Способ синхронизации генератора агрегата гарантированного питания с электрической сетью Советский патент 1990 года по МПК H02J3/42 

Изобретение относится к электротехнике, в частности, может быть ис- пользовано в системах гарантированно -- го питания (СГП), содержащих дизель-, генераторную установку с маховиком и устройство синхронизации СШ с сетью.

Целью изобретения является уменьшение времени синхронизации. : На фиг.1 приведена функциональная схема устройства синхронизации, осуществляющего синхронизацию дизель- генераторных установок по предлагаемому :спосо6у; на фиг.2 - временные : диаграммы, поясняющие работу устрой-; ства.

Устройство синхронизации показано : на примере системы гарантированного

питания (СПГ), содержащей источник 1 энергии, понижающий трансформатор 2, быстродействугаций выключатель, например тиристорньм выключатель 3, трансформатор 4 тока, шины 5 гарантированного питания (ШГП), дизель-генераторную установку 6, содержащую генераторный автомат 7, синхронный генератор 8, инерционньй маховик 9, разобщительную муфту 10 и первичньй дви- гатель(дизель) 11. Разобщительная муфта 10 осуществляет механическое/ соединение вала первичного двигателя 11 с валом синхронного генератора 8. j К шинам 5 гарантированного питания подключена нагрузка 12. Параллельно быстродействующему выключателю 3 /- включен промежуточный трансформатор

Ф t

СО

ел

00

13, вторичная обмотка которого соединена с входом выпрямителя 14 и с входом формирователя 15 прямоугольны импульсов. Формирователь 15 прямоугольных импульсов формирует, прямоугольные импульсы определенной длительности в момент перехода напряжения биений через нуль. Выход выпрямителя 14 подключен к входу реле 16 частоты биений и.к одному входу компаратора 17, при этом на другой вход компаратора 17 при помощи потенвдо- метра 18 подано опорное напряжение (и,„) определяняцее зону синхрониза- ции. Выход компаратора 17 подключен к одному входу элемента И 19, при этом к другому входу элемента И 19 подключен выход реле 16 частоты биений, причем выход элемента И 19 под- |ключен к В входу триггера 20, при |этом тактовый С-вход триггера 20 под- :ключен к выходу формирователя 15 пря- |Моугольньгх импульсов, причем устано- |вочный R-вход триггера 20 подклкчен к ВЫХОДУ реле 21 активного тока, ;вход которого соединен с выходом трансформатора 4 тока, при этом выход ;триггера 20 подключен к входу блока :22 управления быстродействующим вык- лючателем 3. В качестве блока управ- рения- быстродействуюлщм тиристорным |выключателем может быть использован двухтактный усилитель мощности на транзисторах, вырабатывающий высоко- астотные импульсы управления. Выход рлока 22 управления соединен с цепями управления быстродействующего выклю- Цателя 3.

I На фиг.2 также даны следующие . Ьбозначения: напряжение биений 2q, снимаемое ,с вторичной обмотки проме- суточного трансформатора 13j выходной сигнал 2Ь формирователя 15 прямо-г УГОЛЬНЫХ импульсов; выходной сигнал- 26 реле 16 частоты биений;.выпрямленное напряжение 2g биений на выходе вьшрямителя 14 - величина опорного Напряжения, снимаемого с потенциометра 18, определякщая зону синхрониза- . ции; выходной сигнал 2 а компаратора 17; выходной сигнал 2е триггера 20j временная диаграмма 2ж, поясняющая работу реле активного тока, прямой линией обозначена величина уставки рабатывания реле 21; выходной сигнал 5 реле 21 активного тока. ; Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии дизель-гене- раторная установка 6 через включенны генераторный автомат 7 обеспечивает энергоснабжение шин 5 гарантированного питания и подключенного к ним потребителя 12, быстродействукщий выключатель 3 отключен.

С вторичной обмотки промежуточног трансформатора 13 снимается напряжение биений синхронизируемых источников (диаграмма 2q), которое выпрямляется вьтрямителем 14 (диаграмма 2l) и подается на вход реле 16 частоты биений. Частота напряжения биений равна разности частот синхронизируемых напряжений. При достижении этой частотой уставки срабатывания реле 1 частоты биений на выходе реле 16 по- является сигнал (диаграмма 2В), который подается на один вход элемента И 19.

С выхода вьшрямителя 14 выпрямленное напряжение биений подается также на вход компаратора 17, где сравнивается с величиной опорного напряжения Uon задаваемого потенциометром 18. При сравнении уровней огибающей напряжения биений и опорного напряжения на входах компаратора 17, последний выдает сигнал (диаграмма 29) на другой вход элемента И 19.

При совпадении этих сигналов на, входах элемента И 19 на выходе его появляется сигнал, которьй подается на 13-вход триггера 20.

Напряжение биений, снимаемое с вторичной обмотки промежуточного трансформатора 13, поступает также на вход формирователя 15 прямоугольных, и myльcoв, который формирует прямоугольные импульсы определенной длительности в момент перехода напряжения биений через-нуль (диаграмма 2S), С выхода формирователя 15 прямоугольные импульсы поступают на тактовый С-вход триггера 20. При наличии сигнала наIJ -входе на выходе триггера появляется сигнал (диаграмма 2е), который поступает на вход блока 22 управления быстродействукщим выклю- чателем 3. Блок 22 управления вырабатывает управляющие сигналы и быстро- действующий тиристорный выключатель 3 включается о

Трансформатор 4 тока регистрирует величину тока между шинами 5 гарантированного питания и источником 1. Сигнал трансформатора 4 тока поступа51

ет на вход реле 21 активного тока. Работу реле 21 активного тока поясняет диаграмма 2Ж. При превышении заданной уставки реле 21 вьщает сигнал о перегрузке (диаграмма Z-y) на R-вход триггера 20. По этому сигналу триггер 20 устанавливается в исходное состояние. Быстродействующий выключатель отключается. С приходом следующего импульса формирователя 15 триггер 20 снова вьщает сигнал в блок 22 управления на включение быстродействующего выключателя 3, и цикл подключения дизель-генераторной установки 6 к источнику 1 повторяется. Указанньй процесс заканчивается при уменьшении тока синхронизации до величины, при которой уровень тока синхронизации не превысит уставки срабатывания реле 21 активного тока. На фиг.2 даны диаграммы для случая, соответствующего режиму вхождения в синхронизм дизель-генератора с питающей сетью за три цикла подключения его к сети.

После окончания процесса синхронизации осуществляется непрерывная выдача управляющих сигналов в быстро- действукнлий выключатель 3 блоком 22 управления, при этом быстродействующий выключатель 3 включен и энергоснабжение шин 5 гарантированного питания осуществляется от источника 1 и дизель-генераторной установки 6.

Таким образом, благодаря циклическому подключению дизель-генераторной установки 6 к источнику 1 энергии с помощью быстродействующего тиристор- ного выключателя 3 в момент перехода напряжения биений через нуль при определенном угле включения и осуществлению контроля за величиной активной составляющей полного уравнительного тока синхронизации оказьшается воз можным существенно снизить величину бросков тока, значительно уменьшить время синхронизации, ослабить вредные воздействия на дизель при синхронизации. Уменьшение бросков уравнительно123336

го тока сннхроиизацни, в свою очередь, позволяет существенно снизить колебДг кия напряжения на шинах 5 гарантиро- ;ванного питания при синхронизаи 1и.

Указанные преимущества предлагаемого способа синхронизации позволяют существенно повысить надежность СГП в целом.

10

Формула изобретения

Способ синхронизации генератора агрегата гарантированного питания

с электрической сетью, согласно которому измеряют напряжения сети и генератора, формируют напряжение биений, контролируют огибагацую напряжения биений, определяют разность частот напряжений сети и генератора и при достижении разностью частот допустимого значения, при условии того, что огибающая напряжения биений находится в зоне синхронизации, подключают генератор к сети, после чего измеряют параметр, характеризунзций наличие связи генератора с сетью, сравнивают его величину с заданным значением и при превышении измеренным значением

параметра заданного, отключают генератор от сети, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени синхронизации, контролируют напряжение биений и подключение генератора к сети осуществляют при вьтолнении дополнительного условия перехода через нуль напряжения биений в зоне синхронизации, которую формируют путем сравнения огибающей напряжения биений с опорным напряжением, в результате чего в качестве зоны синхронизации используют ту часть огибающей напряжения биений, в которой напряжение огибающей меньше опорного напря- жения, величины которого выбрана из условия поддержания требуемого уровня напряжения при включении генератора, а в качестве параметра, характеризующего наличие связи генератора с сетью

измеряют активную составляющую уравнительного тока.

Ри&. 1

Изобретение относится к электротехнике, в частности, может быть использовано в системах гарантированного питания, содержащих дизельгенераторную установку с маховиком и устройство синхронизации системы гарантированного питания с сетью. Цель изобретения - уменьшение времени синхронизации. Для этого зону синхронизации расширяют до сохранения условия максимально допустимой величины уравнительного тока, вызывающей провалы напряжения на шинах гарантированного питания не ниже допустимого. Включение генератора в сеть производят в каждый момент перехода через "0" напряжения биений, а отключение его от сети - при превышении величиной активного тока заданного значения. Окончательное включение генератора происходит в указанной зоне при условии уменьшения величины активного тока до заданного значения. 2 ил.

2ш

ycmaim

ftiie акт.

швее

гз