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

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для поддержания напряжения и распределения нагрузок параллельно работающих генераторов, например судовых.

Целью изобретения является упрощение и повыщение надежности.

На чертеже представлена структурная схема устройства управления трех параллельно работающих генераторов.

Устройство (фиг.1) содержит генераторы 1-3 с линейными контакторами 4-6, нейтрали которых соединены нулевым проводом.

Входы генераторов 1-3 соединены с выходами ключевых элементов 7-9, а выходы подключены к входу блока 10 датчиков нагрузки.

Выходы датчиков блока 10 соединены с вершинами схем трех треугольников, первый из которых объединяет элементы 11-13 сравнения, второй - 14-16 и третий - 17-19,элементы блока 20 сравнения реактивных токов нагрузки. Выходы элементов , 14, 17 сравнения, являющихся первыми элементами сравнения в тройках, выходы элементов 12, 15, 18 сравнения.

являющихся вторыми элементами сравне- 30 ся дискретная информация о сравнении

ния в тройках, выходы элементов 13, 16, 19 сравнения, являющихся третьими элементами сравнения в тройках блока 20 сравнения реактивных токов, соответственно соединены с входами схем И 21-23, второй группы блока 24 выбора экстремального тока нагрузки генераторов, который содержит инверторы 25-27 и схемы И 28-33 первой группы. Выход схемы И 21 соединен с входами схем И 28, 32 и через инвертор 25 - с входами схем И 29, 31. Выход схемы,И 22 соединен с входами схем И 29,.33 и через инвертор 26 с входами схем И 30 и 32. Выход схемы И 23 соединен с входами схем И 30 и 31 и через инвертор 27 с входами схем И 28 и 33. Выходы схем И 28 и 31, 29 и 32, 30 и 33 попарно соединены соотреактивных токов нагрузки в фазах а, Ь, с генераторов 2 и 3. На выходе элементов 13, 16, 19 сравнения, являющихся третьими элементами сравне-

35 ния в тройках, формируется дискретная информация о сравнении реактивных токов нагрузки в фазах а, Ь, с генераторов 3 и 1. Сигналы с выхода элементов 11, 14, 17 сравнения пода40 ются на вхоя схемы И 21, на выходе которой формируется дискретная информация об экстремальности среди генераторов 1 и 2.

Сигналы с выхода элементов 12, 15

45 18 сравнения подаются на входы схемы И 22, на выходе которой формирует ся дискретная информация об экстремальности, среди генераторов 2 и 3. Сигналы с выхода элементов 13, 16,

ветственно с входами ключевых, элемен- 50 сравнения подаются на вход схемы тов 7-9. Устройство содержит также И 23, на выходе которой формируется

релейный элемент 34 с уставкой заданного напряжения и входом для подключения к питающим шинам 35. Прямой и инверсный выходы релейного элемента 34 соединены с входами схем И 28- 30 и схем И 31-33 блока 24..

Устройство работает следующим образом.

Включе тие f ecиммeтpичнoй реактивной нагрузки вызывает разное нагруже- ние фаз питающих шин 35, что приводит к смещению нейтрали системы параллельно работающих генераторов 1- 3, связанных между собой нулевым проводом. С помощью блока 10 датчиков измеряются полные фазные токи генераторов 1-3. Сигналы с выхода блока 10 подаются на вершины схем трех треугольников, где первая схема треугольника объединяет входы первой тройки элементов 1-13, вторая схема треугольника - входы второй тройки элементов 14-16 и третья схема треугольника - входы третьей тройки элементов сравнения блока 20.

Каждая схема треугольника сравнивает реактивные токи в одноименных фазах генераторов 1-3. На выходе элементов И, 14, 17 сравнения, яв- i ляющихся первыми элементами сравнения- в тройках, формируется дискрет- 5 ная информация о сравнении реактивных токов в фазах а,Ь,с генераторов 1 и 2; На выходе элементов 12, 15, 18 сравнения, являющихся вторыми элементами сравнения в тройках, формирует-

f

0

реактивных токов нагрузки в фазах а, Ь, с генераторов 2 и 3. На выходе элементов 13, 16, 19 сравнения, являющихся третьими элементами сравне-

ния в тройках, формируется дискретная информация о сравнении реактивных токов нагрузки в фазах а, Ь, с генераторов 3 и 1. Сигналы с выхода элементов 11, 14, 17 сравнения подаются на вхоя схемы И 21, на выходе которой формируется дискретная информация об экстремальности среди генераторов 1 и 2.

Сигналы с выхода элементов 12, 15,

18 сравнения подаются на входы схемы И 22, на выходе которой формируется дискретная информация об экстремальности, среди генераторов 2 и 3. Сигналы с выхода элементов 13, 16,

дискретная информация об экстремальности среди генераторов 2 и . Далее с помощью инверторов 25-27 и схем 55 И 28-33 блоки 24 производится окончательное выявление экстремального генератора среди всех генераторов и вьщача команды на соответствующий ключевой элемент в зависимости от

соотношения заданного и текущего напряжений на шинах 35.

Пусть напряжение на шинах 35 меньше заданного (Р О и и реактивные токи в фазах генераторов 1-3 находятся в соотношении i« ioj

Н, Hj н ;

с, с,.

Тогда на выходе элементов сравнения блока 20 появляется соответственно информация 1,1,1,1,1,1, 0,0,0.

На выходе схем И 21-23 блока 24 формируется последовательность 1,1, При этим на первые входы схем И 28- 30 поступает О от релейного элемета 34. На вторых входах схем И 28- 30 находятся сигналы 1, 1, О, а на третьих входах - соответственно 1,0,0. На первых входах схем И 31- 33 блока 24 находится информация 0,0,1, на вторых их входах - соотвественно 0,1,1, а на третьих входах 1 от релейного элемента 34.

На выходах схем И 28-33 формируеся последовательность .0,0,0,0,0,1, что соответствует минимальной реак

тивной нагрузке генератора 3. Сраба- 30 минимальными токами нагрузки среди тывает ключевой элемент 7, который экстремальных генераторов, выявлен- увеличивает ток возбуждения генератора 3. По мере увеличения тока возбуждения генератора 3 его напряженых в каждой из возможных пар при несинусоидальных токах нагрузки.

Применение предлагаемого устройст- ние на выходе увеличивается. Генера- тп ва позволяет упростить схему при сох- тор набирает реактивную мощность до ранении вьшолнения всех ее функций тех пор, пока блок 24 не выявит еле- и способствует повьш1ению надежности дующий генератор с минимальным его работы без снижения качества вы- реактивным током, например 2, и вы- рабатываемой электроэнергии генерато- даст команду на его ключевой элемент о Рами при несинусоидальных токах на- в сторону увеличения тока возбужде- грузки. ния. Напряжение на шинах 35 увеличивается .

При превышении текущего напряжения заданного значения формируются прямая и инверсная пороговые функции с выхода релейного элемента 34 (Р 1, Р„ 0).

/Аналогичным образом на выходах схем И 28-33 формируются сигналы в зависимости от выбранного генератора с максимальным реактивным током нагрузки, кбторые через ключевые элементы 7-9 уменьшают токи возбуждений генераторов 1-3.

В тех случаях, когда реактивные токи в одной из фаз, например в фазе Ь, находятся в соотношении, отличном чем в фазах а и с, возникает не50

Формула изобретения

g Устройство.для управления параллельной работой генераторов, содержащее три генератора с линейными контакторами, ключевые элементы по числу генераторов с выходами для подключения к входам генераторов, нейтрали которых соединены нулевым проводом, блок датчиков нагрузки с входами для подключения к фазам а, Ь, с генераторов и выходами для подключения к трем тройкам элементов сравнения реактивных токов, входы которых соединены по схеме треугольника, три инвертора, девять трехвхо- довых схем И и релейный элемент с

55

5 генераторы,

однозначность в управлении. При этом блок 20 сравнения выдает на выходах схем И 21-23 дискретную информацию 0,0,0, которая вызывает появление на выходах схем И 28-33 логические нули.

Это значит, что ключевые элементы 7-9 оказывают на генераторы 1-3 управление, соответствующее предыдуQ ,щему состоянию до тех пор, пока не исчезнет неоднозначность по управлению между генераторами .1 После чего процесс управпения продолжается . дальше.

5 Таким образом, в отличие от прототипа, где первоначально выявляются экстремальные токи нагрузки отдельно в фазах а, Ь, с параллельно работающих генераторов отдельными выявите0 лями, выполненными по единой схеме, а затем непосредственно генераторы, имеющие экстремальные токи, во всех их фазах одновременно. В предлагаемом устройстве сначала выявляются

имеющие экстремальные токи нагрузки во всех их фазах одновременно среди возможных пар сочетаний генераторов, а уже затем выявляются генераторы с максимальными и

Применение предлагаемого устройст- ва позволяет упростить схему при сох- ранении вьшолнения всех ее функций и способствует повьш1ению надежности его работы без снижения качества вы- рабатываемой электроэнергии генерато- Рами при несинусоидальных токах на- грузки.

Формула изобретения

Устройство.для управления параллельной работой генераторов, содержащее три генератора с линейными контакторами, ключевые элементы по числу генераторов с выходами для подключения к входам генераторов, нейтрали которых соединены нулевым проводом, блок датчиков нагрузки с входами для подключения к фазам а, Ь, с генераторов и выходами для подключения к трем тройкам элементов сравнения реактивных токов, входы которых соединены по схеме треугольника, три инвертора, девять трехвхо- довых схем И и релейный элемент с

шинам, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности устройства, вершины схемы первого треугольника входов блока сравнения реактивных токов соединены с выходами датчиков нагрузки фаз а генераторов,.вершины схемы второго треугольника входов блока сравнения реактивных токов соединены с выходами датчиков нагрузки фаз b генераторов, вершины схемы третьего треугольника вхбдов блока сравнения

10

ка выбора экстремального тока нагруз ки генераторов, выход которой подклю чен к входу третьего инвертора, вход первого инвертора соединен с вторыми входами первой и пятой схем И пер вой группы, а его выход - с третьим и первым входами второй и четвертой схем И первой группы, вход второго инвертора соединен с вторыми входами второй и шестой схем И первой группы, а его выход - с третьим и первым входами третьей и пятой схем

реактивных токов соединены с выхода- 15 И группы, вход третьего ними датчиков нагрузки фаз с генерато- вертора соединен с вторыми входами ров, выходы первых элементов из каж- третьей и четвертой схем И первой дои тройки элементов блока сравнения группы, а его выход - с третьим и реактивньпс токов соединены с входа- первым входами первой и шестой схем ми первой схемы И второй группы бло- 20 И первой группы, первые входы перка выбора экстремального тока нагруз- вой, второй и третьей схем И первой ки генераторов, выход которой под- группы соединены с прямым выходом ключен к входу первого инвертора, вы- релейного элемента, а третья входы ходы вторых элементов из каждой четвертой, пятой и шестой схем И

тройки элементов блока сравнения реактивных токов соединены с входами второй схемы И второй группы блока выбора экстремального тока нагрузки генераторов, выход которой подключен к входу второго инвертора, выходы третьих элементов из каждой тройки элементов блока сравнения реактивных токов соединены с входа

ка выбора экстремального тока нагрузки генераторов, выход которой подключен к входу третьего инвертора, вход первого инвертора соединен с вторыми входами первой и пятой схем И первой группы, а его выход - с третьим и первым входами второй и четвертой схем И первой группы, вход второго инвертора соединен с вторыми входами второй и шестой схем И первой группы, а его выход - с третьим и первым входами третьей и пятой схем

первой группы соединены с инверсным выходом релейного элемента, выходы первой и четвертой, второй и пятой, третьей и шестой схем И первой группы, ясвляющиеся выходами блока

выбора экстремального тока нагрузки генераторов, соединены попарно с входами ключевых элементов .

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для поддержания напряжения и распределения нагрузок параллельно работающих генераторов, например судовых. Целью изобретения является упрощение и повышение надежности. В устройство для регулирования напряжения с выравниванием нагрузок параллельно работающих генераторов, содержащее генераторы 1-3 с.линейными контакторами 4-6, блок датчиков нагрузки 10, элементы сравнения 11-19 блока 20 сравнения реактивных токов, инверторы 25-27 и схемы И 28-33 блока 24 выбора экстремального тока нагрузки генератора, релейный элемент 34 и шины 35, вновь введены трехвходовые схемы И-21-23. Это позволяет предварительно выявить экстремсшьные генераторы среди возможных пар сочетаний параллельно работающих генераторов с последующим выявлением генераторов с максимальными и минимальными не- синусоидальными токами нагрузки 1 ил, « L.fiJIEfJj fLrf