Устройство для синхронизации генераторного агрегата Советский патент 1987 года по МПК H02J3/42 

Изобретение относится к электротехнике, в частности может быть использовано в Системах гарантированного питания (СГП), содержащих дизель-генераторную установку с маховиком.

Цель изобретения - повышение -надежности путем снижения бросков тока при синхронизации генераторных; агрегатов с повышенными маховыми массами.

На фиг. 1 дана схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство 1 для синхронизации показано на примере системы гарантированного питания, содержащей источник 2 энергии, понижающий трансформатор 3, шины 4 гарантированного питания, дизель-генераторную установку 5, содержащую дизель 6, маховик 7 большой массы, генератор 8, вык.шо- чатель 9.

К шинам гарантированного питания подключена нагрузка 10„

СГП содержит быстродействующий выключатель, например тиристорный выключатель 11„ Устройство для синхронизации содержит трансформатор 12 тока, параллельно тиристор- ному выключателю 11 включен промежуточный трансформатор 13, вторичная обмотка которого соединена с входом первого выпрямителя 14, вход которого связан с входами реле 15 частоты и датчика 1-6 минимума огибающей напряжения биения, входы которых подключены к входам схемы И 17, выход которой связан с входом 18 а блока 18 управления быстродействую- выключателем 11 (запуска генератора управляющих сигналов тиристор- ным выключателем).

Ю

Выход сумматора 20 связан с входом интегратора 22., в цепи обратной связи которого включен конденсатор 23, вход которого подключен к первому входу 24а компаратора 24, второй вход 24 б компаратора связан с источником 25 опорного напряжения. Выход компаратора связан с входом 18 б отключения блока 18 управления быстро- действующим выключателем (остановки генератора управляющих сигналов) и с реле 26 сброса с контактом 27 интегратора 22,

Кроме того, параллельно конденса-: тору 23 интегратора включена кнопка 28 сброса.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом синхронизации осу- щестйляется вручную сброс заряда конденсатора 23 интегратора 22 с помощью кнопки 28, Устройство готово к синхро низации.

В исходном состоянии дизель-генераторная установка 5 через включенный выключатель 9 обеспечивает энергоснабжение шин 4 гарантированного питания и подключенного к ним потребителя 10, тиристорный выключатель 11 отключен.

С вторичной обмотки промежуточного трансформатора 13 снимается напряжение биений, которое выпрямляет ся выпрямителем 14,

Напряжение на выходе выпрямителя 14 показано на фиг, 2 (диаграмма 2а). Как видно из диаграммы 2а, сигнал на выходе выпрямителя 14 содержит переменную составляющую, частота которой равна разности частот синхронизируемых напряжений.

При достижении зтой частоты уставк срабатывания реле 15 частоты на вы-

20

25

30

35

40

г,45 ходе реле появляется- сигнал (диагвамВ качестве генератора управляюш их .-,-чv-«ineuj чмиси yciM

ма 2б),

сигналов может быть использован дв ух- тактный усилитель мощности на тиристорах, вырабатывающий высокочастотные импульсы управления.

Выход генератора 18 управляющих сигналов связан с цепями управления выключателем 11,

Выход трансформатора 12 тока связан с входом второго выпрямителя 19, выход которого подключен к первому входу 20а сумматора 20, К второму входу 20 б сумматора подключен первый источник 21 опорного напряжения.

Выход сумматора 20 связан с входом интегратора 22., в цепи обратной связи которого включен конденсатор 23, вход которого подключен к первому входу 24а компаратора 24, второй вход 24 б компаратора связан с источником 25 опорного напряжения. Выход компаратора связан с входом 18 б отключения блока 18 управления быстро- действующим выключателем (остановки генератора управляющих сигналов) и с реле 26 сброса с контактом 27 интегратора 22,

Кроме того, параллельно конденса-: тору 23 интегратора включена кнопка 28 сброса.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом синхронизации осу- щестйляется вручную сброс заряда конденсатора 23 интегратора 22 с помощью кнопки 28, Устройство готово к синхро - низации.

В исходном состоянии дизель-генераторная установка 5 через включенный выключатель 9 обеспечивает энергоснабжение шин 4 гарантированного питания и подключенного к ним потребителя 10, тиристорный выключатель 11 отключен.

С вторичной обмотки промежуточного трансформатора 13 снимается напряжение биений, которое выпрямляется выпрямителем 14,

Напряжение на выходе выпрямителя 14 показано на фиг, 2 (диаграмма 2а). Как видно из диаграммы 2а, сигнал на выходе выпрямителя 14 содержит переменную составляющую, частота которой равна разности частот синхронизируемых напряжений.

При достижении зтой частоты уставки срабатывания реле 15 частоты на вы-

0

5

0

5

0

.-,-чv-«ineuj чмиси yciM

ма 2б),

Датчик 16 минимума огибающей напряжения биений вырабатывает сигнал в мо- 50 мент прохождения нулевого значения (диаграмма 2в),

При совпадении этих сигналов на входе схемы И 17 на выходе ее появ- JJ ляется сигнал запуска генератора 18 управляющих импульсов (диаграмма 2г) , после чего запускается генератор 18 управляющих сигналов и включается тиристорный выключатель П.

313191

Трансформатор 12 тока регистрирует ток между шинами 4 гарантированного питания и источником 2.

На диаграммах 2д и 2е показаны соответственно ток вторичной обмотки j трансформатора 12 тока и сигнал на входе сумматора 20.

Указанный сигнал суммируется с опорньм напряжением источника 21 и на входе сумматора 20 появляется сигнал, показанньй на диаграмме 2ж. Этот сигнал интегрируется интегратором 22 (диаграмма 2з) и сравнивается с другим опорным напряжением источника 25 на компараторе 24. При превьшении сигнала на входе 24а компаратора сигнала на входе 24б компаратор срабатывает и выдает сигнал (диаграмма 2и) на вход 18б останова генератора 18 управляющих сигналов, что приводит к выключению тиристорного выключателя 11. Одновременно с этим происходит срабатывание реле 26, контакты которого разряжают конденсатор 23 интегратора, приводя схему в исходное состояние.

После отключения тиристорного выключателя 11 на выходе выпрями- теля 14 возникает напряжение бнений и цикл подключения дизель-генераторной установки 5 к питающей сети 2 повторяется.

Указанный процесс заканчивается при уменьшении тока синхронизации до величины, при которой уровень сигнала на выходе интегратора 22 не превышает уровня опорного напряже--- ния источника 25.

На фиг. 2 даны диаграммы для случая, соответствующего режиму йхой дения в синхронизм дизель-генератора с питающей сетью за три цикла подключения его к сети.

После окончания процесса синхронизации осуществляется непрерывная работа генератора 18 управляющих сигналов, при этом тиристорный выключатель 11 включен и питание шин 4 осуществляется от трансформатора 3 и дизель-генераторной установки 5,

Таким образом, благодаря циклическому подключению дизель-генераторной установки 5 к питающей сети с помощью быстродействующего выключателя и осуществлению контроля за интегралом тока синхронизации оказы

j

O

5

0

5

.

5

0

5

0

5

654

вается возможным существенно снизить величину бросков тока и согласовать длительность токовых воздействий с уставками устройств релейной защиты питающей сети и перегрузочными характеристиками электрооборудования системы гарантированного питания.

J

Уменьшение бросков тока позволяет

устранить колебания напряжения на шинах 4 гарантированного питания прн синхронизации.

Указанные преимущества предлагаемого устройства позволяют существенно повысить надежность СГП в целом.

Формула изобретения

Устройство для синхронизации генераторного агрегата, связанного с питающей сетью через быстродействующий выключатель, содержащее промежуточный трансформатор, с зажимами для подключения параллельно быстродействующему выключателю, к вторичным обмоткам которого через выпрямители подключены реле частоты и датчик минимума, огибающей напряжения биений, схему совпадения, входы которой подключены к выходам реле частоты и датчика минимума огибающей напряжения биений, блок управления быстродействующим выключателем, включенный на выход схемы совпадения, отличающееся тем, что, с целью повьппения надежности путем снижения бросков тока при синхронизации генераторных агрегатов с повышенными маховыми массами, устройство снабжено трансформатором тока в цепи быстродействующего выключателя, вторым выпрямителем, сумматором, источниками опорного напряжения, интегратором с конденсатором в цепи обратной связи, компаратором и реле сброса, при этом выход трансформатора тока связан с входом второго вьт- рямителя, выход которого соединен с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к первому источнику опорного напряжения, выход сумматора соединен с входом интегратора, выход которого связан с входом компаратора, к второму входу которого подключен второй источник опорного напряжения, блок управления быстродействующим выключателем выполнен j с возможностью подачи команды на отключение, причем выход компаратора подклюи к реле сброса, контакт которого

110(е,з)хв

интегратора.

Изобретение.- относится к электро технике. Цель изобретения - повьшение надежности путем уменьшения бросков тока при синхронизации генератора с повышенными маховыми массами. Сущность изобретения состоит в том, что в период синхронизации после подключения в минимум напряжения биений генератора к сети, измеряют интеграл тока генератора, и в случае превышения им заданного значения вновь отключают генератор от сети. Такое включение и отключение способствует снижению бросков тока при включении и сохранению генера тора в синхронизме. 2 ил. сл с