Устройство для автоматической синхронизации генераторов Советский патент 1974 года по МПК H02J3/42 

1

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано в энергосистемах для включения синхронных генераторов на параллельную работу.

Известно устройство для автоматической синхронизации синхронных генераторов, содержащее функциональный блок, выдающий информацию о величине скольжения и угле сдвига фаз между векторами напряжения сети и генератора.

Это устройство требует значительного времени для осуществления синхронизации; кроме того, команда на включение выключателя должна быть подана в течение ограниченного отрезка времени, когда не нарушено условие

S - (. 4кл).

где б,брасч - текущий и расчетный угол сдвига фаз между напряжениями генератора и сети; (Os - угловая скорость скольжения генератора;

вкл. - время включения выключателя генератора.

Цель изобретения - уменьшение времени синхронизации.

Для этого устройство снабжено преобразователем построения линии включения, вход которого подключен к выходу «скольжение

функционального блока, функциональным преобразователем скорости скольжения в соответствующие ей по граничной фазовой траектории «скольжение - угол сдвига фаз углы, вход которого подключен к выходу «скольжение функционального блока, и логическим блоком, фиксирующим попадание текущего угла в зону включения, входы которого подключены к выходу преобразователя скорости скольл ения и к выходу преобразователя построения линии включения, а также к выходу «угол функционального блока, а выход подключен на вход блока включения выключателя генератора.

При этом обеспечивается возможность включения выключателя генератора во всем диапазоне значений угловой скорости скольжения, допускающих успешную синхронизацию после того, как изображающая точка фазовой траектории попадает в зону включения

+ 8(«,)-ш,.4к,(1)

Ы + .1-4кд

угол сдвига фаз между напряжениями генератора и сети, определяемый из граничной фазовой траектории, обеспечивающей в координатах б, Ws область успещной синхронизации.

Граничная фазовая траектория представляет собой неоднозначную функцию, поэтому в выражении (1) должны различаться ее правая и левые ветви: +6(0s) и -6(cos) соответственно.

На фиг. 1 изображено построение зоны включения в координатах «скольжение - на фиг. 2 - блок-схема предлолсенного устройства.

Граничная фазовая траектория (сепаратриса) 1, выбранная для упрощения построения в виде ломаной линии, ограничивает область уснешной синхронизации. Прямая, проходящая через начало координат, представляет собой линию 2 включения, соответствующую выражению брасч Ш8 вкл- Абсциссы границы зоны 3 включения (на фиг. 1 заштрихована) для какого-либо значения ординаты cos находят нутем суммирования абсцисс сепаратрисы и линии включения, соответствующих этому же значению ординат. Стрелками обозначены направления фазовых траекторий в верхней (Q)) и нижней () полуплоскостях.

Одна из возможных фазовых траекторий изображена щтрих-пунктирной линией. Данная траектория соответствует скорости скольжения со,у,, при этом расчетный угол равен величине-брасч; и успешная синхронизация осуществима во всем диапазоне текущих значений угла б от 6i до б2.

Блок-схема устройства содержит включаемый генератор 4, сеть 5, функциональный блок 6, получающий информацию о состоянии генератора и сети и выдающий информацию о скорости скольл ения и угле между напряжениями генератора и сети в любой момент времени; преобразователь 7 построения линии включения; функциональный преобразователь 8 скорости скольжения в соответствующие ей по сепаратрисе углы; логический блок 9, фиксирующий попадания текущего угла 6 в зону включения и дающий команду на включение

выключателя генератора 10 при выполнении условия (1).

Таким образом, выполнение синхронизации с соблюдеиием условия (1) эквивалентно расщирению линии 2 включения до зоны 3 вклюгения и приводит к ускорению процесса.

Выигрыш во времени, обеспечиваемый предложенным способом синхронизации, оценим по величине отрезка (-бь 62), лежащего в пределах зоны включения (см. фиг. 1). Этот выигрыш прямо пропорционален ширине зоны включения и обратно пропорционален скорости скольжения, при которой осуществляется синхронизация.

Предмет изобретения

Устройство для автоматической синхронизации синхронных генераторов, содержащее функциональный блок, выдающий информацию о величине скольжения и угла сдвига фаз между векторами напряжения сети и генератора, и блок включения генератора, отличающееся тем, что, с целью уменьшения времени синхронизации, оно снабжено преобразователем построения линии включения, вход которого подключен к выходу «скольжение функционального блока, функциональным преобразователем скорости скольжения в соответствующие ей по граничной фазовой траектории «скольжение - угол сдвига фаз углы, вход которого подключен к выходу «скольжение функционального блока, и логическим блоком, фиксирующим попадание текущего угла в зону включения, входы которого подключены к выходу преобразователя скорости скольжения и к выходу преобразователя построения линии включения, а также к

выходу «угол функционального блока, а выход подключен на вход блока включения выключателя генератора.