Способ бесперебойного переключения генераторов повышенной частоты с асинхронными приводными двигателями Советский патент 1993 года по МПК H02J9/06 H02J3/42 

Изобретение относится к области электротехники, а именно, к способам повышения надежности и эффективности эксплуатации системы электроснабжения средств вычислительной техники (СВТ) с электромашинными преобразователями частоты. В электротехнике широко известны способы включения син хронных машин на параллельную работу между собой и с сетью.

Наиболее близким техническим решением является способ точной синхронизации генераторов типа СГДМ-11-46-4 системы гарантированного электропитания СГЭП-500.

Для переключения нагрузки ответственных потребителей с одного генератора СГЗП-500 на другой без разрыва синусоиды напряжения на шинах потребителя осуществляется пуск дизельного двигателя второго агрегата с последующей точной синхронизацией первого и второго генераторов. По окончании синхронизации первый агрегат выводится из режима параллельной работы путем отключения статорных обмоток первого генератора от шин нагрузки. Однако в известном способе не предусматриваются мероприятия, обеспечивающие

VJ 00 VI СлЭ

о

ы

минимизацию колебаний напряжения, возникающих при отключении одного из параллельно работающих генераторов. Указанные колебания напряжения обусловлены электромагнитным переходным процессом, возникающим при разрыве уравнительного тока, протекающего между статорными обмотками генераторов, представляющих собой большое реактивное (индуктивное) сопротивление. ..

Наибрльшие колебания напряжения возникают при отключении одного из параллельно рабо таю щих генераторов повышенной частоты (например: электромашинных преобразователей частоты).

Колебание напряжения, возникающее при этом переходном процессе, величина которого достигает 30% UHOM, превышает нормы ГОСТ 13109-87 и приводит к нарушению работы ответственных потребителей (например: средств вычислительной техники).

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей способа бесперебойного переключения нагрузки с рабочего генератора повышенной частоты на резервный путем минимизации колебания напряжения при отключении рабочего генератора.

Поставленная цель достигается тем, что производится включение асинхронного электродвигателя резервного генератора. После достижения установившегося режима производится подача импульса включения с заданным .углом опережения, без контроля разности частот генераторов, на коммутационный аппарат, соединяющий обмотки статора рабочего и резервного генераторов, после завершения синхронизации подается импульс на включение уравнительных связей-обмоток возбуждения рабочего и резервного генераторов на параллельную работу.

После окончания переходного процесса, связанного с уравнением токов возбуждения генераторов, производится отключение рабочего генератора и одновременно разрыв уравнительных связей обмоток возбуждения. . Благодаря осуществлению последовательных операций, приведенных выше, колебание напряжения на шинах нагрузки не превышает ДШ 2,5% UHOM., что является допустимым по ГОСТ 13109-87 для ответственных потребителей СВТ.

На фиг.1 приведен коммутационный выключатель 1, с помощью которого подается напряжение на асинхронный двигатель 2 первого электромашинного преобразователя частоты ПСЧ -1 с генератором повышенной частоты 3 и- обмоткой возбуждения А.

Статор первого генератора подключен через автоматический выключатель 5 к шинам электрической нагрузки 7. Автоматический выключатель 5 может шунтироваться автоматическим коммутационным устройством с блоком синхронизации 6. С помощью автоматического выключателя 8 подается напряжение на асинхронный двигатель 9 второго электромашинного преобразовате0 ля частоты ПСЧ - 2 с генератором повышенной частоты 10, имеющим обмотку возбуждения 11, включаемого посредством автоматического выключателя 12 на шины нагрузки 7 (при отключенном ПСЧ - 1) и

5 через автоматическое коммутационное устройство с блоком синхронизации 13 (при включенном ПСЧ-1).

На фиг.2 приведен коммутационный выключатель 1, с помощью которого подается

0 напряжение на асинхронный двигатель 2 первого электромашинного преобразователя частоты ПСЧ-1 с генератором повышенной частоты 3 и обмоткой возбуждения 4. Статор первого генератора подключен че5 рез автоматический выключатель 5 к шинам электрической нагрузки 7. С помощью автоматического выключателя 8 подается напряжение на асинхронный двигатель 9 второго электромашинного преобразователя часто0 ты ПСЧ-2 с генератором повышенной частоты 10, имеющим обмотку возбуждения 11, включаемого посредством автоматического выключателя 12 на шины нагрузки 7 (при отключенном ПСЧ-1) и через коммутацион5 ное устройство 13 с блоком синхронизации б (при включенном в работу ПСЧ-1).

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Для обеспечения беспере0 бойного переключения нагрузки, подключенной к шинам 7 фиг.1 (без перерыва синусоиды) с генератора ПСЧ-1 3 на ПСЧ-2 10 производят включение асинхронного электродвигателя 9 резервного электромашинного преобразовэ5 теля частоты с генератором 10. После достижения установившегося режима производят подачу импульса включения с заданным углом опережения без контроля разности частот генераторов на коммутационный

0 аппарат 13 (импульс подается блоком синхронизации элемента 13), соединяющий статорный обмотки генераторов повышенной частоты 3 и 11, после завершения синхронизации при помощи коммутаци5 онного устройства 14 производят включение уравнительных связей - обмоток возбуждения рабочего генератора повышенной частоты 4 и резервного генератора повышенной частоты 11 на параллельную работу, после окончания переходного процесса, связанного с уравнением токов возбуждения генераторов, производят отключение рабочего генератора (при помощи автоматического выключателя 5) и одновременно - разрыв уравнительных связей обмоток возбужде- ния, осуществляемый коммутационным устройством 14.

Коммутационное устройство с блоком синхронизации 13 шунтируют автоматическим выключателем 12 и после этого отклю- чают.

Аналогичным образом осуществляют обратный переход без обрыва синусоиды на шинах потребителей повышенной частоты 7. При этом используют коммутацией- ное устройство с блоком синхронизации 6.

Пример 2. Для бесперебойного переключения нагрузки, подключенной к шинам 7 фиг.2 первого генератора 3 ПСЧ-1, на второй генератор 10 ПСЧ-2 производят подачу напряжения автоматическим выключателем 8 на асинхронный электродвигатель 9 резервного электромашинного преобразователя частоты ПСЧ-2 с генератором 10, после достижения установивше- гося режима производят подачу импульса включения (путем включения блока синхронизации 6), без контроля разности частот генераторов, на коммутационный аппарат 13, соединяющий статорные обмотки гене- раторов повышенной частоты 3 и 11, после завершения синхронизации, при помощи коммутационного устройства 14 производят включение уравнительных связей - обмоток возбуждения рабочего и резервного генера- торов 4 и 11 на параллельную работу. Включают автоматический выключатель 12 и отключают автоматический выключатель 5.

После окончания переходного процесса, связанного с уравнением токов возбуждения генераторов, производят отключение рабочего генератора, отключив коммутационный аппарат 13, и одновременно разрывают коммутационным устройством 14 уравнительные связи обмоток возбуждения генераторов. Аналогичным образом осуществляют обратный переход без обрыва синусоиды на шинах потребителей повышенной частоты 7.

Формула изобретения Способ бесперебойного переключения генераторов повышенной частоты с асинхронными приводными двигателями, заклк чающийся в осуществлении точной синхронизации рабочего и резервного генераторов путем подачи импульсов на комму- тационны й аппарат с заданным углом опережения, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, производят включение асинхронного электродвигателя резервного генератора, после достижения им установившегося режима подают импульс на включение с заданным углом опережения без контроля разности частот генераторов коммутационного аппарата, соединяющего обмотки статора рабочего и резервного генераторов, после завершения синхронизации производят включение уравнительных связей-обмоток возбуждения рабочего и резервного генераторов на параллельную работу, после окончания переходного процесса, связанного с уравнением токов возбуждения генераторов, производят отключение рабочего генератора и одновременном разрыв уравнительных связей-обмоток возбуждения.

Э8Н -.Г

Использование: в системе электроснабжения средств вычислительнойтехники, использующей электромашинные преобразователи частоты типа ПСЧ. Сущность: переключение генераторов повышенной частоты с асинхронными приводами производится при осуществлении точной синхронизации рабочего и резервного генераторов подачей импульса на коммутационный аппарат с заданным углом опережения. При этом включают асинхронный электродвигатель резервного генератора. После достижения им установившегося режима подают импульс включения с заданным углом опережения без контроля разности частот генераторов на коммутационный аппарат, который соединяет обмотки статоров рабочего и резервного генераторов. После завершения синхронизации включают уравнительные связи: обмотки возбуждения рабочего и резервного генераторов включают на параллельную работу. После окончания переходного процесса отключают рабочий генератор и одновременно разрывают уравнительные связи обмоток возбуждения генераторов. 2 ил.