Устройство для распределения активной нагрузки между параллельно работающими синхронными генераторами Советский патент 1987 года по МПК H02J3/46 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для автоматического распределения активной нагрузки между параллельно paбoтaющи я синхронными генераторами при условии пропорционального распределения реактивных нагрузок.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.

На фиг.1 изображена блок-схема устройства для распределения активной нагрузки между параллельно рабо- танщими синхронными генераторами на фиг,2-4 временные диаграммы.

Устройство для распределения активной нагрузки между параллельно работающими синхронными генераторами (фиг.1) содержит синхронные генераторы 1j 1. J трехфазные выключатели , трехфазную нагрузку 3, однофазные трансформаторы 4,- 4 тока, диоды ( 5) - ( 7), переменные резисторы , замыкающие контакты 9„, компараторы 10,- Юр, и 1L- lljj , делители 12

частоты, источники 14 и

и

v, - 13 частоты, источники 14 14 15j регулируемого постоянного

15,напряжения, усилители 16п- 16

и

17,- 18,17.

чувствительные элементы

18,, и 19,- 19 , например обмотки реле, шина Земля 20, общая шина 21, при этом нагрузка 3 через трехфазные выключатели 2 подключена к выходу синхронного генератора, соответственно 1,,, трансформатор 4.,- 4 тока включен в одну из фаз (А, В и С) соответствующего синхронного генератора

1,п

параллельно выходу трансформатора 4 тока включен диод 5, причем одноименный зажим трансформатора тока диода 5,- такт 9, - диода 5., ., 9. 4 соединен с катодом а через замыкающий кон- с общей шиной 21, анод

5г, через переменный резистор 8, - 8 соединен с шиной Земля 20 подвижный контакт (движок) переменного резистора 8.,- 8 соединен с анодом диода 6 и катодом диода 7„, катод диода 6.- 6.подключен к одному входу компаратора 10.- 10 к второму входу которого подключен выход источника регулируемого напряжения 14.,- 14„, а выход - к входу делителя 12.,- 12 частоты., выход которого соединен с входом усилителя 16.,- 1б|, выход усилителя 16.,- 16 через чувствительный элемент 18.,- 18,.,

подключен к шине Земля

диода

V20, анод

If соединен с первым входом компаратора 11, , к второму входу которого подключен выход источника 15.,- 15 регулируемого напряжения, выход компаратора 11п подключен к входу делителя 13 - 13 частоты, выход которого соединен с

п

входом усилителя

17,17, выход которого,через чувствительный элемент 18| подключен к шине Земля 20.

Устройство (фиг„1) работает следующим образом.

Рассмотрим параллельную работу

генераторов

1,1

Выклю2 5 9 должы быть

замкнуты диоды

При этом резисторы 8-, 5 образуют схему однополу5, и . периодного выпрямительного моста.

Трансформаторы тока 4., и 4 включены встречно. Если на одноименных зажимах данньяс трансформаторов будет сигнал отрицательной полярности, то он замыкается через диоды 5 и 5 .

Если на одноименных зажимах трансформаторов 4 и 4j тока имеются одинаковые сигналы (в случае пропорционального или одинакового распре- деления активной нагрузки генераторов 1 и Г)5 то вследствие встречного включения обмоток трансформаторов 4 и

4 тока они работают в ре

напряже- и 8.

киме холостого хода, падение ния на активных резисторах 8 равно нулю.

При возникновении дисбаланса активной н-агрузки менаду синхронными , генераторами 1 И 1. (например I, 7 I., 5 где Ij|5 I,, - активные фазные токи генераторов 1, 1 соответственно) потечет уравнительный ток, графики которого соответствуют характеристике однополупериодного выпрямления (фиг,2),

Ток рассогласования создает на резисторах 8 и 8j .падение напряжения. При помощи переменных резисторов 8 и 8j можно ва рьирона т величину рассогласованиясигналы и , и.

..,5-2 мого напряжения 14 и

ственно задают величину

и .(,2), Выходные источников

с.

пряжения 5 равно

сравнения

и,).

Сигнал и

движка переменного дается через диод компаратора 10 рой вход, компаратора

регулируе- соответ- опорного на- может быть снимаемый с

, поS)fl9

резистора

на пс рвыи вход 70) 5 на вто(еспи Ug,,

1 О подается

сигнал U с выхода источника 14 . Если и,0, то сигнал с движка переменного резистора 8 через диод 7 подается на первый вход компаратора 11, на второй вход которого подается выходной сигнал источника 15

При необходимости можно обеспечить параллельную работу п генераторов 1. Для этого включают все переключатели 2 и 1. Работа генераторов в параллельном режиме аналогична режиму параллельной работе двух генераторов 1 и 1 .

Для возможности распределения нагрузок пропорционально номинальной мощности генераторов необходимо выбирать трансформаторы 4 тока таК,

постоянного напряжения (фиг.З). В момент выполнения условия ъ 4)г у - восходящей ветви ю однополупериодного измеряемого напряжения на выходе компаратора 10, (11) появится сигнал прямоугольной формы, конец которого (задний фронт) совпадает с моментом вьшолнения условия 15 чтобы их выходные сигналы при номи- и&х 1 8х Ч ниспадающей ветви нальной мощности синхронных генера- однополупериодното измеряемого напряжения. Этот сигнал подается на вход делителя. 12 (13) частоты, где частота следования и длительность им- 20 пульсов преобразуется соразмерно динамическим характеристикам сервопривода. С выхода делителя 12 (13) частоты подается сигнал на вход уситоров были однаковы между собой или при использовании стандартных трансформаторов тока подобрать такие значения резисторов 8, чтобы в номинальном режиме токи, протекающие через резистор 8, были выбраны нулю. При этом резисторы 8 подбираются

такими, чтобы трансформаторы 4 тока

лителя I6j (17). Усиленный выходной 25 работали с минимальной погрешностью, сигнал усилителя 16, (17 ) подается на чувствительный элемент ) вызывая его срабатывание.

При прохождении сигнала через чувствительный элемент 18 (19) он ера- ЗО уменьшение, так и на увеличение враща- батывает и подает сигнал на серводвигатель (не показан). При этом серводвигатель работает на увеличение (уменьшение) подачи топлива в дизель, поэтому происходит увеличение (умень- 5 грузок генераторов повышает быстроВ результате применения предложенного устройства расширяются функциональные возможности за счет формирования урпавляющих импульсов как на

ющих моментов дизель-генераторов. Автоматическое изменение длительности тактовых импульсов компаратора в функции величины рассогласования нашение) вращающегоя момента дизеля, что приводит, к увеличению (уменьшению) активного фазного тока генератора и, следовательно, к выравниванию нагрузки.

Аналогично работает группа элементов,, обозначенных 1, синхронного генератора 1„ при подаче на их соот- ве.тствую1цие входы сигнала Uj, снимаемого с подвижного движка переменного резистора 8.

При этом, если Ug U, то происходит уменьшение подачи топлива в дизель синхронного генератора 1 и увеличение подачи топлива в дизель синхронного генератора 1 .

Длительность выходных сигналов компараторов 12, 13 соответственно Tj,, Tj,j(Ha периоде входного сигнала Uj) зависит от амплитуды сигнала Ug, т.е. от степени дисбаланса распределения нагрузки (фиг.4) Это позволяет компенсировать впзму40

45

50

55

действие и точность процесса распределения активных нагрузок. При этом упрощается процесс перенастройки и избирательности за счет изменения величины сигнала U. , пропорционального величине рассогласования, и сигналов уставок, и,, и , увеличивается точность распределения активных нагрузок за счет работы трансформаторов тока в режиме сравнения, что исключает влияние их систематических ошибок одного знака.

Формула изобретения

Устройство для распределения активной нагрузки между параллельно работающими синхронными генераторами, содержащее датчики активного тока, выполненные в виде трансформаторов тока, включенные в одну из шин генера- тока, общую шину, к которой подключены выключатели, а по числу генераторов - первый чувствительный эле266 4

щающее воздействие с большой точностью и без перерегулирования.

При необходимости можно обеспечить параллельную работу п генераторов 1. Для этого включают все переключатели 2 и 1. Работа генераторов в параллельном режиме аналогична режиму параллельной работе двух генераторов 1 и 1 .

Для возможности распределения нагрузок пропорционально номинальной мощности генераторов необходимо выбирать трансформаторы 4 тока таК,

чтобы их выходные сигналы при номи- нальной мощности синхронных генера- чтобы их выходные сигналы при номи- нальной мощности синхронных генера-

торов были однаковы между собой или при использовании стандартных трансформаторов тока подобрать такие значения резисторов 8, чтобы в номинальном режиме токи, протекающие через резистор 8, были выбраны нулю. При этом резисторы 8 подбираются

работали с минимальной погрешностью,

уменьшение, так и на увеличение враща- грузок генераторов повышает быстроВ результате применения предложенного устройства расширяются функциональные возможности за счет формирования урпавляющих импульсов как на

уменьшение, так и на увеличение враща- грузок генераторов повышает быстроющих моментов дизель-генераторов. Автоматическое изменение длительности тактовых импульсов компаратора в функции величины рассогласования наЗО уменьшение, так и на увеличение враща- 5 грузок генераторов повышает быстро40

45

50

55

действие и точность процесса распределения активных нагрузок. При этом упрощается процесс перенастройки и избирательности за счет изменения величины сигнала U. , пропорционального величине рассогласования, и сигналов уставок, и,, и , увеличивается точность распределения активных нагрузок за счет работы трансформаторов тока в режиме сравнения, что исключает влияние их систематических ошибок одного знака.

Формула изобретения

Устройство для распределения активной нагрузки между параллельно работающими синхронными генераторами, содержащее датчики активного тока, выполненные в виде трансформаторов тока, включенные в одну из шин генера- тока, общую шину, к которой подключены выключатели, а по числу генераторов - первый чувствительный элемент, переменный резистор, первый, второй и третий диоды, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено шиной Земля, по числу генераторов -.двумя источниками регулируемого постоянного напряжения, двумя компараторами, двумя делителями частоты, двумя усилителями и вторым чув- ю ствительным элементом, при этом одно- именный вывод трансформатора тока соединен со свободным отводом выключателя, а через первый диод, включен- нь1й в обратном Т1аправлении5 соединен с вторым вьгоодом трансформатора, который через переменный резистор подключен к шине Земля, движок пере13342668

манного резистора соединен с анодом второго диска и с катодом третьего диода, катод второго диода соединен с первым входом первого компаратора, к второму входу которого подключен выход первого источника регулируемого постоянного напряжения, анод третьего диода соединен с первым входом второго компаратора, к второму входу которого подключен выход второго источника регулируемого постоянного напряжения, выход каждого компаратора через соответствующие последовательно соединенные делитель частоты, усилитель и чувствительный элемент соединен , с шиной Земля .

15

UiblXl

7

I

.. Л/i

L

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано дл:я автоматического распределения активной нагрузки между параллельно работающими синхронными генераторами при условии пропорционального разделения реактивных нагрузок. Цель изобретения - расширение функцйональньпс возможностей. Для решения указанной задачи в устройство введены по числу синхронных генераторов 1 источники регулируемого пйстоянного напряжения 14,, компараторы 10.1 - 10.п, делители частоты 12;,- 12, усилители 1б„ и чувствительные элементы 18,- 18. Устройство позволяет формировать управляющие импульсы как на уменьшение, так и на увеличение вращающих моментов дизель-генераторов, что приводит к уменьшению (увеличению) активного фазного тока генератора, и следовательно, к выравниванию нагрузки. Автоматическое изменение длительности тактовых импульсов компаратора в функции -величины рассогласования нагрузок генераторов повышает быстродействие и точность процесса распределения активных нагрузок. 4 ил. (П г.М :Ч;5« 9м оо оо 4 Ю 05 О5

7

/

l

Составитель 0.Наказная Редактор Т.Лаэаренко Техред М.Дидык 111 ГГ

з1к1з з 971/51 612-Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета CLUF по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно

-полиграфическое, предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

фик, 4