Способ защиты от несинхронных включений на параллельную работу и устройство для его осуществления Советский патент 1984 года по МПК H02J3/42 

со

00 4 Ю

2. Устройство для защиты от несинхронных включений на параллельную работу генератора с автоматом в цепи питания, содержащее два формирователя прямоугольных импульсов с входами для подключения на напряжения сети и генератора, первый логический элемент И, первый вход которого подключен к выходу одного из формирователей прямоугольных импульсов, а второй инвертирующий к выходу вторрго формирователя импульсов, одновибратор, вход которого подключен к выходу первого логического элемента И, а выход - к первому входу второго логического элемента И, второй вход которого поключен к выходу первого логического элемента И, и синхронный D-триггер, отличающееся тем, что, с целью повЕлшения надежности, устройство снабжено элементом временной задержки и третьим логическим элементом И, при этом вход .элемента временной задержки связан с R-входом синхронного D-триггера и подсоединен к зажиму для подключе.ния источника, формирующего сигнал на включения автомата генератора, D-вход синхронного D-триггера подключен к выходу элемента временной i задержки, С-вход - к выходу второго логического элемента И, один вход третьего логического элемента И соединен с входом элемента временной задержки, второй вход - с инвертирующим выходом синхронного D-триггера, причем выход третьего элемента И является выходом на включение автомата генератора, а прямой выход D-триггера - выходом на включение расцепится автомата.

1. Способ защиты от несинхронных включений на параллельную работу генератора с автоматом в цепи питания, эаключагадийся в контроле величины угла-разности фаз синхронизируемых напряжений, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, контроль величины угла разности фаз начинают производить с момента поступления сигнала на включение автомата генератора через заданное время, не пре-, вышающее минимальное срабатывания автомата, при этом при выходе величины угла разности фаз на заданное значение снимают сигнал на включение автомата генератора и формируют % сигнал на срабатывание расцепителя (Л автог.шта.

Изобретение относится к област электротехники, в частности к уст ройствам, обеспечиваюдим точное включение на параллельную работу И предотврсидающим несинхронное включение. Известен способ защиты от несин хронных включений на параллельную работу путем контроля величины угл разности фаз между синхронизируеьад ми напряжениями 11. Вариантом устройств реализации этого способа является устройство для блокировки включения секционно го выключателя, содержащее два тра форматора, управляемый ключ, диод, сглаживающий контур и реагирукиций орган Г 2 1. Однако указанные способы и соот ветствующие устройства отличаются недостаточной надежностью при точной синхронизации, так как блокиро ка сигнала на включение автомата генератора непосредственно перед его срабатыванием не гарантирует предотвращение срабатывания в силу инерционности механизма автомата, а сама блокировка предназначена лишь для запрета подачц сигнала на включение автомата при отсутствии ,синхронизма. При этом включение р1втомата разрешается при совпадении вектора подключаемых напряжений. Другим недостатком является у кая область применения при защите о несинхронных включений, когда включение генераторов переменного тока на параллельную работу осущес вляется устройствами точной автсялаткческой синхронизации. В этом случае устройствами автоматической синхронизации при наличии скольжения сигнал на включение выдается с упреждением в расчете, что к моменту срабатывания автомата величина угла разности фаз будет находиться в допустимом диапазоне, хотя в момент выдачи сигнала на: вклккение значение угла разности фаз не входило в допустимый диапазон. Такая ситуация является наиболее вероят ным режимом при синхронизации генераторов переменного тока, а защита от несинхронных включений по указанному способу не позволяет выдать сигнал на включение-автомата с заданным упреждением, т.е. не позволяет осуществить точную автоматическую синхронизацию. Более того, блокировка включения осуществляется не при выходе-значения угла разности фаз за допустимую зону, а при отсутствии синхронизма, т.е. при наличии расхождения векторов синхронизируемых напряжений, независимо от действительной величины (допустимой или недопустимой J этого расхождения. Наиболее близким к изобретению является способ защиты от несинхронных включений на параллельную работу генератора с автоматом в цепи питания путем контроля величины угла разности фаз ме)аду синхронизируемыми напряжениями Сз.

Наиболее близким к изобретению является устройство для включения на параллельную работу генератора с автоматом в цепи питания в функции которого входит и защита от несинхронных включений, содержащее ДВ1 формирователя прямоугольных импульсов с входами для подключенця на напряжения сети и генератора, первый логический элемент И, первый вход которого подключен к выходу одного из формирователей прямоуго/п ных импульсов, а второй инвертирующий - к выходу втсфого формирователя импульсов,. одновибра тор, вход которого подключен к выходу первого логического элемента И, а выход к. первсшу входу второго логического элемента. И, второй вход которого подключген к выходу первого логического элемента И и синхронный D-триггер D3. , .

Недоста:ткс « указанных способов и устройств является то, что точность контроля угла расхождения векто)ов непосредственно .к моменту В1шючения не может быть выше величины заданного угла опережения, соответствующего величине скольжения, и времени срабатывания автомата, что не позволяет обеспечить высокую надежность защиты от несинхронных включений особенно при значителных величинах скольжения, так как устройствами логической синхронизации при наличии скольжения допустимая область, .в которой разрешается включение, определяется из расчета выдачи сигнала на включение с заданным упреждением в расчете, что к моменту срабатывания автомата величина угла разности фаз будет близка к рптимальной.

Цель изобретения - повьниение надежности.

Поставленная цель достигаеся тем, что согласно способу защиты от несинхронных включений на параллельную работу генератора с автоматом в цепи питания, заключающемуся в контроле величины угла разности фаз синхронизируемых напряжений, контроль величины угла.разности фаз начинают производить с момента поступления сигнала на включение автоМата генератора через заданное время, не преш шгающее минимальное; время срабатывания автомата, при этом при выходе величины угла разноти фаз на заданное значение снимают сигнал на включениеавтомата генератора и формируют сигнсш на , срабатывание расцепителя автомата.

Указанная цель достигается тем, что устройство для защиты от.несинхронш:1х включений на параллельную рабдту генератЪра с автоматом в цепи питания, содержащее два форкшрователя прямоугольных импульсов с входами для подключения на напряжения сети и генератора, первый-логический элемент И,, с первым входом, . подключечным к выходу -одного из форт мирователей прямоугольных импульсов, а вторым инвертирующим - к выходу другого формирователя импульсов, второй логический элемент И, одни вход которого подключен к выходу

o первого логического элйлента И через одновибратор, а другой - непосредственяо включает в себя элемент вр хейной задержки, третий логический элемент И и синхронный С-триг,гер с R-входом нулевой установки,

5 при этом С-вход В-гтриггер а соединен с обходом второго логического элемен.та И, Ь-вход - с выходом третьего логического элемента И, R-вход связан с входом элемента временной задержки, а инверсный выход - с первым входом третьего логического элемента И, второй вход которого соединен с входом элемента задержки, своим выходом подключенным к D-BXO5ду синхронного D-триггера, причем выход третьего элемента И является выходом на включение автомата, а прямой выход D-триггера - выходом на срабатывание расцепителя автомата,

0 а вход элемента временной задержки подсоединен к зажиму для подключения источника формирующего сигнал . на включение автомата генератора.

На фиг. 1 приведена структурная

5 схема устройства на фиг. 2 - временные диаграмглы, поясняющие работу устройства и реализуемый им способ.

Устройство содержит два формирователя импульсов 1,2, преобразовы0вающих синусоидсшьныё напряжения одноименных фаз синхронизируемых напряжений в прямоугольные импульсы, первый логический элемент И 3 с одним инвертирующим входом, одно5вибратор 4, второй логический элемент И 5, третий логический элемент И б, элемент временной задержки 7, инвертор 8 и синхронный В-±риггер 9 с R-входом начальной

0 установки.

Согласно предложенному способу устройством осуществляют контроль угла (э разности фаз синхронизируемых напряжений Ug и U и фав«ива-7

5 взт этот угол с допустимым значением- 6д on, при котором может быть осуществлено включение на параллельную работу.

Значение знака разности л6 /6/0-/(эддг, /, который свидетельствует о том, входит ли значение 6 в допусч-тимую область -6до„ Фиксит руется непосредственно перед ера-, батыванием автомата генератора, т.. 5 через время fx trt,Hw где tj - минимальное время срабатывания автомат генератора после начала поступления сигнала tg на включение автома генератора и до действительного включения автомата или окончания сигнала tg (см. фиг. 2). Ситуация, когда непосредственно перед включением автомата генерато (через время f после .начала i) знак йб положителен или становится положительным, т.е. 6 в недопустимой области, свидетельствует о возможности несинхронного включенияи соответственно о необходимост предотвра1ения несинхронного включения . Для этого блокируется посна автомат гене тупление сигнала ратора. Однако в силу инерционности элементов автомата в некоторых случаях (сигнал tg снят перед срабатыванием автомата, а время срабатывания близ ко к t . ) автомат может сработать хотя сигнал tg уже снят. Поэтому для того, чтобы полностью предотвра тить возможность включения автомата, в случае одновременно формируется сигнал на расцепитель автомата, исключая тем самым возможность вкл ачения. Для выполнения указанных действий формирователи 1, 2 по переходу синусоид U2 и Uj. через ноль формируют симметричные прямоугольные импульсы с частотой следования равной частоте U. на выходе формирователя 1 и и на выходе формирователя2 Элемент 3 выделяет интервал времени 15- между передними или задними фронтами импульсов с формирователей 1, 2, соответству С1Щий теку1;|ему значению разности фаз 6 контролируе мых частот f и fp с номинальнш 1 знач ением частоты, f, т.е. Для этого один вход .элемента И инвертирующий. Одновибратор 4 формирует по пере нему фронту импульса с элемента И 3 импульс tj. заданной длительности. соответствующей 6 доп Хоп рается из соотношения t,. 5 В случае t..t на выходе элемента 5 формируются импульсы длительностью tц-t. Соответственно до тех пор, пока tjj ti и на выходе элемен та 5 импульсы, значение 6 таково, что 6 бдопКонтроль вхождения разности фаз в допустимую зону начинается через время f после появления сигнала на включение автрмата tg (например, с устройства точной автоматической синхронизации). При отсутствии сигнала на входе tg (нулевой уровень) триггер 9 удер живается в нулевом состоянии незави симр от сигналов на его С и D-BXOдах уровнем (1), поступакядим с инвертора.8. Поступивший на вход tg сигнал сразу проходит на вых.1 для включения автомата генератора, одновременно снимает запрет с триггера 9 по его R-входу (нулевой уровень при . запрете уровнем логической единицы) и через время t поступает на D-вход триггера 9. Задержка на время Т осуществляется элементом задержки 7 по отношению к переднему фронту t С, (см. фиг. 2). . При этом с момента появления разрешения на D-входе D-триггера 9 при поступлении импульса на С-вход триггера 9 происходит его установка в единичное состояние (1 на прямом и О на инверсном выходе). При этом на вых. 2 устройства появляется сигнал, по которому срабатывает расцепитель автомата и одновременно блокируется сигнала на вых.1 элементом И б. Таким образом, обеспечивается контроль угла включения 6 через время f после начала сигнала tg и при . появлении недопустимого значения 6 с этого момента, т.е. непосредственно перед включением автомата, блокиРУется сигнал t включения и срабатывает расцепитель, предотвращая возможность включения автомата. С учетом времени.срабатывания расцепителя tp оптимальное время задержки Т должно рассчитываться из соотношение . Такой метод защиты от несинхронных включений и реализующее этот метод устройство позволяют исключить возможность включения на параллельную работу генераторов переменного тока в недопустимой зоне разности фаз (например, при резких сбросах - набросах нагрузки при синхронизации ), чем обеспечивается надежность точной синхронизации. При наличии скольжения устройство не оказывает нежелательного влияния на процесс синхронизации (в части ошибочного запрета на включениеJ, так как недопустимая величина разности фаз фиксируется непосредственно перед срабатыванием автомата . Устройство для защиты от несинхронных включений может быть выполнено как универсальный блок, пригодный при использовании любых типов устройств точной автоматической (или неавтоматической синхронизации ), или как устройство, совмещенное с автосинхронизатором. В качестве функциональных элементов приведенной структурной схемы могут быть использованы готовые функциональные узлы в виде интегральных микросхем.