Устройство для автоматической синхронизации синхронного генератора Советский патент 1981 года по МПК H02J3/42 

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано в системах электроснабжения для включения на параллельную работу синх1 Ьнных генераторов. Известен синхронизатор axtHBHoro типа, т.е. осуществляющий подгонку частот, содержащий в своем составе измеритель разности часто - на йаэс интегрирующей RC-цепи и релейнью усилители один из которых управляет подачей энергоносителя в первичный двигатель, а другой - включением генераторного выключателя 1,. Недостатком данного устройства является то, что воздействие на первичный двигатель в нем осуществляет ся только в зависимости от знака раз . ности частот короткими импульсами, длительность которых ограничена с целью исключения возможного перерегу лирования в процессе подгонки частот В результате процесс синхронизации имеет большую длительность, что отри цательно влияет на надежность электр снабжения. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для автоматической си,нхронизации синхронного генератора, содержащее измеритель разности частот синхронизируемых напряжений,выход которого подключен ко входу интегратора и ко входу ВЕлпрямителя, выход выпрямителя подключен к первому входу первого суммирующего релейного усилителя, ко второму входу которого подключен вьосод второго выпрямителя, выход измерителя разности частот подключен также к первому входу второго, суммирующего релейного усилителя, причем первый суммирующий релейный усилитель установлен в цепи управления подачей энергоносителя в первичный двигатель генератора, а второй - в цепи включения выклю1чателя генератора 2. Ускорение прсцесса синхронизации в известном устройстве достигается за счет того, что в ием управление подачей энергоносителя поставлено в зависимость не только от знака разности частот, ио и от величины угла сдвига фаз синхронизируемых напряженийU г sign + (1) где д,ЛО - текущие значения разности частот и угла сдвига фаз; С,Сх высокие коэффициенты.

Знак минус в выражении (1) учитывает отрицительный характер обратной связи в контуре подгонки частоты генератора к частоте сети.

Кроме того, устройство формирует команду на включение генератора не на линии включения, а в зоне, задаваемой выражением

BV/At|+Il2-/A5/-e- (2) где D , 0„- высокие коэффициенты;

Е - положительная величина.

Для формирования слагаемых &2ЛС и в выражениях (1) и (2) в .известном устройстве используется интегратор, подключенный к выходу .измерителя разности частот u.f и периодизируемый по уровню блоком периодизации угла включения.

Периодизация по уровню напряжения, соответствующему углу 2JE , является основным недостатком, снижающим точность работы, устройства. Действительно, наличие даже незначительной систематической ошибки измерителя разности частот и незначительных отклонений постоянной интегрирования от ее расчетного значения с течением времени неизбежно приведет к ошибке в определении угла и,как следствие, - к ошибке синхронизации и возмущениям -в системе электроснабжения.

Цель изобретения - повышение точности устройства для автоматической синхронизжции синхронного генератора.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для автоматической синхронизации синхронного генератора, содержащее измеритель разности частот синхронизируемых напряжений, выход которого подключен ко входу интегратора и ко входу выпрямителя, выход выпрямителя подключен к первому входу первого суммирующего релейного усилителя, ко второму входу которого подключен выход второго выпрямителя, выход измерителя разности частот подключен так же к первому входу второго суммирующего релейного усилителя, причем первый сут-мирующий релейный усилитель установлен в цепи управления- подачей энергоносителя в первичный двигатель генератора, а второй - в цепи включения выключателя генератора, снабжено блоком фиксации совпадения фаз синхронизируемых напряжений, выход которого подключен к управляющему входу интегратора , выход интегратора подключен ко входу второго выпрямителя и ко второму входу ааторого суммируюсцего релейного усилителя.

На фиг. 1 представлена структурная схема устровства; на фиг.2 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит- синхронизируемые напряжения U и U , измеритель 1 разности частот синх14онизируемых напряжений,блок 2 фиксации совпадения фаз синхронизируемых напряжений, выпрямители 3 и 4, вход одного из которых подключен на выход измерителя разности частот, а вход второго - к выходу интегратора 5, управляющий вход 6 которого подключен к выходу блока фиксации совпадения фаз, . основной вход 7 интегратора, к которому подключен выход измерителя раз ности частот, релейные суммирующие усилители 8 и 9, входы одного из которых подключены к выходам выпрямителей, а входы второго - к выходам интегратора и измерителя разности частот, цепи 10 и 11 управления подачей энергоносителя в первичный двигатель и включения выключателя.

На фиг. 2 изображены временные диаграммы работы синхронизатора.

Напряжение биений и в синхронизаторе не используется, а приведено для того, чтобы отразить изменение по времени реального угла с,( и, в частности, моменты его перехода через нуль.

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент времени tj, разность частот (ей соответствует напряжение U ) положительна , поэтому релейный усилитель 8 формирует сигнал 0 (т.е. убавить частоту) . В результате разность частот со временем уменьшается и в момент времени t, переходит через нуль , после чего создаются условия для переключения релейного усилителя 8 в соответствии с выражением (1) момент времени t .

Угол ACf , достигнут максимума при t t, также начинает уменьшаться, так что к моменту t t складываются условия для выполнения р венства (2) и релейный усилитель 9 подает команду на включение генератоного выключателя. Замыкание его контактов происходит при t t , когда д и лсГ мало отличается от нуля.

Периодизация интегратора 5 сигналами и2 с выхода блока фиксации совпадения фаз, по существу, эквивалентна периодической коррекции интегратора, поэтому в его выходном сигнале не происходит накапливание ошибки, обусловленной систематическими погрешностями измерителя 1 разности частот и самого интегратора 5. В результате лочность формирования угла в предлагаемом устройстве .будет в общем случае всегда выше, чем в известном.

Синхронизатор может быть выполнен на базе интегральных микросхем любой серии, содержащей в своем составе логические элементы И, ИЛИ, НЕ и операционные усилители.

Формула изобретения

Устройство для автоматической синхройЛзации синхронного генератора содержащее измеритель разности частот синхронизируемых напряжений, выход которого подключен ко входу интегратора и ко входу выпрямителя, выход выпрямителя подключен к первому входу первого суммирующего релейного усилителя, ко второму входу которого подключен выход второго выпрямителя., выход измерителя разности частот подключен также к первому вхо ду второго суммирующего релейного усилителя, причем первый суммирующий релейный усилитель установлен в цепи управления подачей энергоносителя в первичный даигатель генератора, а второй - в цепи включения выключателя генератора, отличающеес я тем, что, с целью повышения точ ности интегратор выполнен управляемым, а устройство снабжено блоком фиксации совпадения фаз синхронизируемых напряжений, выход которого подключен к управляющему входу интегратора, выход интегратора подключен ко входу второго выпрямителя, и кй вторюму входу вторюго суммирующего релейного усилителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Бобров И.И. Импульсный автоматический синхронизатор Электричество ,1967, 3. 2.Авторское свидетельство СССР 551757, кл. Н 02 J 3/42, 1975.