Устройство для контроля скольжения генератора Советский патент 1974 года по МПК H02J3/40 

1

Известно устройство для контроля скольжения генератора относительно сети, содержащее формирователи .прямоугольных импульсов контролируемых напряжений генератора и сети, потенциальные схемы совпадения, расширители импульсов, преобразователь серии импульсов в постоянный сигнал, реле времени и датчики оодсипхронных оборотов и положения выключателя генератора.

Для упрощения схемы и обеспечения контроля скольжения как .на холостом ходу, так и при работе генератора в сети предлагаемое устройство содержит потеп-циально-импульсную схему совпадения, к конденсаторному входу которой по.дключеи формирователь импульсов сети, к резисторному входу - формирователь импульсов генератора, а к диодному выходу .подсоединен расширитель имлульсов, соединенный через преобразователь .серии импульсов в постоя.нный сигнал с реле времени, включенным на .второй расширитель имнульсоВ, к .выходу Которого подключены две потенциальные схемы совпадения, соединенные вторыми входами с датчиком подсинхронных оборотов генератора и датчиком положения выключателя генератора, соответственно.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема описываемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы на выходах соответствующих структурных элементов при

работе устройства как реле разности частот; на фиг. 3 - то же, При работе устройства как реле защиты от асинхронного хода.

Устройство содержит формирователи 1 и 2 прямоугольных импульсов напряжений сети и генератора, потенциально-импульсную схему 3 совпадения, расширители 4 и 5 импульсов, преобразователь 6 серии импульсов в постоянный сигнал, реле 7 времени, датчики 8 и 9

подсиихронных оборотов и ноложения выключателя генератора и потенциальные схемы 10 и 11 совпадения «И.

Устройство как реле разности частот работает следующим образом.

При включении синхронного генератора в сеть методом самосинхронизации контролируется нахождение генератора в некоторой зоне разности частот, составляющей обычно ±2%, т. е. Гц, что соответствует пе20

риоду скольжения Ts -. С уменьщением

разности частот период скольжения увеличивается. Для измерения полупериода скольжения используется потенциаль но-импульсная схема 3, включенная .по схеме совпадения и позволяющая в этом случае определять моменты совпадения фаз и изменения сдвига фаз контролируемых напряжений на 180°. Пзскольку полупериод скольжения равен 180°, то схема 3 может служить для выявления заданной разности частот путем измерения времени, в течение которого сдвиг фаз между контролируемыми .напряжениями изменяется от О до 180°, т. е. юолулериода скольжения. При в-ключении потенциально-импульсной схемы 3 на ее выходе появляются дифференцированные импульсь положительной полярности только в том случае, если генераторное напряжение на резисторном входе совпадает по фазе с напряжением сети па ,конденсаторном входе или опережает его не более чем на 180°. Таким образом, на выходе этой схемы имеется серия остроконечных импульсов длительностью, равной половине периода скольжения контролируемых напряжений за выче13том - Тс или - Гс в зависимости от JU начала измерения (Тс - период частоты сети), чем можно пренебречь ввиду того, что в контролируемой зоне . Полученные остроконечные импульсы расширяются расширителем 4, например одновибратором, и интегрируются преобразователем 6, а длительность полученного непрерывного импульса ti сравнивается с заданной длительностью в реле 7 времени. При этом заданная, фиксированная длительность з в сумме с длительностью интегрированной серии остроконечных импульсов составляет половину периода скольжения. Превышение фиксированного времени tz означает, что генератор находится в заданной зоне разности частот. Импульсный сигнал, полученный на выходе реле 7 времени, расширяется расширителем 5 в соответствии с быстродействием выключателя и его схемы управления и подается на схему «И 10, второй вход Которой блокирует выход реле разности частот Кь при скорости вращения генератора ниже подсинхронной (95%). Датчиком частоты напряжения генератора в этом случае может служить генераторный трансформатор напряжения, работающий при холостом ходе генератора от остаточной намагниченности возбудителя, или тахогенератор системы регулирования скорости гидроагрегата, имеющий номинальную частоту 50 Гц. Если датчик частоты напряжения генератора точно отражает скорость вращения генератора не только на холостом ходу, но и при его работе в сети, то предлагаемое устройство одновременно может быть использовано как реле защиты от асинхронного хода, так как оно способно выявлять увеличение угла вектора э. д; с. генератора выше допустимого значения, определяющего статическую устойчивость генератора. Таким датчиком частоты напряжения генератора и одновременно его внутреннего угла может быть, в частности, тахогенератор регулятора скорости. Устройство как реле защиты от асинхронного хода работает следующим образом. Пределом статической устойчивости генератора является значение внутреннего угла, равного 90°. При синхронных качаниях это значение может быть несколько большим, однако увеличение внутреннего угла генератора до 180 является достоверным признаком нарушения синхронизма. Если фазы контролируемых напряжений сети и тахогенератора выбраны так, что после включения генератора в сеть угол между ними удовлетворяет соотношению90° а 180°-Эн, где вн-угол номинального выбега ротора, т. е. угол между векторами контролируемых напряжений при номинальной активной нагрузке генератора, то на выходе потенциально-импульсной схемы 3 отсутствуют дифференцированные импульсы положительной полярности (см. фиг. 3), что соответствует синхронизму генератора с сетью. По мере увеличения внутреннего угла генератора, т. е. угла между вектором напряжения и вектором э. д. с. генератора, «оторый модулируется в данном случае при помощи тахогенератора, сдвиг фаз между контролируемыми прямоугольными импульсами уменьшается и в момент совпадения фаз на выходе потенциально-импульсной схемы 3 появляются остроконечные импульсы, что свидетельствует о нарущении синхронизма. Далее устройство работает аналогично описанному. Выход реле защиты от асинхронного хода блокируется датчиком Положения генераторного выключателя. Возможность реализации предлагаемого устройства на унифицированных логических и функциональных элементах является одним из его достоинств. Предмет изобретения Устройство для контроля скольжения генератора относительно сети, содержащее формирователи прямоугольных импульсоВ контролируемых напряжений генератора и Сети, потенциальные схемы совладения, расширители импульсов, преобразователь серии импульсов iB постоянный сигнал, реле времени и датчики лодсинхронных оборотов и положения вы.ключателя генератора, отличающееся тем, что, с целью упрощения Схемы и обеспечения контроля скольжения как на холостом ходу, так и при работе генератора в сети, оно содержит потенциально-импульсную схему совпадения, ,к конденсаторному входу которой подключен формирователь импульсов сети, к резисторному входу - формирователь импульсов генератора, а к диодному выходу подсоединен расширитель импульсов, который соединен через преобразователь с реле времени, включенным на второй расширитель имшульсов, к выходу .которого подключены две потенциальные схемы совладения, соединенные вторыми входами с датчиком подсинхронных оборотов генератора и датчиком поожения выключателя генератора, соответствеяно.

Uc,f,

-1 r

« -«™Цr

I

Unam

L. WI I

Фиг. 1

Риг.2

(риг 3