Устройство для регулирования напряжения с выравниванием нагрузок параллельно работающих генераторов Советский патент 1992 года по МПК H02J3/46 

или

:

Тл

2АГ

AUC

Управляющее воздействие, формируе- мое ключевыми элементами 19i-19n на генератор 1 и ключевыми элементами 211-21П на генератор 2, определяется по формуле

Использование: в электротехнике, в частности для автоматического регулирования напряжения с выравниванием реактивных нагрузок параллельно работающих генераторов. Цель - повышение качества работы. Сущность изобретения: устройство содержит генераторы 1 и 2, датчики нагрузки 3 и 4, шины 5 с нагрузкой б, сумматоры 7, 8, 10, 20 и 22, генератор линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН) 12, ключевые элементы 14-16 и 18, блок релейных элементов 9i-9n, блоки ключевых элементов 19i-19n и 21i-21n, компараторы 11 и 12 и инвертор 17. В устройстве повышается быстродействие и точность поддержания напряжения на шинах генераторов. Это достигается смещением сигнала на выходе ГЛИНА на величину его амплитуды 4 ил.

Формирование однополярных импульсов на выходе компаратора 12 дли- тельностью 1имп.д|, пропорциональных выявленному отклонению А I, достигается подачей на вход компаратора 12 выходного сигнала генератора 13 без смещения,

Из подобия треугольников A KST и A PRT (фиг.4б) следует

Тгя (±Al).

RT

4А

гл

Тогда

Т.имп.д|°0,5Тгл + 2 RT

гл

2АГ

fti I ,5 I Аимп .

Управляющие воздействия, формируемые ключевыми элементами 14 и 15 на генераторы 1 и 2 соответственно равны

JU2 Аимп yi. 1имп. Аи0

где xi скважность импульсов

гл

на выходе компаратора 11.

Управляющее воздействие, формируемое ключевым элементом 16 на генератор 1, равно

Уг,

Тимп ЛI

где у2 ------- - скважность импульсов

I гл

на выходе компаратора 12.

Управляющее воздействие, формируемое ключевым элементом 18 на генератор 2, 5 равно

Аимп УЗ,

где уз

1имп. Ai Т7

скважность импульсов

на выходе инвертора 17.

Суммарное управляющее воздействие на генератор 1 равно /г у

+ /W2 + АМмп(0, Xi + уа) «1

Суммарное управляющее воздействие на генератор 2 равно /л z

/г +//2 АИМп(0,5И yi + уз), -

Устройство работает следующим образом.

При параллельной работе генераторов 1 и 2 пусть А и IA i АГл, что говорит о выполнении условий захвата автоколебаний в системе. На выходе компараторов 11 и 12 формируются последовательности импульсов. Воздействие последовательности импульсов с выхода компаратора 11 через ключевые элементы 14 и 15 совместно с воздействием РНП через блоки ключевых элементов 19i-19n и 21i-21n на регулирующие органы генераторов, соответственно, обеспечивают поддержание напряжения на шинах 5 равным заданному значению. Воздействие последоаательности импульсов с выхода компаратора 12 через ключевые элементы 16 и 18, соответственно, на регулирующие органы генераторов 1 и 2 обеспечивает распределение реактивной мощности между ними с заданной точностью.

При набросе активно-реактивной нагрузки 6 возникает пропал напряжения на шинах 5 и, как следствие, появление сигнала на выходе сумматора 7. Это вызовет сра- батывание I релейных элементов 9. Соответствующее срабатывание ключевых элементов 19i-19n и 21t-21n форсированно увеличит возбуждение генераторов 1 и 2, что за минимальное время восстановит напряжение на шинах 5. По мере восстановлв: ния напряжения на шинах 5 релейные элементы 19i-19n и 21г21п будут частично отключаться.

Отключение, например, генератора 2 от шин 5 вызовет срыв ШИМ входного сигнала компаратора 12, так как , . На

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

выходе компаратора 12 появляется единица, которая через инвертор 17 закрывает ключевой элемент 16 и открывает ключевой элемент 18 отключенного генера.ора 2.

При отключении генератора 1 от шин 5 ток , - (Anil , что также вызовет срыв ШИМ входного сигнала компаратора 12. На его выходе формируется ноль, что закроет ключевой элемент 18 и откроет через инвертор 17 ключевой элемент 16 отключенного генератора 1.

Применение предлагаемого устройства по сравнению с известным позволяет cymecfsoHHO повысить качество ния напряжения на шинах, которое э 1- mo- чается в повышении быстродейсг ия работы устройства (уменьшение времени первого восстановления напряжения на шинах после нэброса нагрузки); повышении точности поддержания напряжения на шинах в квазиустэновившемся режиме из-за увеличения коэффициента усиления устройства: повышении устойчивости работы устройства из-за отсутствия срыва ШИМ при нэбросе нагрузки.

Дополнительно это повысит производительность питаемого электрооборудования и живучесть автономной электроэнергетической системы в целом.

Формула изобретения Устройство для регулирования напряжения с выравниванием нагрузок параллельно работающих генераторов, содержащее генераторы с датчиками нагрузки, шины, первый сумматор, вычитающий вход которого соединен с шиной, а суммирующий - с уставкой заданного напряжения, второй сумматор, суммирующий вход которого соединен с выходом датчика нагрузки первого генератора, а вычитающий - с выходом датчика нагрузки второго генератора, генератор линейно изменяющегося напряжения, два ключевых элемента, отличающееся тем, что, с целью повышения качества работы устройства, в него введены три сумматора, блок релейных элементов, два компаратора, два блока ключевых элементов, инвертор и два ключевых элемента, выход первого сумматора соединен с суммирующим входом третьего сумматора 4 входами блока релейных элементов, выходы которых соединены с вычитающими входами третьего сумматора и с входами соответственно первого и второго блока ключевых элементов, выходы третьего и второго сумматоров соединены соответственно с первыми входами первого и второго компараторов, вторые входы которых соответственно соединены с первым и вторым

выходами генератора линейно изменяющегося напряжения, выход первого компаратора соединен с входами первого и второго ключевых элементов, выход второго for-лпаратора соединен с входом четвертого ключевого элемента и через инвертор с входом третьего ключевого элемента, ЭЫХРДЫ

первого блока ключевых элементов перзогсг ственно перчого и второго генераторов.

и третьего ключевых элементов соединены с суммирующими входами четвертого сумматора, выходы второго блока ключевых элементов второго и четвертого ключевых элементов - с суммирующими входами пятого сумматора, выходы четвертого и пятого сумматоров соединены с входами ссствет