Устройство для управления параллельной работой синхронных генераторов Советский патент 1991 года по МПК H02J3/46 

к 16

/177

О

ю

XJ

00 -Ч

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при управлении параллельной работой, например, судовых генераторов с квазиастатическими анешиими характеристиками

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повы- шение устойчивости распределений нагрузки.

На фиг. 1 представлена схема устройства для управления параллельной работой трех генераторов; на фиг. 2 - структурная схема блока динамического приоритета.

Устройство (фиг. 1) содержит синхронные генераторы 1-3 с замыкающими блок- контактами их линейных контакторов 4-6 и возбудители 7-9, в цепях возбуждения которых включены последовательно соответственно силовые ключи 10-12 с входом для подключения к выходам возбудителей 7-9 и к выходам усилителей 13-15.

Устройство также содержит релейные элементы 16-18, входы которых подключены к шине 19 с нагрузкой 20, элементы 21 и 22 сравнения и блок 23 формирования очереди и фиксации первого места в ней, куда входит блок 24 динамического приоритета, ключи 25-27 и реле 28-30.

Входы блока 24 через замыкающие блок-контакты линейных контакторов 4-6 подключены к клемме с потенциалом напряжения, а выходы блока через ключи 25-27 управляют соответственно работой реле

no on

io-ou.

Выход первого возбудителя 7 соединен через первый переключающий контакт 31 первого реле 28 с вторым входом первого элемента 21 сравнения и с первыми входами первого и второго элементов 21 и 22 сравнения. Выход второго возбудителя 8 подключен через первый переключающий контакт 32 третьего реле 30 и второй переключающий контакт 33 реле 28 с первыми входами элементов 21 и 22 сравнения и через переключающий контакт 32 реле 30 с вторым входом элемента 22 сравнения. Выход третьего возбудителя 9 подключается через второй переключающий контакт 34 реле 30 с вторым входом элемента 22 сравнения и с первыми входами элементов 21 и 22 сравнения. Вход первого усилителя 13 соединяется через третий переключающий контакт 35 реле 28 с выходом элемента 21 сравнения и с выходом первого релейного элемента 16. Переключающий контакт 36 второго реле 29 подключает вход второго усилителя 14 через замыкающий контакт 37 реле 28 к выходу элемента 21 сравнения и через замыкающий контакт 38 реле 30 к выходу элемента 72 сравнения и к выходу

второго релейного элемента 17, Вход третьего усилителя 15 соединяется через третий переключающий контакт 39 реле 30 с выходом элемента 22 сравнения и с выходом

третьего релейного элемента 18.

Блок 24 динамического приоритета (фиг. 2) содержит девять элементов И 40 - 48, три элемента И НЕ 49 - 51, четыре элемента НЕ 52 - 55, переключатель 56. Заявка

на формирование очереди поступает на вход блока 24 по мере включения генераторов 1-3 на параллельную работу, Факт заявки отождествляется приходом потенциала напряжения при замыкании соответствующих блок-контактов линейных контакторов 4-6.

Рассмотрим работу блока динамического приоритета 24 на примере последовательного включения генераторов 1-3

(формирование очереди без приоритета, т, е. переключатель 56 находится в положении, когда на вторые входы элементов 49-51 подается потенциал). В исходном состоянии блока 24 входных и выходных сигналов нет.

При включении генератора 1 на шины 19 срабатывает блок-контакт линейного контактора 4 и на первый вход блока 24 приходит сигнал Xi . Xi, проходит через элементы 40 и 41 на входы элемента 46, так как в

данный момент времени на выходах элементов И-НЕ 49 и 50 сформирована 1.

Срабатывает элемент 46, при этом накладывается запрет на прохождение сигнала через элементы 43 и 44, поскольку на

выходах элементов 52 и 53 О.

При включении генератора 2 через замыкающий контакт 5 на второй вход блока 24 приходит сигнал Х2, который проходит через элемент 42 на вход элемента 47, так

как на выходе элемента И-НЕ 51 сформирована 1. Одновременно накладывается запрет на срабатывание элемента 45, поскольку на выходе элемента 54 О. Элемент 47 не срабатывает, так как на его

втором входе с выхода элемента 43 поступает О.

При включении генератора 3 через замыкающий блок-контакт линейного контактора 6 на третий вход блока 24 приходит

сигнал Хз, который никуда не приходит, так как элементы 44 и 45 закрыты (запрет), элемент 48 по входам имеет О.

Таким образом, сформировалась очередь, первое место которой занимает генератор 1 (элемент 46 возбужден), второе место занимает генератор 2 (на входе элемента 47 сигнал О, Г), третье место занимает генератор 3 (на входе элемента 46 сигнал О, О).

Рассмотрим режим сдвига очереди. Пусть генератор 1 отключился от шины станции, т. е. Xi 0. На выходе элементов 40, 41 и 46 образуется О, а на элементах 52 и 53 1, что снимает запрет на срабатывание элементов 43 и 44. Элементы 43 и 44 срабатывают, так как Х2 Хз 0. Это приводит к срабатыванию элемента 47 и появлению сигнала Г, О на входе элемента 48. Теперь генератор 2 занимает первое место в очереди, а генератор 3 - второе место.

Третье место в очереди свободно. Отключим также генератор 2, что соответствует Х2 0. На выходе элементов 42, 43 и 47 образуется О, а на выходе элемента 54 образуется 1, что снимает запрет на срабатывание элемента 45. Элемент 45 срабатывает и формирует дополнительную Г на входе элемента 48, который срабатывает. Теперь генератор 3 занимает первое место и в очереди, а вторые и третьи ее места свободны.

Отключение генератора 3 соответствует Хз 0. На выходе элементов 44, 45 и 48 образуется О, а элемента 54 1.

Таким образом, наступило исходное состояние блока 24, когда на выходах элементов И-НЕ 49-51 и элементов И 52-54 сформирована 1 а на оставшихся элементах О. Сигнал с выхода блока 24 (фиг. 1) через ключи 25-27 возбуждает соответственно реле 28-30, которые фиксируют в текущий момент времени генератор, занимающий первое место в очереди. В исходном состоянии блока 24 реле 28-30 отключены. Рассмотрим работу всего устройства.

Пусть переключатель 56 находится в положении, когда вторые входы элементов И- НЕ 49-51 соединены с выходом инвертора 55, вход которого соединен с первым входом блока 24, а это значит, что генератор 1 имеет приоритет перед остальными генераторами.

Пусть к шинам 19 подключены последовательно во времени генераторы 2, 3 и 1. Блок 23 формирует очередь и зафиксирует, что генератор 2 занимает первэе место е очереди путем срабатывания реле 29. При этом переключающий контакт 36 реле 29 подключает выход порогового элемента 17 к входу усилителя 14. Текущее напряжение, измеренное датчиком напряжения, сравнивается с заданным значением. Сигнал разности этих напряжений воздействует на пороговый элемент 17.

Релейный сигнал с выхода элемента 17 усиливается по мощности усилителем 14 и управляет работой силового ключа 11, который изменяет ток в обметке возбуждения

возбудителя 8 генератора 2 с целью стабилизации напряжения на шине 19. Сигнал, пропорциональный напряжению возбудителя 8 (индуктора генератора 2),подается че- рез переключающие контакты 32 и 33 на первые входы элементов 21 и 22 сравнения. На второй вход элемента 22 сравнения подается напряжение возбудителя 9 через переключающий контакт 34 реле 30. На

0 выходе элемента 22 сравнения формируется релейный сигнал, который через переключающий контакт 39 реле 30 подается на вход усилителя 15, Сигнал усиливается по мощности и управляет работой ключа 12,

5 который изменяет ток в обмотке возбуждения возбудителя 9 с целью выравнивания нагрузки между ведущим генератором 2 и ведомым генератором 3.

При включении генератора 1 на первый

0 вход блока 24 подается 1 (фиг. 2). При этом на выходах элементов 49-51, 40, 41 и 46 формируется 1. Нулевой сигнал с выхода элементов 52 и 53 формирует нули на выходах элементов 43 и 44. На входе элемента 47

5 формируются О, 1, на входе элемента 48 - О, О, что вызовет на выходе обоих элементов появление О. Это значит, что генератор 1 занял первое место в очереди, генера;ор 2 - второе место, а генератор 3 0 третье место в очереди Срабатывает реле 28 и отпускает реле 29.

Теперь уже (енератор 1, явпячсь ведущим, будет стабп.тизировзть напряжение на шине 19. Выход возбудителя 7 через пере5 ключающий контакт 31 реле 28 подключается к первым входам элементов 21 и 22 сравнения. Выход возбудитетя 8 через переключающие контакты 32 33 соединен с вторым входом элемента 21 сравнения. Вы0 ход возбудителя 9 через лерекпючающий контакт 34 соединен с етсрь, входом элемента 22 сравнения. Hs выходе элементов 21 и 22 сравнения формируется оелейные сигналы в функциивыравнивания ИЗФУЗКИ между гене5 раторами 1, 2 и 1,3. Поел „огзтелоное отклю- чение генераторов и 3 не вызывает переключений реле Б Олоке 23 и т. п.

Таким образом, оассматриваемое VCT- ройство пс сравнению с известным, имея

0 гибкую структуру, где ведущий генератор не назначается, а тот, который занимает первое место в очереди, позволяет с жестким приоритетом корректировать очеоедь.

В системе параллельной работы генерэ5 торов исключается срыв при выходе из строя ведущего генератора Выявление ведущего генераторя происходит автоматиче- ски, что исключает возможные ошибочные действие обслуживающего персонала. Вклочение на параллельную роботу генераторов может идти в любой последовательности. Дополнительно, блок формирования очереди и фиксации первого места в ней может вести учет рабочего времени дизель- генераторов с целью равномерной наработки их ресурса. Устройство допускает любой вид синхронизации генераторов. Точность поддержания напряжений на шинах станции ± 1%, а распределение реактивной мощности до 8%.

Формула изобретения

Устройство для управления параллельной работой синхронных генераторов с замыкающими блок-контактами их линейных контакторов и возбудителями, содержащее пороговые элементы по числу генераторов с входными зажимами для соединения с выходами генераторов, блок формирования очереди и фиксации первого места в ней, усилители и ключевые элементы в цепях возбудителей каждого генератора, причем выходы усилителей соединены с одним из входов соответствующих ключевых элементов, вторые входы которых предназначены для подключения к выходу своих возбудителей, два элемента сравнения, причем блок формирования очереди и фиксации первого места в ней содержит блок динамического приоритета, три ключа и три реле, входы блока динамического приоритета через замыкающие блок-контакты линейных контакторов генераторов подключены к клемме с потенциалом напряжения, а выходы блока через ключи соединены соответственно с первым, вторым и третьим реле фиксации первого места в очереди, при этом выход первого возбудителя соединен через первый переключающий контакт первого реле с вторым входом первого элемента сравнения и с первыми входами первого и второго элементов сравнения, выход второго возбудителя подключен через первый переключающий контакт третьего реле и второй переключающий контакт первого реле с первыми входами первого и второго элементов сравнения и с вторым входом первого элемента сравнения и через первый переключающий контакт третьего реле соединен с вторым входом первого элемента сравнения, выход третьего возбудителя подключен через второй переключающий контакт третьего реле с вторым входом второго элемента сравнения и с первыми входами первого и второго элементов сравнения, вход первого усилителя подключен через третий переключающий контакт второго реле и замыкающие контакты первого и третьего реле соответственно к выходу первого и второго элементов сравнения и к выходу второго порогового элемента, вход третьего усилителя соединен через третий

переключающий контакт третьего реле с выходом второго элемента сравнения и с выходом третьего порогового элемента, где блок динамического приоритета выполнен в виде девяти элементов и четырех элементов

НЕ, причем первый вход блока соединен с первым входом второго элемента И и через первый элемент - с первым входом третьего элемента И. второй вход которого соединен с вторым входом блока и с первым входом

четвертого элемента И, выход которого соединен с первым входом пятого элемента И и через второй элемент НЕ - с первым входом шестого элемента И, третий вход блока соединен с вторым входом шестого и первым входом седьмого элемента И, первый вход блока соединен также с первым входом восьмого элемента И, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И и через третий элемент Н Е - с вторым входом

седьмого элемента И, выход третьего элемента И соединен с вторым входом пятого элемента И, выходы седьмого и шестого элементов И соединены с первым и вторым входами девятого элемента И, выходы второго, пятого и девятого элементов И являются соответственно первым, вторым и третьим выходами блока, отличающее- с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения устойчивости распределения нагрузки, блок динамического приоритета снабжен тремя элементами И-НЕ и переключателем режима, причем выходы третьего, седьмого и шестого элементов И соединены соответственно с

первыми входами первого, второго и третьего элементов И-НЕ, выходы которых соединены соответственно с вторыми входами первого, восьмого и четвертого элементов И, вторые входы элементов И-НЕ через переключатель

режима соединены либо с клеммой потенциала напряжения, либо с выходом четвертого элемента НЕ, вход которого соединен с первым входом блока динамического приоритета.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при управлении параллельной работой синхронных генераторов с квазиастатическими внешними характеристиками. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение устойчивости распределения нагрузки. С этой целью в блок динамического приоритета введены три элемента И-НЕ 49-51 и переключатель режимов 56, что позволяет задавать разные режимы работы блока: формирование очереди с приоритетом или без него, что позволяет при формировании очереди в качестве ведущего ставить генератор с приоритетом, т. е. генератор болыией мощности. Это существенно повышает устойчивость распределения нагрузки, т. к. при набросах нагрузки этот генератор в первую очередь воспринимает ее и затем распределяет нагрузку между ведомыми генераторами, 2 ил.

Фиг.1