Устройство для управления параллельной работой синхронных генераторов Советский патент 1985 года по МПК H02J3/46 

Изобретение относится к системам автоматического регулирования напряжения паралх ельно работающих синхронных генераторов. Известно устройство, содержащее измерительные элементы по числу генераторов с входными зажимами для со единения с BbDcодами генераторов. В цепь измерительного элемента каждого генератора включён ограничительный транзистор, коллекторные электроды которых соединены между собой однопроводной связью Q3 Данное устройство характеризуется недостаточным быстродействием и большим временем восстановления пос ле наброса нагрузки ввиду его конечного усиления. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для управления параллельной работой синхронных генераторов с замыкаюрщми блок-контактами их линейных контакторов и возбудителями содержащее пороговые элементы по числу генераторов с входными зажимами для соединения с выходами генераторов, а также усилители и ключевые элементы в цепях возбуждения каждого генератора, причем выходы усилителей соединены с одним из входов соответствующих ключевых элементов, вторые входы которых предназначены для подключения к выходу своих возбудителей а входы усилителей объединены уравни тельной шиной f2 . Применение данного устройства позволяет обеспечить быстродействие ре гулирования напряжения, так как регу лирование выходного напряжения систе мы производится по величине отклонения выходного напряжения от требуемого с малым коэффициентом статизма. Однако данное устройство имеет недостаточную точность поддержания напряжения на шинах генераторов за счет неоднозначной петли гистерезиса эквивалентного порогового элемента. Это объясняется тем, что создать f) -пороговых элементов с одинаковой статической характеристикой нельзя. Всегда будет их естественный разброс как по ширине петли гистерезиса, так и по порогам срабатьшани и отпуска. Поэтому эквивалентный пороговый элемент будет иметь порог срабатывания, соответствующий максимальному порогу срабатьгеания одного из вк.лгоченных пороговых элементов, а порог отпускания соответствовать минимальному порогу отпускания из этих же пороговых элементов. В зависимости от числа параллельно работающих генераторов характеристики эквивалентного порогового элемента будут меняться, что отрицательно скажется на качестве вырабатьшаемой электроэнергии автономной электростанцией. Целью изобретения является повышение точности работы устройства. Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления параллельной работой синхронных генераторов с замыкающими блок-контактами их линейных контакторов и возбудителями, содержащее пороговые элененты по числу генераторов с входными зажимами для соединения с выходами генераторов, а также усилители и ключевые элементы в цепях возбуждения каждого генератора, причем выходы усилителей соединены с одним из входов соответствуюпшх ключевых элементов, вторые входы которых предназначены для подключения к выходу своих возбудителей, а входы усилителей объединены уравнительной шиной,. снабжено блоком переключений, реализующим формирование очереди и фиксации первого места в ней, который содержит девять реле где к положительной тине источника питания через замыкаюище блок-контакты линейных контакторов первого, второго и третьего генераторов подключены соответственно первые выводы катушек питания первого и третьего реле, второго и пятого реле, четвертого и шестого реле, а также седьмого, восьмого и девятого реле, а к отрицательной шине источника питания подключен через первый размыкающий контакт второго репе второй вывод катушки первого реле, через первьй размыкающий контакт первого реле - второй вывод кату1гки второго реле,через первый размыкаюпщй контакт четвертого реле - второй вывод катушки третьего реле, через первый размыкающий контакт третьего реле - второй вывод катуики четвертого реле, через первый размыкающий контакт шестого реле - второй вывод катушки пятого реле, через первый размыкаюр{ий кон,такт пятого реле - второй вывод катушки шестого реле, через вторые 31 эамыкаюру е, последовательно включеннне контакты первого и третьего реле - второй вывод катушки седьмого pejie, через вторые замыкаюидие, последовательно включенные контакты второго и пятого реле - второй вывод катушки восьмого реле, через вторые замыкаю1чие, последовательно включенные контакты четвертого и шестого ре ле - вторые выводы катушки девятого реле, причем замыкающие контакты седьмого, восьмого и девятого реле, включенные между выходами пороговых элементов соответственно первого, второго и третьего генераторов,и УpaвнитeJ:ьнoй шиной, являются выходами блока переключений. На чертеже представлена структурная схема устройства для трех параллельно работающих генераторов. Устройство содержит генераторы 1, 2 и 3 с возбудителями 4,5 и 6, в цепях возбуждения которых включены последовательно ключевые элементы 7,8 и 9, управляемые усилителями 10, 11 и 12, входы которых объединены уравнительной шиной 13. Дополнительн к уравнительной шине 13 подключены Пороговые элементы 14, 15 и 16 чере выходные замыкающие контакты блока 17 переключений. Входы .пороговых элементов 14, 15 и 16 присоединены к шине 18 системы, на которую включе на нагрузка сист1гмы 19. Входом блока 17 переключений являются блокконтакты линейных контакторов 20, 21 и 22 генераторов 1,2 и 3. Блок 17 переключений состоит из схемы формирования очереди (реле 22-28) и схемы фиксации первого неста в ней (реле 29, 20 и 31). Последовательно с катушками реле 23-28 включены соответственно их размыкаю1тие контакты 24,( , 23 , 26/ , 25, , 28;, и 27, , Замыкающие контакты этих реле включены последовательно попарно (23э и 25, 24э. и 27 , 26 и 28) соответственно с катушками реле 29, 30 и 31. Дополнительно, питание ца реле 23 и 25 подается через блок-контакт линейного контактора 20, на реле 24 и 27 через блокконтакт линейного контактора 21, на реле 26 и 28 через блок-контакт линейного контактора 22. Замыкающие контакты 29-) , 3Uj , 31, реле 29, 30 и 31, являющиеся выходом блока 17 переключе1 ий, вклю4 .4 чены соответственно между выходами пороговых элементов 14, 15, 16 и уравнительной шиной 13. Устройство работает следующим образом. Пусть первым к шинам 18 подключается генератор 2. Замыкаясь, блокконтакт линейного контактора 21 генератора 2 подает питание на реле 24 и 27. При срабатывании этих реле их размыкающие контакты 24 и 27 запреп;ают в дальнейшем включение реле 23 и 28. Замыкающие контакты 24 , 272 реле 24 и 27 подготавливают цепь питания реле 30, которое срабатывает и фиксирует, что генератор 2 занял первое место в очереди. При этом замыкается контакт 30 и подсоединяет выход порогового элемента 15 к уравнительной шине 13. Далее включается генератор 1. Блок-контакт линейного контактора 20 генератора 2 замыкает цепь питания реле 23 и 25. Хотя питание на реле 23 и 25 подано, включается только реле 25, так как цепь питания реле 23 разомкнута контактом 24,| . При срабатывании реле 25 через его размыкающий контакт 25 дается запрет на срабатьвание реле. 26. В цепи питания реле 29 замыкается контакт 252 Аналогично, при включении генератора 3 через блок-контакт линейного контактора 22 подается питание на реле 26 и 28. Реле при этом не работают, так как в их цепи питания находятся в разомкнутом состоянии контакты 25;, и 27 . При отключении генератора 2 отпускают реле 24 и 27, снимая запрет на включение реле 23 и 28. Реле 30 отпускает. Замыкающий контакт 28 реле 28 подготавливает цепь реле 31. Реле 23 своим замыкающим контактом 23j позбуждает реле 29, которое фиксирует первое место в очереди генератора 1., При этом контакт 30;f , размыкаясь, отключает выход пг.рогового элемента 15 от уравнительной шины 13, а контакт 29 , замыкаясь, подключает тут же выход порогового элемента 14 к уравнительной шине 13. Если теперь отключить генератор 1, то сработает реле 31, указывая, что генератор 3 занял первое место в очереди, а его замыкающий контакт 31, подключает выход порогового элемента 16 к уравнительной шине 13, вместо отключенного порогового элемента 14 при отключении реле 29. Таким образом, блок 17 переключений обеспечивает автоматическое подключение к уравнительной шине 13 только того порогового элемента, чей генератор занимает первое место в очереди при любой комбинации из двух и трех параллельно работающи генераторов. Этим устраняется одног временное подключение пороговых элементов к уравнительной шине 13. Работа устройства после подключения генераторов к шине 18 заключается в следующем. . Пусть к уравнительной шине 13 под ключен пороговый элемент 15, т.е. ге нератор 2 занимает первое место в очереди. Порог срабатывания элемента 15, а также и элементов 1А и 16 устанавливаетсяравным заданному выходному напряжению Uj . Если текущее напряжение на шинах 18 меньше Ujn, , то на выходе порогового элемента 15 формируется 1, которая с помощью уравнительной ошны 13 подается на входы усилителей 10, 11 и 12. Сигнал, усиленный по мощности, открывает ключи 7, 8 и 9. Происходит увеличение возбухсдения возбудд телей 4,5 и 6. При этом генераторы 1,2 и 3 увеличивают напряжение на шинах 18. В случае U порогевьй элемент 15 формирует ha выходе О, который через уравнительную шину 13 си хронно подается на входы усилителей 1 4 10, 11 R 12. Ключи 7, 8 и 9 закрьшаотся. Ток в обмотках возбуждения возбудителей 4,5 и 6 падает. Генераторы 1,2,3 уменьшают напряжение до тех пор, пока Ртвк.- . после чего цикл поддержания напряжения на шинах 18 повторяется аналогично. Распределение реактивной мощности между генераторами достигается через статизм внешних характеристик генератора. Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным имеет повышенную точность работы, так как исключается неоднозначность петли гистерезиса эквивалентного порогового элемента. Это связано с разбросом статических характеристик пороговых элементов генераторов в результате естественного отклонения параметров элементов (резисторов, диодов, стабилитронов, транзисторов и т.д.), входящих в них, от их номинашьных значений, а также дополнительного отклонения, обусловленного изменением температуры окружающей среды. Управление усилителями от одного порогового элемента генератора, занимающего первое место в очереди среди включенных генераторов на параллельную работу, в принципе исключает этот недостаток. Малая ширина петли, гистерезиса данного порогового элемента увеличивает частоту и уменьшает амплитуду автоколебаний напряжения на шинах, которые идут здесь с необходимостью.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ РАБОТОЙ СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ с замыкающими блок-контактами их линейных контакторов и возбудителями, содержащее пороговые элементы по числу г,енераторов с входными зажимами для соединения с выходами генераторов, а также усилители и ключевые элементы в цепях возбуждения каждого генератора, причем выходы усилителей соединены с одним из входов соответствукнцих ключевых элементов, вторые входы которых предназначены для подключения к выходу своих возбудителей, а входы усилителей объединены уравнительной шиной, отличающееся тем, что, с целью повьЕчения точности работы, оно снабжено блоком переключений, реализующим формирование очереди и фиксации первого места в ней, который содержит девять реле, где к по ложительной шине источника питания через замыкающие блок-контакты линейных контакторов первого, второго и третьего генераторов подключены соответственно первые выводы катушек -. питания первого и третьего реле, второго и пятого реле, четвертого и шестого реле, а также седьмого, восьмого и девятого реле, а к отрицательной тине источника питания подключен, через первый размыкающий контакт второго реле в-торой вывод катушки первого реле, через первый размыкающий контакт первого реле - второй вывод катушки второго реле, через первый размыкающий контакт четвертого репе - второй вывод катушки третьего реле, через первый размыкающий контакт третьего реле второй вывод катушки четвертого реле, через первый размыкающий контакт шестого реле - второй вывод сл катушки пятого реле, через первый размыкающий контакт пятого реле второй вывод катушки шестого реле, через вторые замыкающие, последовательно включенные контакты первого и третьего реле - второй вывод катушки седьмого реле, через вторые заСП мыкающие, последовательно включенные контакты второго и пятого реле 05 второй вывод катушки восьмого реле, через вторые замыкающие, последова тельно включенные контакты четверто4 го и шестого реле - вторые выводы катуики девятого реле, причем замыкающие контакты седьмого, восьмого и девятого реле, включенные между выходами пороговых элементов чсоот- ветстденно первого, второго и третье-.го генераторов и уравнительной шиной, являются выходами блока переключений.