Устройство для автоматического регулирования напряжения с выравниванием нагрузок параллельно работающих генераторов Советский патент 1984 года по МПК H02J3/46 

инвертора и вторым входом пятого элемента И, второй размыкакиций контакт второго реле включен между пер;Вым и третьим входами четвертого элемента И, третий размыкающий контакт второго реле включен между третьим и первым входами шестого элемента И, а первый вход этого эле мента соединен с катодом второго диода, анод которого подключен к вы ходу второго элемента сравнения, первый замокающий контакт третьего

1121742

реле включен между выходом третьего инвертора и вторым входом шестого элемента И, второй размыкающий контакт третьего реле включен между третьим и вторым входами четвертого элемента И, второй вход которого соединен с катодом третьего диода, анод которого подключен к выходу третьего элемента сравнения, а третий размыкающий контакт третьего реле включен между вторым и третьим входами пятого элемента И.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ С ВЫРАВНИВАНИЕМ НАГРУЗОК ПАРАЛЛЕЛЬНО РАБОТАИЩИХ ГЕНЕРАТОРОВ, содержащее генераторы с линейными контакторами, ключевые элементы по числу генераторов, выходы которых подключены к обмоткам возбуждения генераторов, блок датчиков нагрузки выходы которых связаны с выходами генераторов, релейный элемент с входом для подключения к питающим шинам и выходом для подключения на первые входы клкг: чевых элементов и блок выбора.экстремального тока нагрузки, в который входят три элемента сравнения с входами, соединенными по схеме треу-:: угольника, вершины которого связаны с выходом блока датчиков нагрузки, три инвертора, шесть трехвходовых элементов И, три двухвходорых элемента ИЛИ, причем первые входы первых трех элементов И и третьи входы .вторых трех элементов И соединены с выходами релейного элемента, выход первого элементасравнения соединен с вторым входом первого элемента И и через первый инвертор с третьим входом второго элемента И, выход второго элемента сравнения соединен с вторым входом второго элемента И и через второй инвертор с третьим входом третьего элемента И, выход третьего элемента сравнения соединен с вторым входом третьего элемента И и через третий инвертор с третьим входом первого элемента И,, выходы первого, второго и третьего элементов И соединены с первыми входами трех элементов ИЛИ, вторые входы которых подключены к выходам четвертого, пятого и шестого элементов И, а выходы элементов ИЛИ соединены с вторыми входами ключевых элементов, отличаю(Л щееся тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него введен блок переключений, содержащий реле по числу генераторов, обмот-g ки реле подключены замыкакяцими блокконтактами линейных контакторов к источнику питания, а в блок выбора экстремального тока нагрузки введены три диода и контакты реле блока переключений, первый замыкающий контакт первого реле включен между ; входом первого инвертора и первым С входом четвертого элемента И, второй раз1« 1кающий контакт первого реле включен между третьим и первым входами пятого элемента И, а первый пятого элемента И соединен с катодом . первого диода, анод которого подключен к выходу первого элемента сравнения, третий размыкающий контакт первого репе включен между вторым и третьим входами шестого элемента И, первый замыкаю1ций контакт второго реле включен между выходами второго

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для автомати ческого регулирования напряжения с выравниванием нагрузок параллельно работающих генераторов постоянного и переменного тока автономных электростанций, например судовых. Известно устройство для автоматического регулирования напряжения с выравниванием нагрузок параллельно работающих генераторов, содержащее блок датчиков нагрузок генераторов, релейньй элемент, выполненный с входом для подключения к питающим шинам блок выбора экстремального тока нагрузки, ключевые элементы по числу генераторов, причем первые входы ключевых элементов подключены к выходу релейного э-лемента, а вторые соединены с выходом блока экстремального тока нагрузки, выходы ключевых элементов служат для подключения обмоток возбуждения генераторов D. Применение данного устройства обеспечивает управление параллельно работакшщми генераторами, оснащенным релейными полупроводниковыми регуляторами напряжения. Однако это устройство недостаточ точно распределяет нагрузку между генераторами, так как блок выбора экстремального тока нагрузки генератора осуществляет выбор либо наибол шего, либо наименьшего тока нагрузки генератора в зависимости от первона чальной настройки блока выбора экстр мального тока нагрузки без учета текущего напряжения на шинах станции Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство автоматического регулиг рования напряжения с выравниванием нагрузок параллельно работающих генераторов, содержащее генераторы с линейными контакторами, ключевые элементы по числу генераторов, входы которых подключены к обмоткам возбуждения генераторов, блок датчиков нагрузки, входы которых связаны с выходами генераторов, релейный элемент с входом для подключения к питающим шинам и выходом для подключения на первые входы ключевых элементов и блок выбора экстремального тока нагрузки, содержащий три элемента сравнения, вьшолненных на . импульсных трансформаторах и симметричных триггерах, причем входы элементов сравнения соединены по схеме треугольника, вершины которого связаны с выходом блока датчиков нагрузки, три инвертора, шесть элементов И и три элемента ИЛИ, причем первне входы первых трех элементов И и третьи входы вторых трёх элементов И соединены с выходами релейного элемента, выход первого элемента сравнения соединен с вторым входом первого элемента И и через первый инвертор с третьим входом второго элемента И, выход второго элемента С1 авнения соединен с вторым второго элемента И и через второй инвертор с третьим входом третьего элемента И, выход третьего элемента сравнения соединен с вторым входом третьего элемента И и через третий инвертор с третьим входом первого элемента И, йыходы первого, второго и третьего элементов И подаются на первые входы, трех элементов ИЛИ, вторые входы которых подключены к выходам четвертого, пятого и шестог элементов И, и выходы элементов ИЛИ соединены с вторыми входами ключевы элементов 21 . Применение данного устройства позволяет повысить точность распределения нагрузки между параллельно работающими генераторами, так как токи нагрузки уравниваются дважды за цикл автоколебаний, что приводит к уменьшению уравнительного тока между генераторами. Однако в таком устройстве блок выбора экстремального тока нагрузки дважды за цикл автоколебаний выявля ет генератор с экстремальньщ током нагрузки. При этом, отключенный генератор воспринимается устройство как генератор с наименьшим током нагрузки, что приводит к срыву , распределения нагрузки между генера торами. Целью изобретения является повышение надежности устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для автоматического регулирования напряжения с выравниванием нагрузок параллельн работающих генераторов, содержащее генераторы с линейными контакторами ключевые элементы по числу генерато ров, выходы которых подключены к обмоткам возбуждения генераторов, блок датчиков -нагрузки, выходы кото рых связаны с выходами генераторов, релейный элемент с входом для под ключения к питающим шинам и вы ходом для подключения на первые входы ключевых элеТ ентов и блок выбора экстремального тока нагрузки, в который 1вх6дя три элемента сравнения с входа1.ш, соединенными по схеме треугольника, ; вершины которого связаны с выходом блока датчиков нагрузки, три инвертора, шесть трехвходовых элементов И три двухвходовых элемента ИЛИ, входы первых трех элементов И и третьи входы вторых трех элемен тов И соединены с вькодами релейного элемента, выход первого элемента сравнения соединен с вторым ;входом первого элемента И и через первый инвертор с третьим входом второго элемента И, выход второго элемента сравнения соединен с вторым входом второго элемента И и через второй инвертор с тр.етьим входом третьего элемента И, выход третьего элемента сравнения соединен с вторым входом третьего элемента И и через третий инвертор с третьим входом пер вого элемента И,выходы первого ,второТой третьего элементов И соединены с первыми входами трех элементов ИЛИ, вторые входы которых подключены к выходам четвертого, пятого И шестого элементов И,а выходы элементов ИЛИ соединены с вторыми входами ключевых элементов, введен блок переключений, содержащий реле по числу генераторов, обмотки реле подключены замыкающими блок-контактами линейных контакторов к источнику питания.а в блок выбора экстремального тока нагрузки введены три диода и контакты реле блока переключений первый замыкающий контакт первого реле включен между выходом первого инвертора и первым входом четвертого элемента И, второй размыкающий контакт первого реле включен между третьим и первым входами пятого элемента И, а первый вход пятого элемента И соединен с катодом первого диода, анод которого подключен к выходу первого элемента сравнения, третий размыкающий контакт первого реле включён между вторьм и третьим входами шестого элемента И, первый замыкающий контакт второго реле включен между выходами второго инвертора и вторым входом пятого элемента И, второй размыкающий контакт второго реле включен между первым и третьим входами четвертого элемента И, третий размыкающий контакт второго реле включен между третьим и первым входами шестого элемента И, а первый вход этого элемента соединен с катодом второго диода, анод которого подключен к выходу второго элемента сравнения, первый замыкающий контакт третьего реле включен между выходом третьего инвертора и вторым входом шестого элемента И, второй размыкающий контакт третьего реле включен между третьим и вторым входами четвертого элемента И, второй вход которого соединен с катодом третьего диода, анод которого подключен к выходу третьего элемента сравнения,а третий размыкающий контакт третьего реле включен между вторым и третьим входами пятого элемента И. На фиг.1 представлена структурная схема устройства для трех параллельн работающих генераторовi на фиг.2 схема блока переключения} на фиг.З схема блока выбора экстремального тока нагрузки. Устройство содерткит генераторы 1,2 и 3 с обмотками возбуждения; На выходе генераторов подключены датчик тока нагрузки, которые объединены в блок 4 датчиков нагрузки. К обмоткам возбуждения, входу генераторов подключены выходы ключевых элементов 5,6 и 7. Первые входы ключевых элементов 5,6 и 7 соединены с выходом блока 8 выбора экстремального тока нагрузки, а вторые входы - с выходом релейного элемента 9. При этом первый вход блока 8 выбора экстремального тока нагрузки подключен к выходу блока 4 датчиков нагрузки, второй вход соединен с выходом релейного элемента 9, а третий вход подключен к выходу блока 10 переключений. Входы блока 10 переключений - блокконтакты 11,12 и 13 линейных контакт ров, главные контакты которых 14, 15 и 16 соответственно, Вход релейного элемента 9 соединен с. шинами 1 .Блок 10 переключений (фиг.2) содержит реле 18,19 и 20,замыкающи блок-контакты 11,12 и 13 линейнвк контакторов. Блок 8 выбора экстремального ток нагрузки содержит три элемента срав нения 21,22, и 23 и дешифратор с настройкой на максимум и минимум|. инверторы 24,25 и 26 шесть трехвход вых элементов И 27-32, и три двухвходовых элемента ИЛИ 33,34 и 35. Первые входы элементов И 27,28 и 29 и третьи входы элементов И 30,31 и соединены с выходом релейного элеме та 9, Выход элемента 21 сравнения соединен с вторым входом элемента И 27,.через диод 36 с первым.входом элемента И 31, через первый инверто 24 с третьим входом элемента И 28, а также через первый инвертор 24 и первый замыкающий контакт 37 с первым входом элемента И 30. Выход эле мента 22 сравнения подключен к втор му входу элемента И 28, через диод 38 к первому входу элемента И 32, через второй инвертор 25 к третьему входу элемента И 29, а также через второй инвертор 25 и первый замыкаю щий контакт 39 к второму входу элемента И 31. Выход элемента 23 сравнения соединен с вторым входом элемента И 29, через диод 40 с вторым входом элемента И 30, через третий инвертор 26 с третьим входом элемента И 27, а также через третий инвертор 26 и первый замьткающий контакт 41 с вторым входом элемента И 32. Дополнительно выход релейного элемента 9 соединен через вторые размыкающие контакты 42 и 43 с первым и вторым входами элемента И 30, через второй и третий размыкающие контакты 44 и 45 с первым и вторым входами элемента И 31 и через третьи размыкающие контакты 46 и 47 с первыми и вторыми входами элемента И 32. Первые входы элементов ИЛИ 33,34 и 35 соединены с выходами элементов И 27,28,29. а их вторые входы с выходами соответственно элементов И 30,31, и 32., Выходы элементов ИЛИ 33,34 и 35 подключены к входам ключевых элементов 5,6 и 7. Устройство работает следующим образом. При параллельной работе генераторов 1,2 и 3 i включенных на шины 17, замкнуты блок-контакты 11,12 и 13 линейных контакторов-,включены реле 18,19 и 20 (см.фиг.2),а их контакты согласно схемы (см.фиг.З) коммутируют цепи в блоке 8 выбора экстремального тока нагрузки. Блок 4 датчиков нагрузки вьщает сигналы в аналоговой форме на вход блока 8 выбора экстремального тока нагрузки. При напряжении на шинах 17 больше заданного на второй вход блока 8 выбора экстремального тока нагрузки поступают сигналы Р.. 1 и ц -О, дешифратор выявляет генератор с максимальньм током нагрузки. Если U - U J 0, то Р 0 и PU 1, и на выходе дешифратора выявляется генератор с минимальным током нагрузки. Сигналы с выхода Дешифраторов, соответствующие выявленным генераторам, через элементы ИЛИ 33,34 и 35 управляют ключевыми элементами 5,6 и 7, которые « зависимости от текущего напряжения на шинах 17 коммутируют ток в обмотках возбуждения генераторов 1,2 и 3 с целью равномерного распределения тока нагрузки между генераторами .и поддержания напряжения на шинах Рассмотрим работу, когда напряжение на шинах 17 меньше .j т.е. PV 0. PU Пусть токи нагрузки генераторов 1,2 и 3 находятся в следующих отношениях:, М, На выходе элементов сравнения 21,22 и 23 формируется соответственно дискретная информация 1, О, О. При этом на первые входы элементов . И 27,28,29 . поступает О, а на пеовые входы элементов И 30,31 и 32 1 от релейного элемента 9. На вторые входы элементов И 27,28 и 29 пос тупают 1, О, О соответственно а на вторые входы элементов И 30, 31, и 32 - О, 1 и 1 соответственно. На третьи входы элементов И 27,28 и 29 поступают ,О и 1 а на третьи входы элементов И 30, 31,32 соответственно О, 1 и О При этом на выходах элементов И 27-3 формируются соответственно О,О, О, О, 1 и О, что вызьгаает на входах элементов ИЛИ 33,34 и 35 появление информации вида О, 1 и О. Таким образом, выбран генератор с минимальным током нагрузки, при этом на ключевом элементе 6 (фиг.1) формируется сигнал, разрешаюшрй включение обмотки возбуждения генера тора 2. Затем цикл выбора тока на минимум повторяется, но подается команда на включение возбуждения генератора 3. Напряжение на шинах 17 увеличивается При повышении напряжения .11у|д формируется пороговая функция P{j 1 0, релейного элемента 9. Аналогичным образом, на выходе элементов ИЛИ 33,34 и 35.формируется сигнал на отключение возбуждения генератор с максимальным током нагрузки. В слзгчае отключения, например, генератора 1 размыкается блок-конта 11, отключается реле 18, которое за мыкаю1цим контактом 39 отключает первый вход 30. Принудительное формирование О по первому входу элемента И 30 исключает появление на выходе этого элемента 1, что исключает влияние отключенного генератора на параллельную работу оставшихся включенными генераторов по управлению. Одновременно с помощью размыкаюнщх контактов 44 .и 47 на первый и второй входы элементов И и 32 подаются логические 1 от Pj которые обеспечивают нормальную работу дешифратора с настройкой на минимум в случае параллельной работы генераторов 2 и 3. В зависимости от того, какой из этих генераторов имеет минимальный ток нагрузки, на выходе элементов И 31 или 32 формируется 1 и подается команда на включение возбуждения выявленного генератора. Аналогично вьшолняется перестройка -дешифратора с настройкой на минимум при отключении генератора 2 или 3. Отключенный генератор для дешифратора с настройкой на максимум есть генератор с минимальной (нулевой) нагрузкой и на работу его не влияет. Диоды 36,38 и 40 выполняют функции развязки цепей блока 8. Применение предлагаемого устройства позволяет повысить надежность без снижения точности распределения нагрузки между параллельно работающими генераторами при их отключении, Это достигается перестройкой дешифратора с настройкой на минимум с помощью введенного блока переключений, что исключает срьшы распределения реактивной мощности между генераторами при отключении любого генератора от шин станции. Кроме того, устройство позволяет/ включать генераторы на параллельную работу в любой последовательности, «« что повьшгает надежность эксплуатации систем электроснабжения и улучшает динамику распределения нагрузок между генераторами.и, соответственно качество вьфабатываемой электроэнергии. Все это повышает производительность всех.потребителей электроэнергии.

wш

HaieflMiijf Ul.3