Способ синхронизации генератора и источника переменного тока Советский патент 1978 года по МПК H02J3/42 

,

Изобретение относится к электротехнике, занимающейся питанием сетей и распределением электрической энергии.

Способ может быть использован в аварийном источнике электроэнергии, cocTOffiiieMf например, из магнитогидродииамического генератора со статическим преобразователем постоянного тока в переменный: (инвертором) и гааотурбинной установки с турбогенератором. При включении аварийного источника быстро пускают МГД-генератор и нагрузку питают от МГД-генератора через инвертор, после разгона газотурбинной установки турбогенератор синхронизируют с инвертором и подключают к нагрузке, после перевода нагрузки ча турбогенератор отключают инвертор от нагрузки и выключают МГД-генератор.

.Известен способ самосинхронизации при котором подключаемый гзнератор разгоняют до частоты, на 2% меньшей частоты сети, и невозбужденным включают в сеть, после этого включают возбуждение. Возникающие в обмотке статора токи разгоняют генератор до частоты сети l . При использовании

этого способа в сети и генераторе возникают большие токи.

Известен также способ синхронизации генератора и источника переменного тока с подключенной к нему нагрузкой путем уравнивания частот напряжений и фаз упомянутых источников и сети, затем в момент совпадения фаз генератора и сети подключают генератор к сети 2 .

Этот способ синхронизации имеет недостаток, состоящий в том, что процесс подгонки частоты генератора с

8 указанной точностью занимает большое время, а изменение разности частот генератора и источника переменного тока приводит к толчку тока в момент подключения генератора, причем амплитуда толчка тока достигает номинального тока генератора. Толчок тока такой величины недопустим при подключении к инвертору, в особенности, если источник питания инвертора имеет ог5раниченную мощность, как МГД-генератор «

Цель изобретения состоит в уменьшении длительности си.чхронизации и толчка тока при подключении генератора при использовании в качестве источника переменного тока- источника постоянного тока с инвертором на выходе Эта цель дости-гается тем, что гене ратор разгоняют до ч-астоты, меньшей но1«инальной на величину, допустимую для переходных процессов, при совпадении фаз устанавливают частоту ин вертора равной частоте генератора и после уравнивания напряжений осуществ ляют упомянутое подключение генератора к нагрузке. При этом частоты инвертора и генератора уравнивают путем регулирования фазы управляющих импульсов инвертора относительно перехода напряжения генератора через нуль по разности фаз инвертора и генератора или путем изменения частота инвертора в зависимости от разности фаз генератора и инвертора. Функциональная схема устройства, реализуЬщая описываемый способ, показана на чертеже. Устройство содержит источник постоянного тока 1, инвертор 2, выключатель 3, нагрузку 4, выключатель 5,, турбогенератор 6, газотурбинный двигатель 7, регулятор 8 возбуждения турбогенератора 6. Устройство синхронизации выделено штрих-пунктирным контуром и содержит прибор 9 установки напряжений, реле разности фаз 10, фазосдвигающее устройство 11, реле минимальной частоты 12, ключ 13. Устройство работает следующим об-разом. Во время разгона турбогенератора 6 газотурбинным двигателем 7 источник постоянного тока 1 питает инвертор 2, выход которого через выключатель 3 подает переменный ток на нагрузку 4. Частота переменного тока при этом определяется задатчиком чнстоты инвертора 14, импульсы которого через ключ 13 подаются на инвертор 2. После разгона турбогенератора б до частотыS меньше номинальной не. ве личину, допустимую для переходных процессов,срабатывает реле минималь ной частоты 12 о После этого при совпа дении фаз турбогенератора б и инвертора 2 срабатывает реле разности фаз 10, сигнал которого проходит через реле минимальной частоты 12 и переклю чает ключ 13. После этого на инвертор 2 подаются импульсы, вырабатываемые фазосдвигающим устройством 11, причем частота их равна частоте турбогенератора 6. Напряжения на выходах инвертора 2 и турбогенератора б становятс синхронны и синфазны. Прибор установки напряжения 9, воздействуя на регулятор 8 возбуждения турбогенератора б, выравнивает амплитуду напряжений, а после получения их равенства дает сигнал включения на выключатель 5. Этим синхронизация заканчивается. При использовании этого способа отсутствует операция п(здгонки частоты .генератора время достохения синфазиости сокращается вследствие большей разности частот, длительность переходного процесса в инверторе после переключений не превышает нескольких периодов переменного тока. После окончания переходного процесса напряжения генератора и инвертора синхронны и синфазны, причем это состояние сохраняется длительное время, независимо от возможных колебаний частоты генератора. Поэтому нестабильность времени срабатывания выключателя не создает толчка тока, генератор может бить подключен в любой момент после уравнивания напряжений генератора и инвертора. Благодаря снижению требований к стабильности параматров во время синхронизации описанный способ легко автоматизировать и У1ч1аньшить длительность синхронизации до 10-15с, Формула изобретения 1..Способ синхронизации генератора и источника переменного тока с подключенной к нему нагрузкой путем уравнивания частот., капряхсений и фаз упомянутых источников и подключения генератора к нагруз.се, отличающийся тем что, с. целью умэньыения длительности синхронизг;ции и толчка тока при использовании в качестве i источн ка переменного тока источника постоянного тока с инвертором на выходе, разгоняют генератор до частоты, меныией номинальной на величину, допустимую для переходных процессов, при совпаденкн фаз генератора и инвертора устанавливают часто ту инвертора равной частоте генера- . тора, и после уравниванг1я напряжений осуществляют упомянутое подключение генератора к нагрузке. 2,Способ по п.If отличающийся тем, что частоты инвертера к генератора уравнивают путек регулирования фавн управляющих импульсоа инвертора .относительно перехода напряжения генератора через нуль по разности фаз инвертора и генератора. 3,Способ по п,.1я отличаюК .и и с я тем, .что частоты инвертора и генератора уравнивают путем изменения частоты инвертора в завксг.1мости от разности фаз генератора и инвертора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Константинов В.Н. Синхронизация судовых синхронны : генераторов и Л., Судостроение, 1965, с. 16, 2.То же, с. 15.

.

I