Устройство для автоматической синхронизации с постоянным углом опережения

 

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение надежности в сетях с несимметричной нагрузкой. Для этого в устройство введены элементы, фиксирующие несимметрию напряжений. Если несимметрия выше допустимой, то сигнал на включение генератора на параллельную работу блокируется. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PECr1VEiflHH

„.SU„„1527687 А 2 (51)4 Н 02 Д 3/42

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ сигналов соединен с входом трехтактно-

Ф

ro ждущего мультивибратора 1О, первый выход которого соединен с вторым входом первого элемента И 11, второй выход — с вторым входом второго элемента И 12, а третий выход — с первым входом третьего элемента К 13„ Выход формирователя 2 сигналов соединен с первыми входами элементов И 11 и 12 мм и через инвертор 14 с вторым входом ф. элемента И 13. Выходы элементов И 11 и 12 соединены соответственно с S-входами триггеров 15 и 16, а выход элемента И 13 — с R-входами триггеров

15-17. К прямому выходу триггера 15 подключены вторые входы элементов И

18-20, а к инверсному — прямые вхп». ды элементов И 21, 22, Прямой выход триггера 16 соединен с третьими входами элементов И 19, 20 и 22 и вторым входом элемента И 21, а инверсный — с первым входом элемента

И 18, Выходы элементов И 21 и 18 подключены соответственно к К- и S-входам триггера 23, прямой выход которо1 (61) 1094105 (21) 4314286/24-07 (22) 09.10.87 (46) 07.12.89. Бюл. В 45 (71) Пермский политехнический институт (72) Ю.Н.Хижняков (53) 621.316.729(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1094105, кл. Н 02 J 3/42, 1983.

Изобретение относится к электротехнике и является усовершенствованием изобретения по авт,св. 11: 1094105.

Цель изобретения — повышение надежности работы устройства в сетях с несимметричной нагрузкой„

На фиг.) представлена структурная схема устройства для автоматической синхронизации с постоянным углом опереждения; на фиг.2 — принципиальная хема трехтактного ждущего мультивибратора; на фиг.3 — принципиальная схема реле времени; на фиг,4 — векторная диаграмма напряжений; на фиг.5 и

6 — временные диаграммы работы синхронизатора, когда частота генератора меньше и больше частоты станции (цифрами обозначены сигналы соответствующи: элементов). устройство (фиг.l) содержит форми рователи 1-6 сигналов, выходы которых включены на одноименные фазы а, Ь, с соответственно станции и генератора 7, соединенного с шинами станции с нагрузкой 8 через замыкающий линейный контактор 9. Выход формирователя 1

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ

СИНХРОНИЗА11ИИ С ПОСТОЯННЫМ УГЛОМ ОПЕРЕЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения — повьппение надежности в сетях с несимметричной нагрузкой. Для этого в устройство введены элементы, фиксирующие несимметрию напряжений. Если несимметрия в

М выше допустимой, то сигнал на включение генератора на параллельную работу блокируется, 6 ил.

1527687 го соединен с первым входом элемента

И 20, а инверсный выход — с первым входом элемента И 19 и вторым входом элемента И 22, выход которого через

5 реле 24 времени подключен к S-входу триггера 17. Инверсный выход триггера 17 соединен с четвертым входом элемента И 19. Выходы формирователей

3 и 4, 5 и 6 сигналов соответственно соединены с входами схем ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ 25 и 26. Выходы схем 25 и 26 соответственно подключены к входам одно-. вибраторов 27 и 28 и к входам инверторов 29 и 30. Выходы одновибраторов соединены с D-входами универсальных

D-триггеров 31 и 32, S- u R-входы которых подключены к клемме с положительным потенциалом. Выходы схем ИСКЛЮЧАЮ1ЦЕЕ ИЛИ 25 и 26 через инверторы 29 20 и 30 соединены с синхровходами С-триггеров 31 и 32, прямые выходы D-триггеров 31 и 32, а также прямой выход триггера 17 соединены с входами элемента И 33. Выходы элементов И 33, 25

20 и 19 являются соответственно пер» вым, вторым и третьим выходами устройстваа, Трехтактный ждущий мультивибратор (фиг „2) состоит из трех последователь 0 но включенных импульсных усилителей и содержит в себе резисторы 34-39, электролитические конденсаторы 40-42 и транзисторы 43-45. Длительность выходных импульсов мультивибратора 10 определяется значением емкости электролитических конденсаторов 40-42.

Реле времени (фиг.3 состоит из резисторов 46 и 47, электролитического конденсатора 48 и инвертора 49. При 40 появлении на входе реле 24 времени логической единицы (+5 В) происходит заряд конденсатора по цепи +11„, резистор 46, конденсатор 48, земля. Через время, равное ЗТ, где Т вЂ” постоян- 45 ная времени, срабатывает инвертор 49.

При логическом нуле на входе реле

24 времени конденсатор 48 не заряжается.

Работа вновь введенной части схемы устройства заключается в следующем.

Пусть на момент времени t перед непосредственным прохождением команды на срабатывание линейного контактора

9 состояние звезд фазных напряжений генератора и станции определяется векторной диаграммой (фиг.4). Формирователи 3-6 сигналов формируют прямоугольные импульсы, равные половине периода фаэных напряжений 11„, Б, Ucs e 11 (фиг.5). На выходах схем

ИСКЛЮЧАНМЦЕЕ ИЛИ 25 и 26 формируются прямоугольные импульсы, длительность t„„„, которых сравнивается с допустимой t „,,„„,,. .íà D-триггерах 31 и 32 соответственно. Если г.„„„,(д,„,, то на выходе соответствующего D-триггера формируется "Лог,!" и, наоборот, если t . „,, то формируется "Лог.О,"

На момент времени t для случая соответствующего векторной диаграмме (фиг.4), на выходе П-триггера 31 формируется "Лог.1", а на выходе D-триггера 32 "Лог.О" (фиг.5).

Синхронизатор работает следующим образом.

На выходах формирователей 1 и 2 сигналов следуют прямоугольные импульсы, длительностью равные половине периода напряжений фазы а станции и генератора. При поступлении прямоугольных импульсов с выхода формирователя 1 сигналов на вход трехтактного ждущего мультивибратора 10 на его выходах формируются импульсы: сначала на первом, затем на втором и на третьем. Длительность импульсов на первом выходе мультивибратора задает угол опережения включения, Длительность импульса на втором выходе мультивибратора 10 и выдержка времени реле 24 определяют допустимую pasность частот включения.

Подгонка частоты устройства начинается при разрешенной разности частот (5 1 Гц) между станцией и подключаемым генератором 7. Пусть частота генератора меньше частоты сети станции (фиг.6 }. В момент формирования сигнала на третьем выходе мультивибратора 10 и отсутствия импульса с формирователя 2 с помощью элементов 14 и 13 формируется сигнал, устанавливающий .триггеры 15-17 в нулевое состояние (Ц О, Я=1). Наступает момент, когда импульс на выходе формирователя 2 появляется одновременно с импульсом на первом выходе мультивибратора 10. При этом сигнал с элемента 11 устанавливает триггер 15 в единичное состояние (Ц1, Q=O), а триггер 16 пока остается в нулевом состоянии. Сигналы с прямого выхода триггера 15 и с инверсного выхода триггера 16 формируют сигнал на выходе элемента И 18, устанавливающий триггер 23 в единичное состояние (до

1527687

40 этого он мог находиться в любом состоянии). Наступает момент, когда импульсы на выходе формирователя 2 появляются одновременно с импульсом на втором выходе мультивибратора 10 и н» выходе элемента И 12 формируется сигнал, устанавливающий триггер 16 в единичное состояние.

Таким образом, в этот момент триг. еры 15, 16 и 23 оказываются в единичном состоянии, а триг"ep 17 — в нулевом состоянии, в результате чего на выходе элемента И 20 формируется сигнал выход ?f для воздействия на сер—

1 15 водвигатель дизель-генератора в сторону увеличения частоты.

Частота генератора больше частоты сети станции. Наступает момент, когда импульс на выходе формирователя

2 появляется одновременно с импульсом на втором выходе мультчвибратора 10.

При этом сигнал с выхода элемента

И 12 устанавливает триггер 16 в единичное состояние, а триггер 15 пока остается в нулевом состоянии. Сигналы с прямого выхода триггера 16 и инверсного выхода триггера 15 формируют на выходе элемента И 21 сигнал, устанавливающий триггер 23 в нулевое состояние. Наступает момент, когда импульс на выходе формирователя 2 появляется одновременно с импульсом на первом выходе мультивибратора 10. Тогда на выходе элемента И 11 формируется сигнал, устанавливающий триггер 15 в единичное состояние. В промежуток времени между установкой триггеров

15 и 16 в единичное состояние на выходе элемента И 22, входы которого соединены с прямым выходом триггера

16 и инверсными выходами триггеров

15 и 23, формируется сигнал, запускающий реле 24 времени, Если разность частот синхронизируемого генератора и станции превышает допустимую для включения величину, то триггер 15 устанавливается в единичное состояние раньше, чем срабатывает реле 24 времени. При этом сигнал на выходе элемента И 22 снимается, реле 24 времени останавливается и триггер 17 не успевает переключиться. На выходе элемента И 19 (выход 3), входы которого соединены с прямыми

55 выходами триггеров 15 и 16 и инверсными выходами триггеров 17 и 23, формируется сигнал для воздействия на серводвигатель регулятора оборотов приводного двигателя генератора 7 в сторону уменьшения частоты.

Если разно; ть частот генератора

7 и сети станции меньше допустимой разности частот включения, то реле

24 времени срабатывает раньше, чем триггер 15 устанавливается в единичное состояние, и устанавливает триггер 17 в единичное состояние, инверсный выход которого блокирует элемент

И 19. С прямого выхода триггера 17 подается сигнал на один из входов элемента И 33, на два других входа которого подается сигнал "JIor.l " с вы;Одов D Tðèããåров 31 и 32 ° если асимметрия в фаэах Ъ и с станции и допустимых пределах. При этом на выходе элемента И 33 (выход 1) формируется "Лог.l", которая дает команду на включение линейного контактора 9 генератора 7 и подключает его к шинам станции.

В случае если например асимметрия в фазе с станции больше допустимой (фиг.4), то на выходе элемента

И 33 формируется "Лог.О", запрещающий срабатывание линейного контактора 9. Таким образом, предложенное устройство по сравнению с известным позволяет повысить точность определения момента подключения генератора к станции, работающей на несимметричную нагрузку, а также позволяет улучшить условие приема нагрузки подключаемым генератором и исключает отключение генератора по обратной мощности при наличии асимметрии в станции °

Учет асимметрии в фазах а и с станции синхронизатором при определении момента подключения синхронизируемого генератора к станции позволит более надежно управлять процессом генерирования электрической энергии станцией и способствует повышению ее живучести.

Формулаизобретения

Ус тройс тво для ав томатической синхронизации с постоянным углом опережения по авт„св. М 1094105, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности в сетях с несимметричной нагрузкой, в него введены два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два одновибратора, два инвертора, два универсальных D-триггера, трехвходовой

1527687 элемент И и четыре дополнительных формирователя прямоугольных импульсов, причем входы дополнительных формирователей импульсов подключены к зажи-, 5 мам для подключения соответственно на напряжения двух других фаз сети и генератора, выходы формирователей, связанных с одной и той же фазой, подключены к входам соответственно первой и второй схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходы первой и второй схем ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно с входами первого и второго одновибраторов, прямые выходы оцновибраторов соединены с D-входами соответственно первого и второго универсальных D-триггеров, RS-входы которых подключены к клемме для подключения источника положительного напряжения, причем выходы первой и второй схем

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно через инверторы с синхровходами

С первого и второго универсальных

D-триггеров, прямые выходы которых совместно с прямым выходом третьего

RS-триггера соединены с входами элемента И, выход которого является выходом устройства, 1527687

+ л

Выходы

Фиг.2 Сб

6uz.4

77

79

sl

Х

Eb

78

ЗО

Ю

1527687

10 i с

1б

fear f

1Е

1

Составитель К.Фотина

Редактор В,Данко Техред М.Ходанич Корректор Т.Малец

Заказ 7516/55 Тирах 608 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101