Устройство для автоматического регулирования частоты генератора переменного тока

асс 21 с, б 4 ИСАНИЕ ИЗ НИ АВИСИМОМУ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ Зарегисврировано в Бюро последующей регистрацииобретений Госпдака при СНК СССР стрый. тройств ского регулнроваременного тока. ля ге автоматичнератора п рское свиде 31 декабряда в НКЭН а евраля 1938 го Опубликовано Основно тельство на имя тог1937 года52288. вт от явлено 22 февраля 1938 г4665, 14666 и 14667 от 221466 дан 3 июляс ирисоединенне 261 и 36262 о 239 года; В авторском свидетельстве52288, выданном тому же изобретателю, опи. сано устройство для автоматической регулировки частоты генератора переменного тока с применением управляющего цепью серводвигателя чувствительного прибора в виде ватт- метрового диференциального реле, развивающего два усилия разных знаков, из которых одно зависит от частоты, а второе имеет постоянное установленное значение, Согласно изобретению, в качестве ваттметрового реле заявителем было предложено применить двухъэлементный счетчик, у которого токовая обмотка одного элемента включена в колебательный контур, питаемый от трансформатора напряжения, а токовая обмотка другого элемента включена на трансформатор напряжения при помощи потенциометра с целью установления требуемого режима регулирования. Так как при этом первый элемент счетчика получает момент вращения Я, зависящий от изменения вектора тока, а второй элемент получает момент вращения М пропорциональный току, установленному при помощи изменения величины сопротивления потенциометра, и так как эти моменты направлены в разные стороны, то результирующий момент вращения Яр, -- Я, - Я,.В процессе производственных испытаний и лабораторной разработки изобретателем было достигнуто упроцение схемы регулятора, составляющее предмет дополнительного изобретения, Последнее заключается в том, что суммирование Я, и Я, производится не механически через диск, а электрически, т. е. применяется один ваттметровый элемент вместо двух,При этом появляется возможность использования второго ваттметрового элемента для регулирования скорости генератора, мощности его и т. д.Сущность нового изобретения поясняется чертежом, на котором фиг. 1 - 6 и 8 изображают электрические схемы предлагаемого устрой. ства в применении к регулированию различных параметров генератора, а фиг, 7 - диаграмму, поясняющую работу устройства по фиг. 6.На фиг. 1, поясняющей возможность использования второго элемента, цифрой 1 обозначен собственно регулятор, цифрой 11 в ко-. лебательный контур, в который входит емкость С, индуктивность (трансформатор с воздушным зазором) Е, трансформатор Т, ограничительное сопротивление Я и трехконтактный реостат Рустрата П, В собственно регулятор входят ваттметровый эле. мент 1, диск 2, тормозный магнит 3, мотор Варрена 4, шестереночная передача Б, эксцентрик б, шарнирное звено 7 и каретка корректора 8, На фиг. 1 имеются следующие обозначения: 9 в баланс каретки, 10 - внешние подвижные контакты, 11 - втулка крепления внутренних контактов, 12 в спиральная пружина, 13 в пружинодержатель, 14 в упор контактной планки, 15 в контактная план. ка, 16 в внутренние контакты, 17 - балансы диска, 18 в средний упор контактных планок, 19 в магнитный фиксатор среднего положения диска.Как уже указывалось в основном авторском свидетельстве52288, устройство для автоматического регулирования частоты может быть использовано в качестве регулятора мощности генератора. С целью регулирования мощности генератора, в зависимости от уровня воды верх. него бьефа, движок реостата потен. циометра сцепляется с поплавком. Последнее поясняется фиг. 2 чертежа, на которой буквой Г изображен генератор, Р - собственно регулятор, С - стабилизатор напряжения, Т - трансформатор и ПП - поплавок. Как видно из чертежа, регулятор действует, поддерживая мощность генератора, соответственно .уставке регулирования, т. е. по водотоку. Управление реостатом уставки может быть как непосредственное механическое, так и дистанционное (электрическое).Это же устройство может быть использовано в качестве регулятора мощности по заданному графику. Для этого, как видно на фиг, 3 чертежа, движок реостата сцепляется с барабоном 1, приводимым во вращение от мотора Варрена 2, Барабан снабжен штифтами, расположенными по его поверхности в соответствии с графиком и взаимодействующими с рукояткой реостата; тем самым изменяется М,. Регулятор действует, поддерживая мощность генератора соответственно графику или заданию, т, е. приводит к равенству М,= М На чертеже Г - генератор, Р - собственно регулятор, Т - транс. форматор.Предложенное изобретателем устройство для автоматического регулирования частоты генератора может быть также использовано для регулирования частоты несколькими генераторами одной станции. Для это. го на каждом ведомом генераторе устанавливается регулятор мощности. Серводвигатели последних упразляются импульсами тока от регулятора частоты, установленного на спе. циальном ведущем генераторе. М, сб. здается мощностью одной фазы веду.щего генератора, а М, - мощностью той же фазы ведомого генератора.На фиг. 4 изображено предлагаемое устройство, где Р - регулятор мощ-.ности отдельных генераторов, а Р - регулятор частоты.Для осуществления регулирования частоты несколькими параллельно работающими станциями необходимо введение в регуляторе частоты некоторого статизма по мощности.,Путем настройки регулятора на определенный статизм можно установить степень участия отдельной станции в регулировании частоты в системе.Это достигается применением регулятора, изображенного на фиг. 1, в котором токовая обмотка свободного ваттметрового элемента включена в цепь трансформаторов тока и напряжения соответствующей ведущей станции.На фиг. 5, аналогично фиг. 1,С обозначает емкость, Я в ограничительное сопротивленйе, Е - индук.тивность (трансформатор с воздушным зазором); Т - трансформатор, П - трехконтактный реостат Рустрата. Буквой Г обозначен ведущий генератор.Изменение величины установленной мощности достигается с по.мощью промежуточного трансформатора тока 1, имеющего переменный коэфициент трансформации.То же устройство может бытьиспользовано также в качестве ре.гулятора скорости. Для осуществления автоматической синхронизациигенераторов переменного тока, какизвестно, необходимо автоматическое выравнивание скорости подключаемого генератора с сетью,Изображенное на фиг, 6 чертежаустройство, предназначенное дляэтой цели, состоит из,собственнорегулятора" 1 и двух колебательныхконтуров 2.Собственно регулятор" имеет двеиндукционные ваттметровые системы, снабженные общим диском ивстроенным внутри приспособлени.ем, устраняющим перерегулирдвание.В колебательный контур, как указывалось выше, входят ограничительное сопротивление К емкость С,индуктивность Ь (трансформаторс воздушным зазором), небольшойтрансформатор Т и трехконтактныйреостат П.Каждый колебательный контур настроен на частоту около 51 герц ивключен так, что моменты систем направлены навстречу друг другу, Работа регулятора поясняется графиком на фиг, 7. Допустим, что сетьсоздает вращающий момент Лаподключаемый генератор - вращающий момент М 2. При частоте сети,равной 50 герц, Л,=О.Если подключенный генератор разворачивается, то с момента подачинапряжения на регулятор до скоро.сти вращения его, близкой к синхронной скорости, Л, будет иметьположительный знак.Импульсная система собственнорегулятора" включена таким образом, что при наличии положитель.ного суммарного момента, т. е,М, + М 2 )О, мотор регулятора тур.бины увеличивает доступ годы илипара к турбине, подгоняя скоростьвращения генератора к синхроннойскорости, до выравнивания моментовМ =Л,=0,При числе оборотов подключаемого генератора выше синхронной скорости регулятор будет уменьшать доступ пара или воды к турбине до выравнивания моментов Л, и Л,.Если частота сети будет больше или меньше номинальной, то в пределах + 2 герца, т, е, от 48 до 52 герц, процесс регулирования скорости будет проходить тем же порядком, что и при номинальной частоте до равенства моментов Л 2 М 1В этом случае М, и Л, в сумме дают нуль, но каждый из них не равен нулю,Точность регулирования синхронной скорости высока и может быть доведена до + 0,01 герца, что практически не вызывается необходимостью.Устройство для автоматического регулирования частоты генератора, предложенное заявителем, производит регулирование по мгновенному отклонению частоты. Так как про. цесс регулирования требует некоторого времени, и регулирование происходит с допустимой погрешностью по частоте, то по истечении нескольких часов работы регулятора происходит накапливание ошибки по времени показания электрических часов на + 1 секунду по сравнению с астрономическими часами.Для осуществления комбинированного регулирования частоты, т. е. исправления накопившейся ошибки по времени, предусматривается изменение уставки астрономическими часами.Для этой цели, как это показано на фиг, 6 чертежа, средний подвижной контакт реостата П, создающий Лимеет три контактные планки. Средняя контактная планка нормально находится в работе, а две крайние планки закрепляются на определенном расстоянии от нее.В случае накопления ошибки по времени сверх допустимого предела, порядка нескольких секунд, астрономические интегральные часы (диференциальное реле времени) 1 через посредство промежуточных ре ле 2 изменят уставку регуляторачастоты включением нужной контактной планки и отключением сред.ней рабочей планки. Этим самымуставка регулятора изменяется на +несколько сотых герца,После исправления накопившейсяошибки по времени астрономические часы размыкают свои контактыи, тем самым, приводят регуляторчастоты в прежнее положение,Предмет изобретения,1. Видоизменение устройства по п. 1авторского свидетельства52288,отличающееся тем, что, с цельюиспользования одного из ваттметровых элементов для регулированиядругих параметров (скорости, мощности и т. д.) генератора, токоваяобмотка другого элемента диференциального реле включена на последовательное соединение колебательного контура и трансформатора напряжения.2. Применение устройства по и, 1авторского свидетельства52288в качестве регулятора мощности генератора, в зависимости от уровняводы верхнего бьефа, путем сцепления движка реостата иотенциометрас указателем уровня,3. Применение устройства ио п. 1авторского свидетельства 3% 52288в качестве регулятора мощности позаданному графику путем сцеплениядвижка реостата с подвижной частьюприспособления, воспроизводящегоэтот график. 4. Применение устройства по и. 1 авторского свидетельства52288 для регулирования частоты нескольких генераторов одной станции путем связывания указанного устрой. ства с ведущим генератором для управления серводвигателями ведомых генераторов, снабженных регу. ляторами мощности,5. Форма выполнения устройства по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью осуществления регулирова. ния частоты в системе несколькими параллельно работающими станциями путем придания этим станциям некоторой степени статизма по мощности, первые ваттметрбвые элементы регулирующих устройств этих станций включены в цепи трансформаторов тока и напряжения.6. Применение устройства по и. 1 авторского свидетельства52288 в качестве регулятора синхронной скорости, для чего колебательный контур введен также и в цепь вто. рой токовой обмотки.7. Форма выполнения устройства по н. 1 авторского свидетельства52288, отличающаяся тем, что, с целью компенсации накапливающейся ошибки по времени, движок потенциометра выполнен в виде трех контактных планок, одной средней - рабочей и двух крайних - вспомогательных для подключения к ним управляемой цели при помощи астрономических интегральных ча. сов.