Устройство для уравнивания напряжений Советский патент 1983 года по МПК H02J3/40 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УРАВНИВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано на электростанциях.

При включении синхронных генераторов на параллельную работу используют устройства для уравнивания частот и напряжений.по величине и по фазе.

Известна система автоматической синхронизации, содержащая устройство согласования напряжения и вырабаты-. вающая дискретные двухпозиционные сигналы управления 11. Однако это устройство является сложным.

Наиболее близким к предлагаемоь4у является устройство для уравнивания напряжений, содержащее блок формирования задания,, измерительный преобразователь напряжения генератора, соединенный с входным сумматором регулятора напряжения, и измерительный преобразователь напряжения сети 2.

Недостатком этого устройства является ограниченное быстродействие.Напряжение генератора приближается к уровню напряжения сети медленно, в соответствии с ограниченной скороЬтью перемещения вала серводвигателя. Поэтому синхронизация затруднена, если напряжение сети изменяется быстсюе, чем время отработки серводвигателя. Такое положение возможно, например, при качаниях, т.е именно тогда, когда очень важно закончить синхронизацию в кратчайшее время

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повьаиение. быстродействия.

10

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее блок формирования зсщания, измерительный преобразователь напряжения генератора,, соединенный с входным сукматрром регулятора напряжения; и измерительный преобразователь напряжения сети, снабжено коммутирующим элементом, пусковым органом и следящим запоминакхцим , соединенньм с выходом,

20 измерительного преобразователя напряжения сети, с выходом блока формирования задания и с входным сумматором регулятора напряжения вьрсод пускового органа соединен с управляющими

25 входами коммутирующего элемента и следящегозапоминающего блока, а выход измерительного преобразователянапряжения сети соединен через комму.тирующий злемент с входным сумматором

30 регулятора напряжения. На , 1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 диаграммы, поясняющие его работу. Устройство содержит синхронный ген ратор 1,выключатель генератора 2,изме рительный трансформатор напряжения се ти 3,измерительный трансформатор напр жения генератора.4,измерительный преобразователь напряжения сети 5, изме рительный преобразователь напряжения генератора б, коммутирующий элемент 7, источник тока возбуждения 8, регулятор напряжения 9, входной сумматор 10 регулятора напряжения, следящий запоминающий блок СЗУ) 11, блок формирования задания 12, интегрирующий усилитель СЗУ 13, истоковый повторитель 14, ключ 15, ВХОДНОЙ усилитель СЗУ 16, формирователь 17, запоминающий конденсатор 18, сумматоринвертор 19, пусковой орган 20, формирователь установки 21, серводвигатель -22, переключающий элемент 23. На фиг. 2 приняты обозначения еле дующих величин: AU - отклонение напряжения сети от номинального; ли отклонение напряжения, генератора от, номинального; U-j - уставка . регуля-: тора напряжения. Устройство работает следующим образом. . Если коммутирующий элемент 7 отключен, регулятор напряжения поддерживает напряжение генератора в -соответствии с заданной уставкой. При/ синхронизации, когда выключатель генератора 2 отключен, а коммутирующий элемент 7 включен, на выходе сумматора 10 образуется сигнал ошибки регулирования. Таким образрм, ошибка регулирования зависит от разности напряжений генератора и сети, а также от значеНИИ уставки. Если значение уставки и 0, то,регулятор изменяет напряжен.ие генератора так, чтобы оно было равно напряжению сети. Если , возможно поддерживать напряжение генератора таким, что оно всегда остается больше или меньше напряжения сети на Зсщанную величину. Таким образом, в режиме уравнивания формирователь уставки регулятора напряжения может быть использован для дополнительной подстройки уровня напряжения. Назначение следящего запоминающего блока СЗУ 11 - коррек тировка величины задания регуляторав режиме синхронизации, СЗУ имеет три входа и один выход. Входы СЗУ , подключены к выходу измерительного преобразователя напряжения сети 5, к блоку формирователя задания 12 и к пусковому органу 20, а выход - на сумматор регулятора напряжения 10, Следящий запоминающий блок работает следующим образом. Если ключ 15 замкнут, то тем са- , мым замкнут контур обратной связи, образованный элементами 13 - 16. В. этом случае интегратор 13 действует как следящая система, отрабатывая на своем выходе напряжение ДЦ. .- Поскольку входной усилитель 16 имеет коэффициент усиления порядка 10, . быстродействие этой следящей системы такое, что переходный процесс заканчивается менее чем за 0,01 с. При отключении ключа 15 интегратор 13 переходит в режим хранения, т.е. сохраняет на своем выходе напряжение , которое было в момент отключения ключа 15. Чтобы исключить разряд запоминающего конденсатора 18 через входную цепь усилителя, предусмотрен истоковый повторитель 14. Поскольку истоковый повторитель имеет очень большое сопротивление-между входными и выходными зажимами, он обеспечивает возможность хранения заряда запоминающим конденсатором 18 на протяжении достаточно большого времени (порядка десятков тысяч часов) . Таким образом, СЗУ может вырабатывать сигнал, повторяющий изменения AUc; хранить сигнал, равный величине Д1 в момент отключения ключа 15. Управление ключом 15 производится от пускового органа 20 через формирователь 17. При включении пускового органа 20 замыкается коммутирующий элемент 7, а формирователь 17 быстрйдействует. При отключении пускового органа 20 размыкается коммутирующий элемент 7, а формирователь 17 выра-. батывает импульс, кратковременно за-, мыкающий ключ 15.СЗУ переходит в режим слежения на время, пока замкнут ключ 15, и затем сохраняет постоянным напряжение на выходе интегрирую-i щего усилителя 13. Таким образом, величина AU, отключаемая от входа автоматического регулятора возбужде- : ния коммутирующим элементом 7, замещается сигналом СЗУ. Особо следует отметить назначение сумматора-инвертора 19. Поскольку на выходе усилителя 13 сигнал инвертирован, то вторая инверсия необходима перед подачей сигнала на сумматор 10. Сумматор-инвертор, кроме того, служит для ввода сигнала ормирования задания 12, который со-ержит серводвигатель. Следует,., од-нако., отметить имеющиеся возможности упрощения блока формирования за-ания. Непосредственно на вход истокового повторителя 14 может быть подан сигнал постоянной величины, . под действием которого напряжение наинвертирующем усилителе 13 изменяется с постоянной скоростью. Таим образом может быть получен эффект полностью аналогичный действию кнопок Больше, Меньше в традиционных системах ввода задания. Естественно, что в этом случае серводвигатель становится ненужным, поскольку его функции берет на себя СЗУ. . Далее возможно вводить сигнал бло ка формирования задания и сигнал СЗУ непосредственно в сумматор 10, если последний позволяе.т суммировать СИРналы с произвольным знаком. При отсутствии СЗУ отключение ком мутирующего элемента 7 может привести к скачкообразному изменению сигнала на входе регулятора, а следовательно, и регулируемого напряжения Предлагаемое техническое решение обес печивает следующее расширение функциональных возможностей устройстваS сок ргицение времени-уравнивания напряженив до нескольких десятых секунды; .возможно включение выключателя генератора как при разомкнутой, так и при замкнутой цепи регулирования напряжения без перевода регулятора на режим ручного управления. Последнее обстоятельство целесообразно пояснить. Если сначала включать коммутирующий элемент 7, затем выключатель генератора 2,после чего отключать коммутирующий элемент 7, синхронизация retfepaTopa с сетью ороисходит при разомкнутой цепи регулирования. -В самом, деле, сигнал ошибки регулирования в этом случае оказывается взаимно скомпенсированшлл (ди .АЦс) Если же в начале отключить ксж мутирующий элемент 7, а затем чить выключатель генератора 2, цепь регулирования напряжения оказывается замкнутой. Предпочтение следует отдать первому способу синхронизации, поскольку в этом случае меньше опасность влияния случайных изменений напряжения сети. Техническая эффективность изобретения определяется повышением мобильности оборудования, расширением диапазона режимов работы сети, в которых возможна синхронизация генератора. Формула изобретения Устройство для уравнивания напряжеНИИ, содержащее блок фокмировавия задания, измерительный преобразователь напряжения генератора, соединенный с входным сумматором регулятора напряжения, и измерительный преобразователь напряжения сети, о т л и ч а- . ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения быстродействия устройства, оно снабжено коммутирующим элементом, пусковым органом и следящим запоминающим блоком, соединенным с выходом измерительного преобразователя напряжения, сети, с выходом блока формирования зсщания и с входиьм сукматорсм регулятора напряжения, выход пускового органа соединен с управлякцнмн входами коммутирующего элемента и следящего запоминаппцего блока, а выход измерительного преобразователя напряжения сети соединен через коммутирующий элемент с входным сумматором регулятора напряжения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент СШ& 3794.846, кл. 307-87, 1972. 2.Регулятор возбуждения автоматннеский унифицированный типа АРВ-СД. Техническое описание и инструкция п монтсику и эксплуатации, ВЭИ, шл. В.И.Ленина, М, 1972Г