Устройство для автоматического ввода резервного корректора напряжения синхронного генератора Советский патент 1974 года по МПК H02J9/06 H02P9/14 

1

Изобретение относится к регулированию напряжения синхронных генераторов и может быть использовано в регуляторах напряжения, регулирующий орган которых выполнен на тиристорах.

Основными элементами регулятора напряжения являются корректор и регулирующий орган. Корректор контролирует величину выходного напряжения генератора и управляет регулирующим органом, который непосредственно , воздействует на величину тока возбуждения генератора. Корректор является наиболее сложной частью регулятора, поэтому от его надежности в большой степени зависит надежная работа генератора в целом. В связи с этим для повышения надежности регулятора напряжения и обеспечения бесперебойной работы потребителей, питающихся от генератора, применяется резервирование корректоров.

Известные устройства для автоматического ввода резерва содержат, как правило, блоки питания, нуль-орган, измерительный мост, генератор импульсов и тиристорный ключ в цепи переключения резерва.

Однако эти устройства при применении их в качестве устройств для автоматического ввода резервного корректора могут при переходных режимах генератора (включениях и отключениях нагрузки) ошибочно при исправном основном корректоре вводить резервный корректор. Это объясняется тем, что при переходных режимах генератора происходят кратковременные до нескольких секунд отклонения напряжения генератора от заданной величины. Отстроить величину уставки напряжения, при которой происходит ввод резервного корректора, от этих отклонений в большинстве случаев невозможно. Иногда возможны такие неисправности основного корректора, при наличии которых напряжение генератора отклоняется от заданного значения на величину, не превышающую величины отклонения напряжения генератора при переходных режимах. Кроме того, в широко распространенных системах возбуждения с фазовым компаундированием, в которых регулирующий орган регулятора работает по схеме отбора мощности, напряжение генератора даже при

отключении регулятора возрастает на величину меньшую, чем при переходных режимах генератора.

Целью изобретения является исключение возможности ложного срабатывания устройства при переходных режимах генератора.

В предлагаемом устройстве эта цель достигается путем подключения к диагонали измерительного моста через выпрямитель двух цепочек, первая из которых состоит из двух последовательно соединенных сопротивлений, а

вторая - из последовательно включенных сопротивления н конденсатора, причем общая точка двух сопротивлений первой цепочки и общая точка сопротивления и конденсатора второй цепочки присоединены к анодам диодов, катоды которых объединены между собой и соединены с измерительным входом нуль-органа, кроме того, параллельно конденсатору второй цепочки присоединены последовательно включенные сопротивление и эмиттер-коллекторный переход транзистора, эмиттер-базовый переход которого подключен к одной из обмоток трансформатора генератора импульсов.

С целью отключения основного корректора после ввода резерва, одна из обмоток трансформатора формирователя импульсов основного корректора подсоединена одним зажимом к минусовой клемме блока питания резервного корректора, а вторым - через сопротивление к катоду тиристора в цепи питания резервного корректора.

На чертеже показана принципиальная электрическая схема устройства. На вход измерительного моста 1 через выпрямитель 2 и трансформатор 3 блока питания, 4 поступает напряжение генератора. К диагонали измерительного моста 1 через выпрямитель 5 подключены две цепочки, первая из которых состоит из сопротивлений 6 и 7, а вторая - из сопротивления 8 и конденсатора 9. Напряжения, снимаемые с сопротивления 7 и конденсатора 9, через соответствующие диоды 10 и 11 подаются на измерительный вход нульоргана 12. К опорному входу нуль-органа 12 через диод 13 поступает стабилизированное напряжение, снимаемое со стабилитрона 14. Питается нуль-орган 12 от выпрямителя 15 блока питания 4 через тиристор 1G. Имнульсы, генерируемые нуль-органом 12, поступают на управляющий электрод тиристора 17, включенного в цепь питания резервного корректора 18. Выходы резервного корректора 18 и основного корректора 19 объединены и подключены к управляющим электродам тиристоров регулирующего органа 20 регулятора напряжения. Параллельно конденсатору 9 подключены также последовательно включенные сопротивление 21 и транзистор 22, эмиттер-базовый переход которого присоединен к одной из обмоток трансформатора 23 генератора импульсов 24.

Работа устройства заключается в следующем.

Если основной корректор 19 работает нормально, т. е. напряжение генератора соответствует заданной величине, значение напряжения, снимаемого с диагонали измерительного моста 1, равно нулю. В этом случае отсутствует также напряжение на измерительном входе нуль-органа 12. Нуль-орган импульсов не генерирует, тиристор 17 включен и питающее напряжение с резервного корректора 18 снято.

При выходе из строя основного корректора 19 напряжение генератора отклоняется от заданной величины, т. е. начинает возрастать либо уменьщаться. В обоих случаях в диагопали измерительного моста 1 появляется напряжение, пропорциональное величине этого отклонения, только в первом случае оно будет одной полярности, а в другом - противоположной. Однако напряжение на сопротивлениях 6 и 7 благодаря выпрямителю 5 сохраняет одну полярность независимо от того, в какую сторону отклоняется напряжение генератора. С постоянной времени, зависящей от параметров сопротивления 8 и конденсатора 9, начинает возрастать также напряжение на конденсаторе 9. Это напряжение через диод 11 поступает на измерительный вход нуль-органа 12. Как только величина этого напряжения достигает значения стабилизированного напряжения на опорном входе нульоргана 12, последний начинает генерировать импульсы, включающие тиристор 17. В результате этого резервный корректор 18 получает питание и вступает в работу.

Исключение влияния основносо корректора на работу регулятора напряжения после ввода резерва достигается намагничиванием до глубокого насыщения импульсного трансформатора 25 формирователя импульсов основного корректора 19. Трансформатор является составной частью большинства известных схем корректоров, поскольку на нем формируются управляющие импульсы тиристорам регулирующего органа 20. Обмотка подмагничивания 26, током которой насыщается трансформатор 25, получает питание сразу же после включения тиристора 17. При наличии в схеме корректора нескольких формирователей импульсов обмотки подмагничивания их

трансформаторов соединяются последовательно.

Если же основной корректор 19 исправен, а напряжение генератора отклонилось от заданной величины из-за переходного режима генератора, ввода резервного корректора 18 не произойдет, поскольку параметры сопротивления 8 и конденсатора 9 выбраны такими, что напряжение на конденсаторе 9 за время переходного режима не успевает нарасти

до величины напряжепия па опорном входе

нуль-органа 12, т. е. до уровня срабатывания

нуль-органа.

Для осуществления мгновенного ввода резерва в аварийном режиме, когда напряжение генератора возрастает либо уменьшается до величины, превышающей максимально возможное отклонение при переходных режимах, используется делитель, выполненный на сопротивлениях 6 и 7. Соотношение параметров этих сопротивлений выбрано таким, что в этом случае величина падения напряжения на сопротивлении 7 становится достаточной для срабатывания нуль-органа 12. Происходит

мгновенный ввод резервного корректора 18.

Таким образом, при небольших отклонениях напряжения генератора сигнал на включение нуль-органа 12 поступает с выдержкой времени от конденсатора 9, а при больших отклонениях напряжения - без выдержки времени от сопротивления 7.

При частых включениях и отключениях нагрузки генератора возможно накопление энергии в конденсаторе 9, что может привести к повышению напряжения конденсатора 9 до уровня срабатывания нуль-органа 12 и к ложному вводу резервного корректора 18. Чтобы этого не произошло, использован специальный генератор импульсов 24, который с очень низкой частотой порядка 0,5-1 гц генерирует импульсы, поступаюш,ие на вход транзистора 22. В моменты времени, соответствуюшне этим импульсам, транзистор 22 открывается и происходит разряд конденсатора 9 на сопротивление 21. Такие периодические разряды конденсатора 9 препятствуют накоплению в нем энергии и исключают возможность ложного ввода резервного корректора 18 при частых включениях и отключениях нагрузки синхронного генератора.

Возможно также ложное срабатывание устройства при включении синхронного генератора, когда его напряжение плавно возрастает от остаточного значения до номинальной величины. Для исключения такой возможности в цепь питания нуль-органа 12 включен тиристор 16. Включение этого тиристора происходит лишь при напряжении генератора, близком к номинальному, в момент времени, когда начинает генерировать импульсы генератор импульсов 24.

Предмет изобретения

1.Устройство для автоматического ввода резервного корректора напряжения сннхронного генератора, содержашее блоки питания, нуль-орган, измерительный мост, генерагор импульсов и тиристор в цепи питания резервного корректора, отличаюш,ееся тем, что, с целью исключения возможности ложного

срабатывания устройства при переходных режимах синхронного генератора, к диагонали измерительного моста через выпрямитель подключены две цепочки, первая из которых состоит из двух последовательно соединенных

сопротивлений, а вторая - из последовательно включенных сопротивления и конденсатора, причем обшая точка двух сопротивлений первой цепочки и обш,ая точка сопротивления и конденсатора второй цепочки присоединены

к анодам диодов, катоды которых объединены между собой и соединены с измерительным входом нуль-органа, кроме того, параллельно конденсатору второй цепочки присоединены последовательно включенные сопротивление н

эмиттер-коллекторный переход транзистора, эмиттер-базовый переход которого подключен к одному из выходов генератора импульсов.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью отключения основного корректора после ввода резерва, одна из обмоток трансформатора формирователя импульсов основного корректора присоединена одним зажимом к минусовой клемме блока питания резервного корректора, а вторым - через сопротивление к катоду тиристора в цепи питания резервного корректора. /