Устройство для подгонки частот Советский патент 1988 года по МПК H02J3/40 

3i

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при точной синхронизации генераторов автоматизированных энергосистем, например, судовых. Цель изобретения - повьшение надежности функционирования устройства, расширение функциональных возможностей путем обеспечения стабилизации частоты и области использования путем распространения на системы, содержащие больше двух генераторов. Сигналы прямоугольной формы с выхода формирователя 1 импульсов поступают на вход дифференциатора 3, который по заднему фронту дифференцирует указанную последовательность импульсов и подает импульсы на входы схем И II и 13. По переднему фронту импульсов формирователя 1 запускаются яодущие генераторы 5 и 7 импульсов эталонной длительности, которая выбирается из условия допустимого отклонения разности частот напряжений синхронизируемых генераторов, что обеспечивает стабилизацию частоты выбранного ведущего генератора. С выхода ждущего генератора 5 эталонные импульсы, длительность которых меньше длительиости эталонных импульсов с выхода ждущего генератора 7, поступают на второй вход схемы И 11, а с выхода ждущего генератора 7 чес (Л

от; AKwVayv/rfAtw уловления27±S2LS SS

овтома/гшзиробонноО эЗс(ап.1 автаматюированнои ЭХ

рез инвертор 9 - на второй вход схемы И 13. При совпадении импульсов на схемах И 11 или И I3 выходные органы 15 и 17 соответственно понижают или повьшают частоту ведущего генератора. Второй канал, состоящий из аналогичных элементов для ведомого генерато1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для подгонки частот, обеспечивающим автоматическую подгонку частоты синхронных генераторов (СГ) путем воз- действия на серводвигатели первичных двигателей СГ, и может быть использовано при точной синхронизации генераторов автоматизированных электроэнергетических систем (ЭЭС), например, судовых.

Цель изобретения - повьщ1ение надежности функционирования устройства расширение функциональных возможностей путем обеспечения стабилизации частоты и области использования в результате распространения на системы, содержащие больше двух генераторов.

На фиг.1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - эпюры напряжений, поясняющие принцип работы устройства.

Устройство для подгонки частот состоит из двух идентичных каналов подгонки частоты, каждый из которых содержит формирователь 1 (2) импульсов, дифференциатор 3 (4), два ждущих Генератора 5 (6) и 7 (8) импульсов эталонной длительности, инвертор 9 (10), две схемы И 11 (12) и 13(14) и два выходных органа 15 (16) и 17 (18) соответственно. Кроме того, устройство содержит коммутатор I9 информационных сигналов и коммутатор 20 выходных сигналов. Формирователи 1 и 2 импульсов своими входами соединены с разделительными выходами коммутатора 19 информационных сигналов. Каждый из формирователей 1 и 2 соединен с группой своих функциональных блоков, например с входами дифференциатора 3 и ждущих генераторов 5 и 7 импульсов эталонной длительности, а

ра, работает аналогично. Коммутаторы 19 и 20 предназначены для подключения напряжения ведущего генератора к первому каналу, а ведомого - к второму, а также для возможности последовательной синхронизации требуемых генераторов. 2 ил.

0

5

0

0 5 0

5

выход ждущего генератора 7 через инвертор 9 подключен к второму входу схемы И 13, первый вход которой связан с дифференциатором 3 и с первым входом схемы И 11, второй вход последней соединен с выходом ждущего генератора 5. Выходной орган 15 связан с выходом схемы И 11, а выходной орган 17 - с выходом схемы И 13. Аналогично соединены четные блоки второго канала устройства. Выходные органы 15-18 соединены с коммутатором 20 выходных сигналов.

Информационные входы коммутатора 19 подключены к одноименным фазам п-синхронных генераторов, а управляющие входы (1-п) коммутаторов I9 и 20 соединены с пультом управления и блоком Логического управления автоматизированной ЭЭС.

Устройство работает следующим образом.

В автоматизированной ЭЭС с п генераторами переменного тока напряжения одноименных фаз U,-U поступают на информационные входы коммутатора 19. Последний по сигналу с пульта управления или блока логического управления ЭЭС производит при номинальных напряжениях (U,-U|) последовательное подключение ведущего генератора к

первому каналу устройства (функциональные блоки с нечетными номерами), а ведомого генератора - к второму каналу (функциональные блоки с четными номерами). Причем коммутатор 19 информационных сигналов производит по сигналам на его информационных и управляющих входах выбор ведущего генератора в зависимости от условий работы автоматизированной ЭЭС и его первоочередное (по сравнению с ведомым СГ) подключение к формирователю 1 импульсов. Одновременно по указанным сигналам происходит подключение выходных органов через коммутатор 20 выходных сигналов к соответствующим серводвигателям ведущего и ведомого генераторов.

Рассмотрим работу одного из указанных каналов. Формирователь I импульсов производит формирование прямоугольных импульсов из синусоидального сигнала входного напряжения ведущего генератора. При нормальной или искаженной форме кривой входного напряжения формирователь импульсов, выполненной в виде регенераторных компараторов цифровой последовательности, обеспечивает формирование прямоугольных импульсов с частотой следования, равной частоте входного сигнала, и длительностью пропорциональной длительности полупериода (фиг.2а), т.е. исключает влияние искажения формы кривой напряжения, возникающего, например, при работе тиристорной нагрузки в ЭЭС. Далее выходной сигнал формирователя 1 импульсов поступает на входы блоков 3, 5 и 7. Дифференциатор 3 дифференцирует указанную последовательность импульсов по заднему фронту (фиг.2б) и подает их на первые входы схем И 11 и 13. По переднему фронту прямоугольных импульсов формирователя 1 запускаются ждущие генераторы 5 и 7 импульсов эталонной длительности. Длительность импульсов этих ждущих генераторов (it, и dt соответственно) регулируется и выбирается из условия допустимого по условиях синхронизации отклонения разницы частот напряжений синхронизируемых генераторов, например 1,5-0,5% от номинальной частоты, т.е. с точностью заданной частоты, большей, чем точность в динамических режимах работы автономных (судовых) ЭЭС, что обеспечивает стабилизацию частоты выбранного ведущего генератора. Причем длительность dt, выбирается меньше длительности at и соответствует верхней границе допустимой разницы частот, а t - нижней границе этой допусковой золы. С выхода ждущего генератора 5 эталонные импульсы длительностью dt, поступают на второй вход схемы И 11 (фиг.1 и 2в), ас выхода ждущего генератора через инвертор 9 - на второй вход схемы И 13 (фиг.1 и 2). При совпаде

0

5

0

5

5

0

5

0

НИИ во времени двух логических единиц на входах схем И 11 и 13 срабатывает та или иная схема И, т.е. на их выходах появляется сигнал логической i (фиг.2д,е). Сигнал от схемы И 11 приходит на вход выходного органа 15, а сигнал от схемы И 13 - на второй выходной орган 17. Наличие сигнала на входе выходного органа 15 говорит о том, что частота ведущего генератора больше верхней границы до- пусковой зоны, и, следовательно, частоту необходимо понизить (f ). Наличие логической i па входе выходного оргакя 17 ; .вср:1т о том, что частоту необходимо повысить (f ), т.е. част тз ведущего генератора меньше нижней границы допусковой зоны. Выходной орган I j или 17 работает до тех пор, пока частота данного СГ не войдет в допускспую зону. Второй канал подгонки частоты ведомого генератора работает аналогично. При отклонении или несоответствии его частоты пределам допусковой зоны срабатывают схема И lA или 12 и соответственно выходной орган 18 или 16. Следовательно, подгонка частоты ведомого СГ продолжается до тех пор, пока его частота не войдет в заданную зону отклонения частот, допустимую по условиям синхронизации. Причем частота ведущего генератора все время поддерживается в заданной допусковой зоне и стабилизируется в ней, а частота ведомого генератора подгоняется к частоте ведущего генератора - в данную зону.

Формула изобретения

Устройство для подгонки частот при синхронизации генераторов переменного тока, входящих в электроэнергетическую систему, содержащее два формирователя импульсов, четыре схемы И, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности функционирования устройства, расширения функциональных возможн(зстей путем обеспечения стабилизации частоты и области использования путем распространения на системы, содержащие больше двух генераторов, оно дополнительно снабжено коммутатором информационных сигналов с входами для подключения на напряжение генераторов, выходы которого подключены к

513

входам формирователей импульсов, двумя идентичными группами функциональных блоков, содержа.щих дифференциатор, два ждущих генератора импульсов эталонной длительности, своими входа ми связанными с выходом одного из упомянутых формирователей импульсов, два выходйых органа, каждый из которых подключен к выходу двух из четы- рех упомянутых схем И, инвертор, входом соединенный с выходом одного из ждущих генераторов импульсов эталонной длительности, а выходом - с вторым входом одной из схем И, первый

вход которой соединен с первым входом второй схемы И и с выходом дифференциатора, выход второго ждущего генератора импульсов эталонной длительности соединен с вторым входом второй схемы И, ком утатором выходных сигналов, входами связанным с выходными органами, формирователи импульсов вьтолнены в виде регенераторных компараторов цифровой последовательности, а управляющие входы коммутаторов подключены к зажимам дпя подключения к блокам управления электроэнергетической системой.

Фиг. 2