Устройство для управления параллельной работой синхронных генераторов Советский патент 1987 года по МПК H02J3/46 

fO

15

20

25

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при управлении параллельной рабо- той, например, судовых генераторов с квазиастатическими внешними характеристиками.

Цель изобретения - повышение устойчивости распределения нагрузки между параллельно работающими генераторами устройства.

На фиг. 1 изображена схема устройства для управления параллельной работой трех генераторов; на фиг. 2 - структурная схема блока динамичес- KoVo приоритета.

Устройство (фиг. 1) содержит синхронные генераторы с замыкающими блок-контактами их линейных контакторов 4 - 6 и возбудители 7 - 9, в целях возбуждения которых включены последовательно соответ ст- веино силовые ключи 10 - 2 с входом ;.Ц1Я подключения к выходам возбудителей 7 9 и к выходам усилителей 13-15,

Устройс 1 во также содержит релейные (пороговые) элементы 16 - 18, входы которых подключены к шине 19 с нагрузкой 20, элементы 21 и 22 сравнения и блок 23 формир.ования очереди и фиксации первого места в ней, куда входит блок 24 динамического приоритета, ключи 25 - 27 и реле 28 - 30.

Входы блока 24 через згшыкающие блок-контакты линейных контакторов 4-6 подключены к клемме с потенциалом напряжения, а выходы блока через ключи 25-27 управляют соответственно работой реле 28 - 30.

Выход первого возбудитехЕИ 7 подключен через первьй переключающий контакт 31 первог о реле 28 со вторым входом первого элеме1гга 21 сравнения и с первыми входаг-1и первого 21 и вто- 45 рого 22 элементов сравнения. Выход второго возбудителя 8 подключен через первый перекл очающ ш контакт 32 третьего реле 30 и второй переключаю- д|;ий контакт 33 реле 28 с первьми вхо- JQ дами элементов 21 и 22 сравнения и со вторым входом элемента 21 сравнения и через переключающий контакт 32 реле 30 со вторым входом элемента 22 сравнения. Выход третьего возбудителя 9 подключается через второй переключающий контакт 34 реле 30 со вторым входом элемента 22 сравнения и с первыми входами элементов 21 и

30

35

40

55

5

0

5

5 Q

0

5

0

5

22 сравнения. Вход первого усилителя

13соединяется через третий переключающий контакт 35- реле 28 с выходом элемента 21 сравнения и с выходом первого релейного элемента 16. Переключающий контакт 36 второго реле 29 подключает вход второго усилителя

14через замыкающий, контакт 37 реле 28 к выходу элемента 21 сравнения

и через замыкающий контакт 38 реле 30 к входу элемента 22 сравнения, и к выходу второго релейного элемента 17. Вход третьего усилителя 15 соединяется через третий переключающий контакт 39 реле 30 с выходом элемента 22 сравнения и с выходом третьего релейного элемента 18.

Блок 24 динамического приоритета (фиг. 2) содержит девять схем И 40- 48 и шесть схем НЕ 49-54. Заявки на формирование очереди поступают на вход блока 24 по мере включения генераторов 1-3 на параллельную работу. Факт заявки отождествляется приходом потенциала напряжения при замыкании соответствующих блок-контактов линейных контакторов 4 - 6.

Рассмотрим работу блока динамического приоритета на примере последовательного включения генераторов 1 - 3 (формирование очереди). В исходном состоянии блока 24 входных и выходных сигналов нет. При включении генератора 1 на шины 19 срабатывает блок-контакт линейного контактора 4 и на первьш вход блока 24 приходит сигнал X,. Сигнал X, проходит через элементы 40 и 41 на входы элемента 46, так как в данньм момент времени на выходах элементов НЕ 49 и 50 сформирована 1.

Срабатывает элемент 46. При этом накладывается запрет на прохождение сигнала через элементы 43 и 44, поскольку на выходах элементов 52 и 53 - О.

При включении генератора 2 через замыкающий контакт 5 на второй вход блока 24 приходит сигнал Х, который проходит через элемент 42 на вход элемента 47, так как на выходе элемента 51 сформирована 1. Одновременно накладывается запрет на срабатывание элемента 45, поскольку на выходе элемента 54 - О. Элемент 47 не срабатывает, так как на его втором входе с выхода элемента 43 поступает О.

При включении генератора 3 через замыкающий блок-контакт линейного контактора 6 на третий вход блока 24 приходит сигнал Х, который никуда не проходит, так как элементы 44 и 45 закрыты (запрет), а элемент 48 по входам имеет О.

Таким образом, сформировалась очередь, первое место которой занимает генератор 1 (элемент 46 возбужден) , второе место занимает генератор 2 (на входе элемента 47, сигнал О, 1), третье место занимает генератор 3 (на входе элемента 48 сигнал О, О).

Рассмотрим режим сдвига очереди.

Пусть генератор 1 отключился от шин станции, т.... Х,0.

На выходе элементов 40, 41 и 46

О

а элементов 52 и

образуется 53 - 1, что снимает запрет на срабатывание элементов 43 и 44 элементы 43 и 44 срабатывают, так как .,,0. Это приведет к срабатыванию элемента 47 и появлению сигнала 1, О на входе элемента 48. Теперь генератор 2 занимает первое мето в очереди, а генератор 3 второе место.

Третье место в очереди свободно.

Отключим также генератор 2, что соответствует . На выходе элеметов 42, 43 и 47 образуется О, а на выходе элемента 54 образуется 1, что снимает запрет на срабатывание элемента 45. Элемент 45 срабатывает и формирует дополнительную 1 на входе элемента 48, который

Пусть к шинам 19 подключены последовательно во времени генераторы 1-3. Блок 23 сформирует очередь и зафиксирует, что генератор 1 занимает первое место в очереди путем срабатывания реле 28. При этом переключающий контакт 35 реле 28 подключает выход порогового элемента 16 к входу усилителя 13. Текущее напряжение, измеренное датчиком напряжения, сравнивается с заданным значением. Сигнал разности этих напряжений воздействует на пороговый элемент 16. Релейный сигнал с выхода элемента 16 усиливается по мощности усилителем 13 и управляет работой силового ключа 10, который изменяет ток в обмотке возбуждения возбудителя 7 генератора 1 с целью стабилизации напряжения на шине 19. Сигнал, пропорциональньй напряжению возбудителя 7 (индуктора генератора 1), подается через переключающий контакт 31 реле 28 на первые входы элементов 21 и 22 сравнения. На второй вход элемента 21 сравнения подается напряжение возбудителя 8 через переключающий контакт 32 реле 30 и переключающий контакт 33 реле 28, На второй вход элемента 22 сравнения подается напряжение возбудителя 9 через переключающий контакт 34 реле 30. На выходах элементов 21 и 22 сравнения формируются релейные сигналы. Релей- 35 ньш сигнал с выхода элемента 21 сравнения через замыкающий контакт 37 реле 28 и переключающий контакт 36 реле 29 подается на вход усилителя 14.и усиливается по мощности. Сигсрабатывает. Теперь генератор 3 занимает первое место в очереди, а вто- 40 нал с выхода усилителя 14 управляет рые и третьи места свободны.работой силового ключа 11, который

изменяет ток в обмотке возбуждения возбудителя 8 с целью выравнивания нагрузки между ведущим генератором 1 45 и ведомым генератором 2. Релейный

сигнал с выхода элемента 22 сравнения через переключающий контакт 39 реле 30 подается на вход усилителя 15. Сигнал также усиливается по мощности 50

Отключение генератора 3 соответствует . На выходе элементов 4, 45 и 48 образуется О, а элемента.

54 - 1.

Таким образом, наступило исходное состояние блока 24, когда на выходах элементов НЕ 49-54 сформирована 1, а на оставшихся элементах - О. Сигнал с выхода блока 24 (фиг. 1) через ключи 25-27 возбуждает соответст- ве.нно рел& 28 - 30, которые фиксируют в текущий момент времени генератор, занимающий первое место в очереди. В исходном состоянии блока 24 реле 28 - 30 отключены.

Устройство работает следующим образом.

55

и управляет работой ключа 12, который изменяет ток в обмотке возбуждения возбудителя 9 с целью выравнивания нагрузки между ведущим генератором 1 и ведомым генератором 2.

При отключении генератора 1 реле 28 отпускает. В это время блок 23 возбуждает реле 29, которое сработает и своим переключающим контактом

5

5

Пусть к шинам 19 подключены последовательно во времени генераторы 1-3. Блок 23 сформирует очередь и зафиксирует, что генератор 1 занимает первое место в очереди путем срабатывания реле 28. При этом переключающий контакт 35 реле 28 подключает выход порогового элемента 16 к входу усилителя 13. Текущее напряжение, измеренное датчиком напряжения, сравнивается с заданным значением. Сигнал разности этих напряжений воздействует на пороговый элемент 16. Релейный сигнал с выхода элемента 16 усиливается по мощности усилителем 13 и управляет работой силового ключа 10, который изменяет ток в обмотке возбуждения возбудителя 7 генератора 1 с целью стабилизации напряжения на шине 19. Сигнал, пропорциональньй напряжению возбудителя 7 (индуктора генератора 1), подается через переключающий контакт 31 реле 28 на первые входы элементов 21 и 22 сравнения. На второй вход элемента 21 сравнения подается напряжение возбудителя 8 через переключающий контакт 32 реле 30 и переключающий контакт 33 реле 28, На второй вход элемента 22 сравнения подается напряжение возбудителя 9 через переключающий контакт 34 реле 30. На выходах элементов 21 и 22 сравнения формируются релейные сигналы. Релей- 5 ньш сигнал с выхода элемента 21 сравнения через замыкающий контакт 37 реле 28 и переключающий контакт 36 реле 29 подается на вход усилителя 14.и усиливается по мощности. Сиг0

5

0

0 нал с выхода усилителя 14 управляет работой силового ключа 11, который

сигнал с выхода элемента 22 сравнения через переключающий контакт 39 реле 30 подается на вход усилителя 15. Сигнал также усиливается по мощности 0

5

и управляет работой ключа 12, который изменяет ток в обмотке возбуждения возбудителя 9 с целью выравнивания нагрузки между ведущим генератором 1 и ведомым генератором 2.

При отключении генератора 1 реле 28 отпускает. В это время блок 23 возбуждает реле 29, которое сработает и своим переключающим контактом

36 подключает выход релейного элемента 17 к входу усилителя 14. Тепер уже генератор 2 являясь ведущим, будет стабилизировать напряжение на шине 19. Выход возбудителя 8 через переключающий контакт 32 реле 30 и переключающий контакт 33 реле 28 подключается к первым входам элементов 21 и 22 сравнения. Элемент 21 сравнения в данном случае в работе не участвует, а злемент 22 сравнения сравнивает сигналы с возбудителей 8 и 9 и вырабатывает релейный сигнал в функции выравнивания нагрузки между генераторами 2 и 3.

При отключении генератора 2 реле 29 отпускает, а реле 30 срабатывает согласно алгоритму работы блока 24. ПереключаюЕ(ий контакт 39 реле 30 подключает выход релейного элемента 18 к входу усилителя 15. В это время генератор 3 становится ведущим и стабилизирует напряжение на шине 19. Параллельной работы в данном случае не требуется. При повторном включении генератора 2 к шине 19 выход возбудителя 8 подключается ко второму входу элемента 22 сравнения, первый вход которого соединен через переключающий контакт 34 реле 30 с возбудителем 9. Выход элемента 22 через замыкающий контакт 38 реле 30 и переключающий контакт 36 реле 29 подключается по входу усилителя 14. Генератор 2 становится ведомым и занимает второе место в очереди и т.д.

Таким образом, предлагаемое устройство (по сравнению с известньп-О позволяет получить гибкую структуру, в которой ведущий генератор не назначается, а тот, который занимает первое место в очереди.

В системе параллельной работы генераторов исключается срыв при выходе из строя ведущего генератора. Выявление ведущего генератора происходит автоматически, что исключает возможные ошибочные действия обслуживающего персонала. Включение на параллельную работу генераторов может идти в любой последовательности. Дополнительно блок формирования оче- реди и фиксации первого места в ней

может вести учет рабочего времени ди- 55 мента сравнения, выход третьего воз- зель-генераторов с целью равномерной будителя подключен через второй перенаработки их ресурса. Устройство до- ключающий контакт третьего реле со пускает любой вид синхронизации ге- вторым входом второго элемента сравнераторов. Точность поддержания напряжений на шинах станции i 1%, а распределение реактивной мощности до 8%, что отвечает требованиям Регист- ра СССР.

Формула изобретения

Устройство для управления параллельной работой синхронных генераторов с замыкающими блок-контактами их линейных контакторов и возбудителями, содержащее пороговые элементы по числу генераторов с входными зажимами для соединения с выходами генераторов, блок формирования очереди и фиксации первого места в ней, а также усилители и ключевые элементы в цепях возбудителей каждого генератора, причем выходы усилителей соединены с одним из входов соответствующих ключевых элементов, вторые входы которых предназначены для подключения к выходу своих возбудителей, отличающееся тем, что, с целью повышения устойчивости распределения нагрузки, оно снабжено двумя элементами сравнения, причем блок формирования очереди и фиксации первого места в ней содержит блок динамического приоритета, три ключа и три реле, где входы блока динамического приоритета через замыкающие блок-контакты линейных контакторов генераторов подключены к

клемме с потенциалом напряжения,. а выходы блока через ключи соединены соответственно с первым, вторым и третьим реле фиксации первого места

в очереди:, при этом выход первого возбудителя соединен через первый переключающий контакт первого реле со вторым входом первого элемента сравнения и с первыми входами первого и

второго элементов сравнения, выход второго возбудителя подключен через первый переключающий контакт третье- ,го реле и второй переключающий контакт первого реле с первьми входами

первого и второго элементов сравнения и со вторым входом первого эле- мен та сравнения и через первый переключающий контакт третьего реле соединен со вторым входом первого эленения и с первыми входами первого и второго элементов сравнения, вход первого усилителя соединен через третий переключающий контакт второго реле и замыкающие контакты первого и третьего реле соответственно с выходом первого , и второго элементов

38948

сравнения и с выходом второго порогового элемента, вход третьего усилителя соединен через третий переключающий контакт третьего реле с выходом второго элемента сравнения и с выходом третьего порогового элемента.

fjyuS.Z

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при управлении параллельной работой, например, судовых генераторов с квазистатическими внешними хаУса- а/пSejffffifTr. Гемерат. рактеристиками. Цель изобретения - повышение устойчивости распределения нагрузки. Это достигается за счет введения двух элементов сравнешгя 21, 22 и выполнения блока формирования очереди и фиксации первого места в ней в виде блока динамического приоритета 24, трех ключей 25, 26, 27 и трех реле 28, 29, 30, которые своими контактами коммутируют цепи устройства. Это обеспечивает выявление ведущего генератора и работу его в автомномном режиме, выявление ведомых генераторов и работу их в па- .раллельном режиме с ведущим генератором, передачу функций ведущего генератора на первый ведомый, перевод ведомого генератора из режима автономной работы в режим параллельной работы и обратно. 2 ил. о JM-v Змн. сробщ го 00 00 со ij