Устройство для управления параллельной работой синхронных генераторов

 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при управлении параллельной работой, например, судовых генераторов с квазистатическими внешними характеристиками . Цель изобретения - повышение устойчивости распределения нагрузки. Это достигается за счет введения двух элементов сравнешгя 21, 22 и выполнения блока формирования очереди и фиксации первого места в ней в виде блока динамического приоритета 24, трех ключей 25, 26, 27 и трех реле 28, 29, 30, которые своими контактами коммутируют цепи устройства . Это обеспечивает выявление ведущего генератора и работу его в автомномном режиме, выявление ведомых генераторов и работу их в па- .раллельном режиме с ведущим генератором , передачу функций ведущего генератора на первый ведомый, перевод ведомого генератора из режима автономной работы в режим параллельной работы и обратно. 2 ил. о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

gg 4 Н 02 J 3/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОткРытий (21) 3872427/24-07 (22) 25.03.85 (46) 15.01.87. Бюл. В 2 (71) Пермский политехнический институт (72) Ю.Н. Хижняков (53) 621.313.322.072.8(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 640394, кл. Н 02 J 3/46, 1978.

Авторское свидетельство СССР

В 1156194, кл. Н 02 J 3/46, 1983 ° (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ РАБОТОЙ СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТ0Р0В (57) Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при управлении параллельной работой, например, судовых генераторов с квазистатическими внешними ха„„SU„„1283894 А1 рактеристиками. Цель изобретения повышение устойчивости распределения нагрузки. Это достигается за счет введения двух элементов сравнения

21, 22 и выполнения блока формирования очереди и фиксации первого места в ней в виде блока динамического приоритета 24, трех ключей 25, 26, 27 и трех реле 28, 29, 30, которые своими контактами каммутируют цепи устройства. Это обеспечивает выявление ведущего генератора и работу его в автомномном режиме, выявление ведомых генераторов и работу их в па,раллельном режиме с ведущим генерато. ром, передачу функций ведущего генератора на первый ведомый, перевод ведомого генератора из режима автономной работы в режим параллельной работы и обратно. 2 ил.

1283894 теристиками.

Цель изобретения — повышение устойчивости распределения нагрузки между параллельно работающими генераторами устройства.

На фиг. 1 изображена схема устройства для управления параллельной работой трех генераторов; на фиг. 2 структурная схема блока динамического приоритета.

Устройство (фиг. 1) содержит синхронные генераторы 1-3 с замыкающими блок-коптактаии их линейных коптактороп 4 — 6 и возбудители

7 — 9, в целях возбуждения которых включены поспедовательно соответственно силовые кл<очи 10 — !2 с входом для подключения к выходам возбудптелей 7 — 9 и к выходам усилителей

13 — 15.

Устройство также содержит репейные (IIOpOI O13bIP. ) элс..

Входы блока 24 через замьпсающпе блок-контакты линейных кантакторов 4 — 6 подключены к клемме с потенциалом напряжения, а выходы блока чав рез кл<очи 25 — 27 управляют соответственно работой реле 28 — 30. 40

Выход первого возбудители 7 подключен через первый переключающий контакт 31 первого реле 28 со вторым входом первого элемента 21 сравнения и с первыми входамн первого 21 и вто- 5 рого 22 элементов сравнения. Выход второго возбудителя 8 подключен через первый перекл.очающий контакт 32 третьего реле 30 и второй перекгпоча<ощпй контакт 33 реле 28 с первыми вхо- 0 дами элементов 21 и 22 сравнения и со вторым входом элемента 21 сравнения и -Iepe3 переключающий контакт

32 реле 30 со вторым входом элемента

22 сравнения. Выход тре < него возбудителя 9 подключается через второй переключающий контакт 34 реле 30 со вторым входом элемента 22 сравнения и с первымп входами элементов 21 и

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при управлении параллельной рабо той, например, судовых генераторов с квазиастатическими внешними харак- 5

22 сравнения. Вход первого усилителя

13 соединяется через третий переключающий контакт 35 реле 28 с выходом элемента 21 сравнения и с выходом первого релейного элемента 16. Переключающий контакт 36 второго реле 29 подключает вход второго усилителя

14 через замыкающий контакт 37 реле

28 к выходу элемента 21 сравнения и через замыкающий контакт 38 реле

30 к входу элемента 22 сравнения, и к выходу второго релейного элемента 17. Вход третьего усилителя 15 соединяется через третий переключающий контакт 39 реле 30 с выходом элемента 22 сравнения и с выходом третьего релейного элемента t8.

Блок 24 динамического приоритета (фиг. 2) содержит девять схем И 4048 и шесть схем HE 49-54. Заявки на формирование очереди поступают на вход блока 24 по мере включения генераторов 1-3 на параллельную работу.

Факт заявки отождествляется приходом потенциала напряжения при замыкании соответствующих блок-контактов линейных контакторов 4 — 6.

Рассмотрим работу блока динамического приоритета на примере последовательного включения генераторов 1 — 3 (формирование очереди). В исходном состоянии блока 24 входных и выходных сигналов нет. При включении генератора 1 на шины 19 срабатывает блок-контакт линейного контактора 4 и на первый вход блока 24 приходит сигнал Х<. Сигнал Х< проходит через элементы 40 и 41 на входы элемента

46, так как в данный момент времени на выходах элементов HE 49 и 50 сформирована "1".

Срабатывает элемент 46. При этом накладывается запрет на прохождение сигнала через элементы 43 и 44, поскольку на выходах элементов 52 и

53 — "0".

При включении генератора 2 через замыкающий контакт 5 на второй вход блока 24 приходит сигнал Х, который проходит через элемент 42 на вход элемента 47, так как на выходе элемента 51 сформирована "1". Одновременно накладывается запрет на срабатывание элемента 45, поскольку на выходе элемента 54 — "0". Элемент

47 не срабатывает, так как на его втором входе с выхода элемента 43 поступает "0"

1283894

20

При включении генератора 3 через замыкающий блок-контакт линейного контактора 6 на третий вход блока 24 приходит сигнал Х, который никуда не проходит, так как элементы 44 и

45 закрыты (запрет), а элемент 48 по входам имеет "01 .

Таким образом, сформировалась очередь, первое место которой занимает генератор 1 (элемент 46 возбужден), второе место занимает генератор 2 (на входе элемента 47, сигнал "О", "1"), третье место занимает генератор 3 (на входе элемента

48 сигнал "О", "О").

Рассмотрим режим сдвига очереди.

Пусть генератор 1 отключился от шин станции, т. . Х,=О.

На выходе элементов 40, 41 и 46 образуется "О", а элементов 52 и

53 — " 1", что снимает запрет на срабатывание элементов 43 и 44 элементы 43 и 44 срабатывают, так как

Х =Х =О. Это приведет к срабатыванию элемента 47 и появлению сигнала

" 1", "О" на входе элемента 48. Теперь генератор 2 занимает первое место в очереди, а генератор 3 второе место.

Третье место в очереди свободно.

Отключим также генератор 2, что соответствует Х =О. На выходе элементов 42, 43 и 47 образуется "О", а на выходе элемента 54 образуется что снимает запрет на срабатывание элемента 45. Элемент 45 срабатывает и формирует дополнительную

"1" на входе элемента 48, который срабатывает. Теперь генератор 3 занимает первое место в очереди, а вторые и третьи места свободны.

Отключение генератора 3 соответствует Х =0. На выходе элементов 44

45 и 48 образуется "0", а элемента

54 — "1"

Таким образом, наступило исходное состояние блока 24, когда на выходах элементов HE 49-54 сформирована "1", а на оставшихся элементах — "011.

Сигнал с выхода блока 24 (фиг. 1) через ключи 25-27 возбуждает соответственно реле 28 — 30, которые фиксируют в текущий момент времени генератор, занимающий первое место в очереди. В исходном состоянии блока 24 реле 28 — 30 отключены.

Устройство работает следующим образом.

Пусть к шинам 19 подключены последовательно во времени генераторы

I — 3. Блок 23 сформирует очередь и зафиксирует, что генератор 1 занимает первое место в очереди путем срабатывания реле 28. При этом переключающий контакт 35 реле 28 подключает выход порогового элемента 16 к входу усилителя 13. Текущее напряжение, измеренное датчиком напряжения, сравнивается с заданным значением. Сигнал разности этих напряжений воздействует на пороговый элемент 16. Репейный сигнал с выхода элемента 16 усиливается по мощности усилителем 13 и управляет работой силового ключа 10, который изменяет а ток в обмотке возбуждения возбудителя 7 генератора 1 с целью стабилизации напряжения на шине 19. Сигнал, пропорциональныи напряжению возбудителя 7 (индуктора генератора 1), подается через переключающий контакт

31 реле 28 на первые входы элементов

21 и 22 сравнения. На второй вход элемента 21 сравнения подается напряжение возбудителя 8 через переключающий контакт 32 реле 30 и переключающий контакт 33 реле 28. На второй вход элемента 22 сравнения подается напряжение возбудителя 9 через переключающий контакт 34 реле 30. На выходах элементов 21 и 22 сравнения формируются релейные сигналы. Релей35 ный сигнал с выхода элемента 21 сравнения через замыкающий контакт 37 реле 28 и переключающий контакт 36 реле 29 подается на вход усилителя

14 и усиливается по мощности. Сиг40 нал с выхода усилителя 14 управляет работой силового ключа 11, который изменяет ток в обмотке возбуждения возбудителя 8 с целью выравнивания нагрузки между ведущим генератором 1 и ведомым генератором 2. Релейный сигнал с выхода элемента 22 сравнения через переключающий контакт 39 реле

30 подается на вход усилителя 15.

Сигнал также усиливается по мощности

50 и управляет работой ключа 12, который изменяет ток в обмотке возбуждения возбудителя 9 с целью выравнивания нагрузки между ведущим генератором 1 и ведомым генератором 2, 55

При отключении генератора 1 реле

28 отпускает. В это время блок 23

I возбуждает реле 29, которое сработает и своим переключающим контактом

128

36 подключает выход релейного элемента 17 к входу усилителя 14. Теперь уже генератор 2 являясь ведущим, будет стабилизировать напряжение на шине 19. Выход возбудителя 8 через переключающий контакт 32 реле 30 и переключающий контакт 33 реле 28 подключается к первым входам элементов 21 и 22 сравнения. Элемент 21 сравнения в данном случае в работе не участвует, а элемент 22 сравнения сравнивает сигналы с возбудителей 8 и 9 и вырабатывает релейный сигнал в функции выравнивания нагрузки между генераторами 2 и 3.

При отключении генератора 2 реле 29 отпускает, а реле 30 срабатывает согласно алгоритму работы блока 24. Переключающий контакт 39 реле

30 подключает выход релейного элемента 18 к входу усилителя 15. В это время генератор 3 становится ведущим и стабилизирует напряжение на шине 19. Параллельной работы в данном случае не требуется. При повторном включении генератора 2 к шине 19 выход возбудителя 8 подключается ко второму входу элемента 22 сравнения, первый вход которого соединен через переключающий контакт 34 реле 30 с возбудителем 9. Выход элемента 22 через замыкающий контакт 38 реле

30 и переключающий контакт 36 реле 29 подключается по входу усилителя 14. Генератор 2 становится ведомым и занимает второе место в очереди и т д.

Таким образом, предлагаемое устройство (по сравнению с известным) позволяет получить "гибкую" структуру, в которой ведущий генератор не назначается, а тот, который занимает первое место в очереди.

В системе параллельной работы генераторов исключается срыв при выходе из строя ведущего генератора.

Выявление ведущего генератора проис-1 ходит автоматически, что исключает возможные ошибочные действия обслуживающего персонала. Включение на параллельную работу генераторов может идти в любой последовательности.

Дополнительно блок формирования очереди и фиксации первого места в ней может вести учет рабочего времени дизель-генераторов с целью равномерной наработки их ресурса. Устройство допускает любой вид синхронизации ге3894 6 нераторов. Точность поддержания напряжений на шинах станции - 1X, а распределение реактивной мощности до

8Х что отвечает требованиям Регистра СССР.

f5

45 второго элементов сравнения, выход второго возбудителя подключен через первый переключающий контакт третьего реле и второй переключающий контакт первого реле с первыми входами

50 первого и второго элементов сравне— ния и со вторым входом первого элемента сравнения и через первый переключающий контакт третьего реле соединен со вторым входом первого эле55 мента сравнения, выход третьего возбудителя подключен через второй переключающий контакт третьего реле со вторым входом второго элемента срав20

Формула изобретения

Устройство для управления параллельной работой синхронных генераторов с замыкающими блок-контактами их линейных контакторов и возбудителями, содержащее пороговые элементы по числу генераторов с входными зажимами для соединения с выходами генераторов, блок формирования очереди и фиксации первого места в ней, а также усилители и ключевые элементы в цепях возбудителей каждого генератора, причем выходы усилителей соединены с одним из входов соответствующих ключевых элементов, вторые входы которых предназначены для подключения к выходу своих возбудителей, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения устойчивости распределения нагрузки, оно снабжено двумя элементами сравнения, причем блок формирования очереди и фиксации первого места в ней содержит блок динамического приоритета, три ключа и три реле, где входы блока динамического приоритета через замыкающие блок-контакты линейных контакторов генераторов подключены к клемме с потенциалом напряжения,.а выходы блока через ключи соединены соответственно с первым, вторым и третьим реле фиксации первого места в очереди, при этом выход первого возбудителя соединен через первый переключающий контакт первого реле со вторым входом первого элемента сравнения и с первыми входами первого и

1283894

Составитель О. Наказная

РедактоР А. Ревин ТехРед M.Коданич Корректор В. Бутяга

Заказ 7454/54 Тираж 619 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

I нения и с первыми входами первого и второго элементов сравнения, вход первого усилителя соединен через третий -переключающий контакт второго реле и замыкающие контакты первого и третьего реле соответственно с выходом первого и второго элементов сравнения и с выходом второго порогового элемента, вход третьего усилите" ля соединен через третий переключающий контакт третьего реле с вы-5 ходом второго элемента сравнения и с выходом третьего порогового элемента.