Способ включения электроагрегата на параллельную работу и устройство для его осуществления

р 1) 567193 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик) Дополнительное к ав ) Заявлено 15,09.75 (21 51) М. Кл.з Н 023 3/42 2174370/07 аявкп Мо исоедпнением осударственный комСовета Министров С) Заявител ЭЛЕКТРОАГРЕГАТАУСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕНИЯ Б ВКЛЮЧЕНЪНУЮ РАБОТУОСУЩЕСТ(54 НА ЛЛ 2 то Изобретение относится к электротехнике, в астности к способам и устройствам для вклюения электроагрегатов с генераторами потоянного и переменного тока на параллельую работу. Известны способы включения электроагрегав на параллельную работу, заключающиеся в уравнивании параметров синхронизации, например частот, напряжений, путем воздействия на соответствующий серводвигатель, включении генератора в сеть и наборе нагрузке путем воздействия на соответствующий серводвигатель.Использующие известные методы синхронизации (точная, грубая и самосинхронизация) и набора нагрузки с помощью вторичных регуляторов мощности 1. При наборе нагррегуляторов мощноли мощности и замвания.Для набора нагрузки неоходимо измерить фактическую мощность на генераторе после включения его в сеть, сравнить ее с задаваемой величиной или с загрузкой параллельно работающих генераторов, выявить разницу между ними, усилить ее и подать на серводвигатель для отработки рассогласования,Измерители мощности представляют собойцовольно сложные устройства.Поэтому иногда регулирование мощностипроизводят по другим параметрам: У соз тр,5 У з 1 птр, полному току 21.В итоге, вторичный регулятор мощностивсегда представляет собой сложное устройство, требующее для наладки, обслуживания иремонта специалистов высокой квалификации.10 Для автоматического набора и распределения нагрузки между несколькими параллельно работающими электроагрегатами их вторичные регуляторы объединяются в систему.Из-за сложности этих систем надежность их15 падает,Кроме того, вторичные регуляторы мощности не выдают сигнал об окончании процессанабора на электроагрегат соответствующей части общей нагрузки, который нужен, напри 20 мер, для быстрого отключения основного электроагрегата при переводе нагрузки с него нарезервный электроагрегат. Известен также способ включения электро- агрегата на параллельную работу, заключающийся в выводе его на исходные характеристики, соответствующие номинальной регуляторной характеристике первичного двигателя и номинальной внешней характеристике генератора, уравнивании сверху параметров сиы40 мо не только следить за измерителями нагруз-, 45 50 55 60 65 хрон 1 яцпп, например часгот, напряжений, пу- тЕМ ВОЗдсйетння На СООтВСтетнуЮП 1 нй СсрВО- двигатель, включении генератора в сеть и наборе нагрузки путем ревсрсиронапия серводвпгятеля до возвращения соответсгвующсй характеристики в исходное положение 3.Этот способ включения электроагрегатов является наиболее близким техническим решением к изобретению. По этому способу операгоч запускает элек 1 роагрегат и выводит его на исходные характсрист 11 ки, соответствующие номинальной регуляторпой характеристике первичного двигателя и номинальной внешней хяряктеристике генератора, Воздействуя на соотнстствую 1 ци ссрводвигатель, огср:1 Ор уравнивает сверху пярямегры синхропнзяцпп, т 1 пример частоты, пяпряжепия до получения допустимой разнос 1 1 О кя.кдОму Зря м тру у ген(.1 ОтОрЗ и се. Зятем Оперяг.р включас генератор в сеть (лОбым методом с 11 нхронизацИи). После окопа 1. ПерехОд 11 ьх пр 01 ыссов (в 1 ягивании электроягрсгатя в сннхронизм) оператор включает соо;встствующий ссрводвигатель на реверс и набирает на электроагрегат соотьетствующую часть общей нагрузки, т. е, смещает статическу 1 о рсгулпровочную характеристику в исходное положенпе, Момент отключения серводвигятеля оператор определяет по измерительным приборам щита управления электроагрегатами. После отключения серводвигателя общая нагрузка распределяется по методу статических характеристик.Недостаток этого способа заключается в том,что для правильного набора на электроагрегат соответствующей части общей нагрузки оператору нужно иметь информацию о величине загрузки каждого из параллельно работающих электроагрегатов или знать их суммарную нагрузку.Если же подключаемый электроагрегат отличается от работающих по мощности, то оператору в процессе набора нагрузки необходики на электроагрегатах, но и производить соответству ющие вычисления.Все это усложняет и замедляет процесс набора и перевод нагрузки. Кроме того, результат действий операторазависит от правильности подключения и работы измерителей нагрузки. Возможны такжеошпоки в дсйствпях оператора. Целью изобретения является упрощение и ускорение набора соответствующей части общей нагрузки путем автоматизации этого процесса, а также получение сигнала об окончании процесса набора нагрузки на подключаемый к сетп генератор.Эта цель была бы просто достигнута, если бы серводвигатель, при смещении им регулировочной характеристики в исходное положение, отключался микропереключателем, не имеющим дифференциала, Однако на практи 10 15 20 25 30 35 кс регулятор частот вообще пе имеет микропереключателя, я если и имеет, то с большим дифференциалом, который составляет 1 генератора.Поэтому указанная цель достигается тем, что в процессе уравнивания регулируемого параметра синхронизации интегрируют и запоминают время работы серводвигателя, а на реверсе серводвигатель включают на время, равное произведению запомненного времени на отношение скоростей серводвигателя при уравнивании и на реверсе.При стабильных регулировочных характеристиках и отношении скоростей серводвигателя при уравнивании и на реверсе предлагаемый способ обеспечит приемлемую для многих передвижных электростанций точность набора соответствукицей части общей наг)узки.С целью получения сигнала об окончании процесса набора на подключаемый электро- агрегат, этот сигнал формируют по окончании работы серводвигателя на реверсе.Предлагаемый способ включения электро- агрегата на параллельную работу может быть осуществлен с помощью устройства, которое уравнивает сверху регулируемый параметр синхронизации, определяет нужный момент и включает генератор в сеть, интегрирует и запоминает длительность импульсов, поступающих на серводвигатель при уравнивании, выдает на серводвигатель импульс обратной полярности, длительность которого равна запомненному времени, умноженному на постоянный коэффициент.Известно устройство для включения генераторов на параллельную работу, которые уравнивают частоту и (или) напряжение, определяют нужный момент и включают генераторы в сеть 41.Это устройство, содержащее блок уравнивания регулируемого параметра и блок включения автомата генератора в нужный момент является ближайшим техническим решением к изобретению. Недостаток его заключается в том, что оно работает только при уравнивании частоты, включении генератора в сеть и не работает при наборе нагрузки.С целью расширения функциональных возможностей и реализации предлагаемого способа включения электроагрегата на параллельную работу, устройство. содержит ключ, управляемый блоком реверса, два интегрирующих контура, в первый из которых последовательно включен ключ, управляемый блоком уравнивания, во второй - ключ, управляемый блоком реверса, а отношение постоянных времени интегрирования первого и второго контуров равно отношению скоростей серводвигателя на реверсе и при уравнивании, нереверсивный релейный орган, вход которого включен на разность уровней выходных величин интегрирующих элементов в контурах, а выход служит для отключения блока реверса,С целью автоматического отключения основного электроагрегата при переводе нагрузкис него на резервный электроагрегат, выход не- реверсивного релейного органа служит для отключения от нагрузки основного электроагрегата.После выполнения всех функций устройство может быть отключено до следующего включения электроагрегата на параллельную работу. Поэтому с целью повышения надежности устройства путем обеспечения кратковременного режима его работы выход нереверсивного релейного органа служит для самоотключения устройства.На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для включения электроагрегатов на параллельную работу, реализуюгцего предлагаемый способ; на фиг. 2 - устройство, выполненное на разряжаемых электрических ЯС-сонтурах; на фиг. 3 - то же на заряжаемых электрических ЯС-контурах.Устройство содержит блок уравнивания 1 регулируемого параметра, блок 2 для включения автомата генеоатора в нужный момент, ключ 3, управляемый блоком уравнивания 1, блок реверса 4 серводвигателя, ключ 5, управляемый блоком реверса, два интегрирующих контура 6 и 7, нереверсивный релейный орган 8, интегрирующие элементы 9, 10 в контурах, в качестве которых использованы конденсаторы (на фиг, 2, 3) выход 11 для отключения блока реверса 4, выход 12 для отключения основного электроагрегата, выход 13 для самоотключения устройства.Устройство работает следуоцим образом.До процесса уравнивания регулируемого параметра синхронизации ца входе неоеверсивного релейного органа 8 есть какая-то начальная разность уровней выходных величин интегрирующих элементов 9 и,10, которую орган 8 не чувствует и его выходной сигнал отсутствует,В процессе уравнивания регулируемого параметра периодически или непрерывно блоком уравнивания 1 включают серводвигатель механизма смещения статической регулировочной характеристики и синхронно с ним - ключ 3, который замыкает цепь интегрирующего контура 6.Уровень выходной величины на интегрирующем элементе 9 будет изменяться пропорционально времени работы серводвигателя при уравнивании и запоминаться при размыкании ключа 3. Соответственно будет изменяться разность уровней выходных величин на интегрирующих элементах 9 и 10. Однако вход органа 8 включен так, что он не реагирует на изменение величины и знака разности уровней выходных величин интегрирующих элементов 9 и 10 по сравнению с начальной разностью, вызванное изменением уровня выходной величины интегрирующего элемента 9 в первом интегоируюшем контуре 6,По окончании процесса уравнивания блок 2 отключает блок 1, в нужньй момент включает автомат генератора и блок реверса 4, который включает тот же серводвигатель н другую сто. рону и синхронно с ним - ключ 5. 11 сць 1 сгрируюцего контура 7 замыкается ц уровеньвыходной величины на ццтсго 2 огцем элс.менте 10 начинает изметься цропо нц зл.- цо времени работы сс",водвцгатсл и;. рст сосо.Тас как отноше;ше постоянных ццтсгрцго,ания контуров 6 и 7 определено ц равно отцонению скоростей серводшггатсля ца рсгсрсе ипри равиванин, то через время, равное произведению времени замьпсанця ключа 3 цауказанное отношение, уровень выходной величины на интегрируошсм элементе 10 изменится до такого значения, что разность уровнецвыходных величин интегрирующих элементов15 9 и 10 снова будет равна начальной разности.При дальнейшем изменении уровня выходной величины на интегрирующем элсмсптс 10,знак разности уровней величш на интегрирующих элементах 9 и 10 по сравнению с ца 20 чальной разностью цзмецяется ц нсрсверсцвный релейный орган 8 срабатывает. Его выходы 11, 12, 13 воздействуют соответствснцо цацепь отключения блока реверса, цепь отключения основного элсктроагрегата ц цепь само 25 отключения устройства.Момент срабатывания органа 8 будет соответствовать возвращению статической рсгулцровочной характеристики в псходцос положение,30 Постоянные времени интсгрцровацц конт- ров 6 и 7 должны быть це меньше врс.лсццзамкнутого состоянц соотвстствуюших ключец,В устройстве ца фиг, 2 коппс цсаторы 9, 1035 до процесса равнцваци рсглирсмой Глц иезя Г)яжсць ц отсло 1 сн) с обех стороот источника (на фцг. 2 ишш ос.осцц цспоказаны).При работе ключа 3 цацряссццс ца коцдсн 40 саторе 3 уменьшается, а транзистор, всло 1 сцный во входную цепь органа 8 закрыт. 11 а рсверсе работает ключ 5 и конденсатор 10 разряжается. Как только напряжение на конденсаторе 10 станет меньше напряжения на коп 45 денсаторе 9, то транзистор открывается, орган8 срабатывает ц производит аналогичные отключения, что и устройство на фцг. 1.В устройстве на фиг. 3 конденсаторы до процесса уравнивания разряжены, При работе5 О ключа 3 заряжается конденсатор 9, а транзцстор на входе органа 8 закрыт.На реверсе работает ключ 5 и заряжает конденсатор 10. Как только напряжсьцс ца конденсаторе 10 станет больше цапряжешя цэ55 конденсаторе 9. то транзистор открываетсяорган 8 срабатывает и производит аналогц 1.ные отключения, что п устройства ца фиг, 1, 2В устройстве на фиг. 3 необходим отдсльцыйисточник для питания органа 8,60 Для компенсации напряжения, необходимого для отпирания транзистора во входной цепи органа 8, необходимо подать начальное напряжение смещения (например, создать соответствующую начально разность напряжени65 а конденсаторах),При вклочении электроагрегата на параллельную работу по предлагаемому способу и с помощью предлагаемого устройства не нужно иметь информацию о загрузке параллельно работающих генераторов (т, е. не нужны измерители нагрузки на генераторах), достаточно у всех электроагрегатов предварительно вы ставить одинаковые уставки и наклоны статических регулировочных характеристик по частоте и (или напряжению) номинальные регулировочные характеристики. Процесс набора нагрузки можно вести с любой равномерной скоростью, определяемой скоростью серводвигателя на реверсе и не зависящей от скорости серводвигателя при уравнении, так как момент отключения серводвигателя определяется автоматически и с упреждение выбега. После набора соответствующей части общей нагрузки резервным электроагрегатом с него выдается сигнал на отключение основного электро- агрегата при переводе с него нагрузки. Предложенное устройство легко автоматизировать, кроме того применение его универсально (по роду тока и нагрузки, величине напряжения, частоте, мощности генераторов, по методу синхронизации).В предложенном устройстве уменьшен объем аппаратуры (по сравнению с замкнутыми системами регулирования мощности), так как в качестве блока уравнивания, блока реверса и нереверсивного релейного органа можно использовать часть схемы синхронизатора, Кроме того, аппаратура упрощается и самоотключается после набора и перевода нагрузки, а дальнейшее регулирование ведется первичными регуляторами по частоте и напряжению, исключаются междуагрегатныс соединения, обеспечивающие сравнения нагрузок на генераторах.Люфт механизма смещения статической регулировочной характеристики не вносит погрешности, так как время, затраченное на его выбор при уравнивании и на реверсе взаимно компенсируется.Аналогично компенсируется и выбег после отключения серводвигателя.Настройка устройства при наборе нагрузки проста и сводится к выбору начального смещения на входе нереверсивного релейного органа 8 и выбору отношения постоянного времени интегрирования контуров 6, 7 обратно отношению скоростей серводв ига теля при уравнивании и на реверсе.Первая операция производится на неработающем электроагрегате и при одинаковом постоянном времени интегрировании контуров 6 и 7. Начальное смещение подбирается таким, чтобы орган 8 срабатывал сразу, как только время работы ключа 5 станет равным времени работы ключа 3.При выбранном смещении срабатывание органа 8 проверяется при нескольких значениях постоянных времени интегрирования контуров.Вторая операция производится на работающем э;.сктроагрегате, Изменяя постоянную времени интегрирования одного из контуров (например, переменным резистором на фиг.2, 3) добиваются набора соответствующей части общей нагрузки при реальных скоростях серводвигателя при уравнивании и на реверсе (например, набора номинальной нагрузки после синхронизации электроагрегата с промышленной сетью),Следует отметить, что первую операцию всегда нужно повторять при замене органа 8, а вторую - при перестановке устройства на другой электроагрегат,Формула изобретения1. Способ включения электроагрегата на параллельную работу, заключающийся в выводе его на исходные характеристики, соответствующие номинальной регуляторной характеристике первичного двигателя и номинальной внешней характеристике генератора, уравнивании сверху параметров синхронизации, например частот, напряжений, путем воздействия на соответствующий серводвигатель, включении генератора в сеть и наборе нагрузки путем реверсирования серводвигателя до возвращения соответствующей характеристики в исходное положение, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения и ускорения набора ЗО соответствующей части общей нагрузки, в процессе уравнивания регулируемого параметра интегрируют и запоминают время работы серводвигателя, а на реверсе серводвигатель включают на время, равное произведению заЗ 5 помненного времени на отношение скоростейпри уравнивании и на реверсе.2. Способ по и. 1, отличающийся тем,что, с целью получения сигнала об окончании процесса набора нагрузки на подключаемый 40 электроагрегат, этот сигнал формируют поокончании работы серводвигателя на реверсе.3. Устройство для осуществления способапо п. 1, содержащее блок уравнивания регулируемого параметра, блок включения автома та генератора в нужный момент, отлича ющ е е ся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно содержит ключ, управляемый блоком уравнивания, блок реверса серводвигателя, ключ, управляемый 50 блоком реверса, два интегрирующих контура,в первый из которых последовательно включен ключ, управляемый блоком уравнивания, во второй - ключ, управляемый блоком реверса, а отношение постоянных времени инте грирования первого и второго контура равноотношению скоростей серводвигателя на реверсе и при уравнивании, нереверсивный релейный орган, вход которого включен на разность уровней выходных величин интегрирую щих элементов в контурах, а выход служитдля отключения блока реверса.4. Устройство по п, 3, отличающеесятем, что, с целью автоматического отключения основного электроагрегата при переводе 65 с него нагрузки на резервный электроагрегат,выход нереверсивного релейного органа служит для отключения от нагрузки основного электроагрегата.5. Устройство по пп. 3 и 4, отл ич ающеес я тем, что, с целью повышения его надежности путем обеспечения кратковременного режима работы, выход нереверсивного релейного органа служит для самоотключения устройства.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1, В. Н. Константинов. Синхронизация судовых синхронных генераторов, Л., Судостроение, 1965, с. 15 - 18.2. Авторское свидетельство СССР 281606,5 кл. Н 021 3/46, 1967.3, Г. С. Яковлев. Судовые электроэнергетические системы. Л., 1967,3 - 3,4. В. Н. Константинов. Синхронизация судовых синхронных генераторов, Л Судостро 10 ение, 1965, с. 248 - 251.Типография, пр. Сапунова,Изд.624 Тираж ПИ Государственного комитета Совета по делам изобретений и открыти 11 ЗОЗЬ, Москва, Ж.35, Раушская иаб