В известных устройствах для самосинхронизации контроль нравильности чередования фаз сети и синхронизируемого генератора осуществляется отдельным прибором.
Преимущество онисываемого реле заключается в том, что оно одновременно контролирует правильность чередования фаз. Это позволяет производить безошибочную самосинхронизацию генераторов, что достигается применением шести электромагнитов, образующих три пары, расположенные под углами 120° относительно друг друга; обмотки этих электромагнитов соединены в две звезды, подключенные к фазным напряжениям сети и генератора.
На чертеже изображена схема описываемого реле.
В подшипниках 1 укреплена ось 2. На оси жестко посажен алюминиевый или медный диск 3. Ось с диском может вращаться в подшипниках, однако этому препятствует спиральная пружина 4. Пружина прикреплена одним концом к оси 2, другим - к какой-либо неподвижной опоре на корпусе реле.
Диск свободно, без зацепления, входит в прорези шести одинаковых неподвижно укрепленных сердечников 5, набранных из листов трансформаторной или электротехнической стали. Сердечники укреплены попарно. Угол между каждой парой сердечников составляет примерно 120°. На каждый из сердечнгишв насажена кату1пка.
Начала катушек А, В к С подключаются через трансформатор напряжения к одноименным фазам трехфазной сети. Концы катушек соединяются между собой. Таким образом, катушки А, Б, и С соединены в звезду и каждая из них находится под фазным напряжением сетиВ свою очередь, у катушек Л , В и С начала подключаются через трансформатор напряжения к одноименным выводам вращающегося, но невозбужденного трехфазного синхронного генерато)а. Таким образом, концы катушек соединяются между собой. Следовательно, катушки А , В и С тоже соединены в звезду и находятся под остаточным фазным напряжением генератора.
№ 112830
Каждая из катушек создает в своем сердечнике переменный магнитный поток, который пересекает диск 3. При этом в диске индуктируются вихревые токи.
Каждая пара расположенных рядом сердечников 5 представляет собой са мостоятельпую тангенциальную магнитную систему. Если между токами (магнитными потоками), в катушках (магнитопроводах) рядом расположенных сердечников имеется угол едвига, то такая магнитная система создает в диске враш,аюш,ий момент.
При указанном расположении магнитных систем под углом примерно в 120° влияпие каждой пары сердечников (каждой магнитной снстемы) на другие магнитные системы практически отсутствует. Каждая магнитная система создает в диске свой вращаюш,ий момент. Таким образом, на диек действует три враш,ающих момента от трех магнитных систем (от трех пар сердечников). Результируюш;ий момент равен алгебраической еумме этих трех моментов. При одинаковом выполнении катушек А, В и С их магнитные потоки одинаковы. То же отноеится и к катушкам А , В и С .
Правильным подключением считается такое, когда в каждой из магнитных систем катушки подсоединены к одноименным фазам сети и гене)атора, как это изображено на чертеже. В этом елучае угол сдвига между потоком катушки, присоединенной к сети, и потоком катушки, присоединенной к генератору, во всех магнитных системах будет одинаков. При разных частотах сети и генератора этот угол все вре.мя меняетея. Скорость его изменения зависит от разницы частот сети и генератора. Чем меньше разность частот, тем медленнее изменяется угол.
Враш.аюш,ий момент от каждой магнитной системы будет положительным при изменении угла от О до 180 и отрицательным при его изменении от 180 до 360 Когда угол равен 90 и 270°, враш,аюший момент от каждой магнитной системы имеет наибольшее значение. При правильном подключении реле, когда порядок чередования фаз сети и генератора одинаков, когда в любой момент времени и во всех магнитных системах углы всегда совпадают, всегда одинаковы, врашаюшие моменты всех трех магнитных систем направлены в одну и ту же сторону. Поэтому при правильном подключении генератора в любой момент времени на диск действует арифметическая сумма трех моментов.
Таким образом, при неравенстве частот сети и генератора на диск действует периодически изменяюш,ийся по величине и направлению врашаюш,ий момент.
Благодаря своей инерции диск не успевает повернуться, если разность частот велика и, следовательно, изменение момента по знаку происходит слишком быстро. Когда разность частот достигает величины порядка , изменение по знаку результирующего момента бздет происходить настолько медленно, что диск успеет повернуться на некоторый угол и замкнет контакты. Реле сработаетПри неправильном подключении генератора к сети порядок чередования фаз у сети и генератора различен. В это.м случае результирующий момент, действующий на диск в любой момент времени, равеи пулю и диек поворачиваться не будет. Реле не еработает при любой даже самой малой разности частот сети и генератора.
Предмет изобретения
Реле разности частот и порядка чередования фаз двух трехфазных напряжений, предназначенное для использования в устройствах самосинхронизации синхронных генераторов и выполненное по индукционной системе с вращающимся диском, расположенным в поле электромагнитов, подключаемых на напряжения сети и синхронизируемого генератора, отличающееся тем, что в нем применены три пары электромагнитов, расположенные вокруг диска под углами 120 одна относительно другой и образующие две трехфазных системы с обмотками, подключенными: одна - к фазам сети, а другая - к фазам генератора для возбуждения в диске токов, создающих при правильном порядке чередования фаз знакопеременный вращающий момент, период изменений которого зависит от величины разности частот и при допустимой разности частот достигает значения, достаточного для срабатывания реле, а при неправильном порядке чередования фаз - момент, равный
НУЛЮ.
