приводных двигателей генераторов пропорционально разности до достижения ею нулевого значениян(1.п. - (Г 1.п, )/И),1=где М - количество параллельно работающих синхронных генераторов;1.,п. - соответственно сигналы, пропорциональные активному фазному току и частоте вращения приводного двигателя -го синхронного генератора,1350753 О,Наказнданич СоставителТехред М.Х орректор Л.Пили о дактор С.Пе Тираж 618ИПИ Государственного копо делам изобретений и5, Москва, Ж, Раушск аказ 5292/53В Потета СССР сно ткрытии я наб., д,1130 город, ул. Проектная роизводственно-полиграфическое предприятие,