Устройство для включения на парал-лЕльНую РАбОТу гЕНЕРАТОРОВ пЕРЕМЕННО-гО TOKA Советский патент 1981 года по МПК H02J3/42 

1

Изобретение относится к синхронизации синхронных генераторов и может быть использовано, в частности, в системах автоматизированного управления судовыми электроэнергетическими установками для выполнения режимов включения на параллельную работу судовых синхронных генераторов.

Известны устройства для включения на параллельную работу, в которых определение момента включения производится при определенной разности частот, разности фаз и разности напряжений с постоянным временем или с постоянным фаховым углом опережения fl и 2.

Эти устройства достаточно сложны, так как выполнены на элементах цифровой техники.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является устройство для включения на параллельную работу сетей переменного тока, содержащее схему запрета по разности напряжений со входами для подключения на напряжения синхронизируемых генераторов, а ее выход подключен к первому входу трехвходовой схемы совпадения, две схемы формирования прямоугольных импульсов со входами для подключения на напряжение соответствующего генератора, вьь ходы которых подключены ко входам схемы формирования импульсов разности фаз, выход которой через интегратор подключен к первому входу схемы сравнения сигналов, к входу порогового элемента и через дифференцирующий усилитель ко второму входу схемы сравнения сигналов, а ее выход подключен ко второму входу трехвходовой схемы совпадения, выход которой подключен к усилителю 3.

Это устройство решает задачу определения момента включения генераторов на параллельную работу путем сравнения двух напряжений треугольной формы с их производными, причем одно из напряжений сдвинуто относительно другого на 180 эл. град.. Такое построение схемы требует большого числа интегрирующих и дифференцирующих элементов, что усложняет схему и снижает ее надежность.

Цель изобретения - упрощение и повышение надежности устройства для включения генераторов на параллельную работу. Поставленная цель достигается в устройстве для включения на параллельную работу генераторов переменного тока, содержащем схему запрета по разности напряжений с входами для подключения на напряжения синхронизируемых генераторов, а ее выход подключен к первому входу трехвходовой схемы совпадения; две схемы формирования прямоугольных импульсов со входами для подключения на напряжение соответствующего генератора, входы которых подключены ко входам схемы формирования импульсов разности фаз, выход которой через интегратор подключен к первому входу схемы сравнения сигналов, к выходу порогового элемента и через дифференцирующий усилитель ко второму входу схемы сравнения сигналов, а ее выход подключен ко второму входу трехвходовой схемы совпадения, выход которой подключен к усилителю. Новым в устройстве является то, что оно снабжено логической схемой определения момента включения коммутационного аппарата, содержащей два инвертора, две двухвходовые схемы совпадения, статический триггер и схему нулевой установки, причем вход первого инвертора подключен к выходу схемы сравнения сигналов, а вход второго инвертора - к, выходу порогового элемента и к первому входу первой схемы совпадения, второй вход которой подключен к выходу первого инвертора и к второму входу второй схемы совпадения, первый вход которой , в свою очередь, подключен к выходу второго инвертора, а выходы обеих схем совпадения подключены соответственно к раздельным входам статического триггера, на установочный вход которого подключен выход схемы нулевой установки, а выход триггера подключен к третьему входу трехвходовой схемы совпадения. На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы отдельных элементов устройства. Напряжения U | и Uj синхронизируемых источников подключены ко входам схем 1, 2, формирования прямоугольных импульсов и одновременно ко входам схемы 3 запрета по разности напряжений. Выходы схем 1, 2 подключены к соответствующим входам схемы формирования импульсов разности фаз. Выход схемы 4 подключен ко входу интегратора 5, выход которого одновременно подключен ко входу порогового элемента 6, к входу дифференцирующего усилителя 7 и к первому входу схемы сравнения сигналов, второй вход которой подключен к выходу дифференцирующего усилителя 7. Выход схемы 8 сравнения сигналов подключен ко входу первого инвертора 9 и к первому входу трехвходовой схемы 10 совпадения. Выход порогового элемента 6 подключен к входу второго инвертора 11 и к первому входу первой схемы 12 совпадения, второй вход которой подключен к выходу первого инвертора 9 и к второму входу второй схемы 13 совпадения. Выход первой схемы 12 совпадения подключен к первому парафазному входу статического триггера 14, установочный вход которого подключен к выходу схемы 15 нулевой установки. Выход второй схемы 13 совпадения подключен к второму парафазному входу триггера 14. быход триггера 14 подключен ко второму входу трехвходовой схемы 16 совпадения, третий вход которой связан с выходом блока 3 разности напряжений, а выход схемы 16 подключен к входу схемы 16 усиления. Устройство работает следующим образом. Напряжения синхронизируемых источников и I и и J преобразуются с помощью схем 1, 2 в соответствующие импульсные последовательности, которые поступают на входы схемы 4, формирующей импульсы длительностью, пропорциональной мгновенному значению разности фаз входных напряжений. Эта импульсная последовательность поступает на вход интегратора 5, который преобразует ее а напряжение U тре;угольной формы, период изменения которого соответствует разности частот входных напряжений. Напряжение Ug поступает на вход дифференцирующего усилителя 7, который преобразует это напряжение в напряжение прямоугольной формы амплитудой, пропорциональной скорости изменения напряжения и SНапряжения 1/5 и Uy сравниваются по амплитуде на схеме 8 сравнения сигналов, на выходе которой образуется последовательность и 8 импульсов одинаковой длительности, причем каждый из этих импульсов начинается в момент времени, отстоящий от момента совпадения фаз на постоянный отрезок времени, равный времени срабатывания коммутационного аппарата, включающего источники на параллельную работу. Напряжение Uj сравнивается с постоянным уровнем напряжения на пороговом элементе 6, на выходе которого появляется импульсная последовательность Ue причем длительность каждого импульса пропорциональна периоду разности частот. Напряжение и g поступает непосредственно на первый вход трехвходовой схемы 16 совпадения и через инвертор 9 на второй вход первой схемы 12 совпадения. В результате на выходе схемы 12 появляется последовательность импульсов U /а устанавливающая статический триггер 14 в положение, при котором с его выхода поступает запрет на трехвходовую схему 10 совпадения. В разрещающее состояние триггер 14 устанавливается сигналом U/ . поступающим с выхода схемы 13 совпадения в моменты времени, когда на ее входе происходит совпадение инвертированных сигналов Uj и Ue. Таким образом, при наличии на входах трехвходовой схемы совпадения всех трех разрешающих сигналов - от триггера 14, от схемы 8 сравнения сигналов и от схемы 3 запрета по разности напряжений, схема 10 срабатывает и выдает сигнал U ю на выходную схему 16 усиления и дальше - на включение коммутационного аппарата. При включении устройства в работу установка триггера 14 в запрешаюшее состояние осуществляется с помощью схемы 15 нулевой установки. Схема устройства проще прототипа, обеспечивает высокую точность включения генератора на параллельную работу, а также более помехоустойчива по сравнению с аналогичными устройствами, так как может быть выполнена на элементах с потенциальными связями. Формула изобретения Устройство для включения на параллельную работу генераторов переменного тока, содержащее схему запрета по разности напряжений со входами для подключения на напряжения синхронизируемых генераторов, а ее выход подключен к первому входу трехвходовой схемы совпадения, две схемы формирования прямоугольных импульсов со входами для подключения на напряжение соответствующего генератора, выходы которых подключены ко входам схемы формирования импульсов разности фаз, выход которой через интегратор подключен к первому входу схемы сравнения сигналов, к входу порогового элемента и через дифференцирующий усилитель ко второму входу схемы сравнения сигналов, а ее выход подключен ко второму входу трехвходовой схемы совпадения, выход которого подключен к усилителю, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности устройства, оно снабжено логической схемой определения момента включения коммутационного аппарата, содержащей два инвертора, две двухвходовые схемы совпадения, статический триггер и схему нулевой установки, причем вход первого инвертора подключен к выходу схемы сравнения сигналов, а вход второго инвертора - к выходу порогового элемента и к первому входу первой схемы совпадения, второй вход которой подключен к выходу первого инвертора и к второму входу второй схемы совпадения, первый вход которой, в свою очередь, подключен к выходу второго инвертора, а выходы обеих схем совпадения подключены соответственно к раздельным входам статического триггера, на установочный вход которого подключей выход схемы установки нуля, а выход триггера подключен к третьему входу трехвходовой схемы совпадения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. торское свидетельство СССР № 394890, кл. Н 02 J 3/42, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР № 416805, кл. Н 02 J 3/42, 1971. 3.Патент ФРГ № 2529944, кл. Н 02 J 3/42, 1977.

Фиг. 1

Фиг. г