Устройство для автоматической синхронизации Советский патент 1984 года по МПК H02J3/42 

О СО

ОС

о

05 j

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ, содержащее измерители угла сдвига фаз, частоты скольжения и ускорения с входами для подключения на напряжения синхронизируемых генераторов, суммирующий операционный усилитель, входы которого подключены к выходам измерителей частоты скольжения и ускорения скольжения, выход соединен с входом функционального нелинейного преобразователя, выходы которого подключены к первому и второму входам амплитудного селектора, выход которого подключен к входу блока включения выключателя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, устройство снабжено вторым суммирующим операционным усилителем,входы которого подключены к измерителям угла сдвига фаз, частоты скольжения с S и ускорения скольжения, а выход подключен к третьему входу амплитуд(Л ного селектора.

фие.1 1 Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано в системах электроснабжения для включения синхронных генераторов на параллельную работу. Известно устройство для автомати ческой синхронизации синхронных генераторов, содержащее измерительный блок, выдёляюищй информацию о величине частоты скольжения и угла сдвига фаз между синхронизируемыми напряжениями, построитель линии включения, преобразователь частоты скольжения в соответствующие ей по граничной фазовой траектории угл и логический блок, обеспечивающий подачу команды на включение, генераторного включателя после попадания изображающей точки фазовой траектории синхронизируемого генератора -в допустиг-тую зону включения 1. Основным недостатком известного устройства является низкая точность обусловленная неучетом ускорения скольжения, что существенно сужает область применения синхронизатора. Наиболее близким к изобретению является устройство для автоматической синхронизации синхронных генераторов, содержащее измерители угла сдвига фаз, частоты скольжения и ускорения скольжения, вьщающих на своих выходах информацию о текущих значениях этих величин, суммирующий операционный усилитель, на выходы которого подается информация о текущих значениях частоты скольжения и ускорения скольжения, функциональный нелинейный преобразователь, вход которого подключен к выходу суммирующего операционного усилителя,а выход к входу амплит ного селектора, выход которого подключен к входу блока включения выключателя 2 . Основным недостатком прототипа .является низкая точность, связанная со сложностью его настройки и обусловленн.ая необходимостью перерасче.та в процессе настройки граничной фазовой траектории, внутри которой допускается замыкание контактов генераторного выключателя, в допустимую зону включения, в пределах которой должна формироваться команда на включение этого выключателя. Цель изобретения - повышение точности работы синхронизатора. Поставленная цель достигается тем, что устройство для автоматической синхронизации, содержащее измерители угла сдвига фаз, частоты скольжения и ускорения скольжения с входами для подключения на напряжения синхронизируемых генераторов, суммирующий операционный усилитель, входы которого подключены к вьгхо- ,. дам измерителей частоты скольжения и ускорения скольжения, выход соединен с входом функционального нелинейного преобразователя , выходы которого подключены к первому и второму вхо.дам амплитудного селектора, выход которого подключен к входу блока включения выключателя, снабжено вторым суммирующим операционньм усилителем, входы которого подключены к измерителям угла сдвига фаз, частоты скольжения и ускорения скольжения, а. выход подключен к третьему входу амплитудного селектора. На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для автоматической синхронизации; на фиг.2 граничная фазовая траектория. Устройство содержит зажимы 1 и 2 для подключения на синхронизируемые напряжения, измеритель 3 угла сдвига фаз, измеритель 4 .частоты скольжения , измеритель 5 ускорения скольжения , первый суммируюшдй операционньй усилитель 7, функциональный нелинейный преобразователь 8, амплитудньй селектор 9 и блок 10 включения выключателя. Синхронизируемые напряжения 1 и 2 подаются на измерители угла сдвига фаз 3, частоты скольжения 4, ускорения скольжения 5, которые вырабатывают на своих выходах сигналы текущего угла сдвига фаз, частоты и ускоре шя скольжения. Измерители 4 и 5 включены на входы первого суммирующего опе.рационного усилителя 6, кроме того, измерители 4,5 и измеритель 3 включены на входы второго суммирующего операционного усилителя 7, Первый суммирующий оп(5рационный усилитель 6 своим выходом подключен к входу. фyпки;иoнaJtьнoгo нелинейного преобразователя 8, а выходы функционального нелинейного преобразователя подключены к первому и Второму входам амплитудного селектора 9. Второй суммирующий one{Рационный усилитель 7 своим выходо подключен к третьему входу амплитудного селектора 9. Выход амплитуного селектора 9 включен на вход блока 10 включения выключателя.

На фиг.2 представлена граничная фазовая траектория ), в прделах которой допускается по условиям синхронизации замыкание контактов генераторного выключателя, где точка а - изображающая точка фазовой траектории синхронизируемого генератора в текущий момент времениJ а - расчетное положение точки а спустя врдмя срабатывания выключателя „., Ь, с - точки пересечения текущей фазовой траектории генератора с граничной фазовой траекторией.

Синхронизатор работает следующим образом. Измерители 3-5 по синхронизируемым напряжениям 1 и 2 определяют текущие значения угла сдвига фаз, частоты и ускорения скольжения cTiW и Eg соответственно. Этим величинам (фиг.2) соответствует изображающая точка фазовой траектории а. Сама фазовая траектория показана пунктирной прямой, наклон которой к оси абсцисс свидетельствует о том, что существует ускорение скольжения

С О

§5 const

На основании текущих значений сЛ| второй суммирующий операционньш усилитель 7 вьщает на своем выходе сигнал ожидаемого к моменту

t+t

значения времени

вкл га фаз 2

.-

где t - времясрабатывания выключателя, а первый суммирующий операционньй усилитель 6 выдает на своем выходе сигнал ожидаемой частоты скольжения

Величинам сГ, W (фиг.2) соответствует точка а .

Функциональный нелинейньй преобразователь 8 вьфабатывает на своих выходах сигналы, которые соответствуют )5 и 4 Б w ветвям граничной фазовой траектории. Б рассматриваемом на выходах функщюнального преобразователя 8 сущест(фиг.2)

вуют сигналы -(/

и соответственно.

Амп-питудный селектор 9 осущесл вляет контроль за выполнением неравенства

, (3)

и если условие (3) выполняется,то с выхода амплитудного селектора 9 поступает разрешающий сигнал на блок 10 включения генераторного выключателя. Включение выключателя разрезается на всем отрезке be фазовой траектории.

В общем случае команда гга включение генераторного выключателя может быть подана только тогда,когда ожидаемый к моменту замыкания его

0 контактов угол сдвига фаз между синхронизируемыми напряжениями попадает в пределы, задаваемые грантгчной фазовой траекторией для ожидаемой частоты скольжения.

5

Для согласования синхронизатора с другим -синхронным генератором достаточно в функциональном нелинейном преобразователе 13 набрать соответствующую граничную фазовую траекто0рию, определенную расчетным путем заранее. При переходе на другой генераторньп выключатель с ипьим временем срабатывания достаточно внести в первый и второй с ммирую5

щие операционные усилители новые

J.2

ta,,. , , которые

значения величин

бКл

Б выралсениях (1) (2) фигурируют в качестве постоянных для используемого выключателя коэффициентов.

Предлагаемый синхронизатор может бьггь выполнен на базе инfeгpaльнььч микросхем любой серии, содержа- щей в своем составе операционные усилители, способные выполнять арифметические и простейшие логические операции с аналоговыми сигналами и допускающие построения нелинейных функциональных преобразователей на базе диодных нелинейных элементов.

Таким образом, технико-экономический эффект заключается в том,что ввод в состав зонного синхронизатора

построителя ожидаемого угла сдвига фаз позволяет повысить точность работы устройства, а также упростить устройство и ускорить настройку

синхронизатора в целом как в процессе его производства, так и в процессе эксплуатации за счет исключения

громоздкой и трудоемкой операцииопределения границ допустимой зоны включения по граничной фазовой траектории.