Способ синхронизации генератора агрегата гарантированного питания с электрической сетью

 

Изобретение относится к электротехнике, в частности, может быть использовано в системах гарантированного питания, содержащих дизельгенераторную установку с маховиком и устройство синхронизации системы гарантированного питания с сетью. Цель изобретения - уменьшение времени синхронизации. Для этого зону синхронизации расширяют до сохранения условия максимально допустимой величины уравнительного тока, вызывающей провалы напряжения на шинах гарантированного питания не ниже допустимого. Включение генератора в сеть производят в каждый момент перехода через "0" напряжения биений, а отключение его от сети - при превышении величиной активного тока заданного значения. Окончательное включение генератора происходит в указанной зоне при условии уменьшения величины активного тока до заданного значения. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (S1)5 Н 02 3 3/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (2 1) 4600834/24-07 (22) 31 ° 10. 88 (46) 07. 12.90. Бкп. У 45 (72). А. С. Виксман, Г.Х.Левин, А.В.Орлов, А.В.Планкин и О.Г.Саблин .(53) 621.316.729 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР н 488282, кл. H 02 J 3/42, 1975.

Авторское свидетельство СССР .У 1319165, кл. Н 02 J 3/42, 1987. (54) СПОСОБ СИНХРОНИЗАЦИИ ГЕНЕРАТОРА

; АГРЕГАТА ГАРАНТИРОВАННОГО ПИТАНИЯ

С ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТЬЮ (57) Изобретение относится к электратехнике, в частности, может быть ис,пользовано в системах гарантированного питания, содержащих дизель-генераторную установку с маховиком и устрой-, Изобретение относится к электротехнике, в частности, может быть использовано в системах гарантированного питания (СГП), содержащих дизель- . генераторную установку с маховиком ,и устройство синхронизации СГП с сетью.

Целью изобретения является уменьшение времени синхронизации.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства синхронизации, осуществляницего синхронизацию дизельгенераторных установок по предлагаемому:способу; на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие работу устрой- . ства.

Устройство синхронизации показано на примере системы гарантированного

„„SU„„1612353 А 1

2 ство синхронизации системы гарантированного питания с сетью. Цель изобретения — уменьшение времени синхронизации. Для этого зону синхронизации расширяют до сохранения условия максимально допустимой величины уравнительного тока, вызывающей провалы напряжения на шинах, гарантированного питания не ниже допустимого. Включение генератора в сеть производят в каждый момент перехода через "0 напряжения биений, а отключение его от сети — при превышении величиной активного тока заданного значения. Окончательное включение генератора происходит в указанной зоне при условии уменьшения величины активного тока до заданного значения. 2 ил. питания (СПГ), содержащей источник 1 э нергии, понижающий трансформатор 2, быстродействующий выключатель, напри- © мер тиристорный выключатель 3, трансформатор 4 тока, шины 5 гарантирован- © ного питания (ШГП), дизель-генератор- С>Ф ную установку 6, содержащую генераторный автомат 7, синхронный генера- (ф тор 8, инерционный маховик 9, разобщительную муфту t0 и первичный двигатель (дизель) 11. Разобщительная муфта 10 осуществляет механическое . соединение вала первичного двигателя

11 с валом синхронного генератора 8 °, К шинам 5 гарантированного питания подключена нагрузка 12. Параллельно быстродействующему выключателю 3 включен промежуточный трансформатор

1612353

13, вторичная обмотка которого соеди— иена с входом выпрямителя 14 и с входом формирователя 15 прямоугольных импульсов. Формирователь 15 прямо5 угольных импульсов формирует, прямоугольные импульсы определенной дли— тельности в момент перехода напряже— ния биений через нуль. Выход выпрямителя 14 подключен к входу реле 16, частоты биений и к одному входу ком паратора 17, при этом на другой вход компаратора 17 при помощи потенциометра 18 подано опорное напряжейие (U ), определяющее зону синхронизаоп ции. Выход компаратора 17 подключен к одному входу элемента И 19, при этом к другому входу элемента И 19 .,подключен выход реле 16 частоты бие. íèé, причем выход элемента И 19 под20, ключен к П-входу триггера 20, при этом тактовый С-вход триггера 20 под,ключен к выходу формирователя 15 пря,моугольных импульсов, причем установочный R-вход триггера 20 подключен к выходу реле 21 активного тока, вход которого соединен с выходом трансформатора 4 тока, при этом выход триггера 20 подключен к входу блока

22 управления быстродействующим выключателем 3. В качестве блока управления. быстродействующим тиристорным выключателем может быть использован вухтактный усилитель мощности на транзисторах, вырабатывающий высоко частотные импульсы управления. Выход

35 блока 22 управления соединен с цепями управления быстродействующего выключателя 3.

На фиг.2 также даны следующие

° °

40 бозначения: напряжение биений 2g нимаемое с вторичной обмотки промежуточного трансформатора 13; выходной сигнал 2 о формирователя 15 прямо-.; угольных импульсов; Выходнои сигнал, 45

2 о реле 16 частоты биений; .выпрямЛенное напряжение 2g биений на выходе выпрямителя 14 — величина опорного

Напряжения, снимаемого с потенциометра 18, определяющая зону синхрониза° 50 ции; выходной сигнал 2 ц компаратора

17; выходной сигнал 2е триггера 20;

:Временная диаграмма 2ж, поясняющая работу реле активного тока, прямой линией обозначена величина уставки

Срабатывания репе 21; выходной сигнал

1 у реле 21 активного тока.

Устройство работает следующим об-. разом.

В исходном состоянии дизель-генераторная установка 6 через включенный генераторный автомат ? обеспечивает энергоснабжение шин 5 гарантированного питания и подключенного к ним потребителя 12, быстродействующий выключатель 3 отключен.

С вторичной обмотки промежуточного трансформатора 13 снимается напряжение биений синхронизируемых источников (диаграмма 2q), которое выпрямляется выпрямителем 14 (диаграмма 2e) и подается на вход реле 16 частоты биений. Частота напряжения биений равна разности частот синхронизируе-. мых напряжений. При достижении этой частотой уставки срабатывания реле 16 частоты биений на выходе реле 16 появляется сигнал (диаграмма 2 ), который подается на один вход элемента

И 19.

С выхода выпрямителя 14 выпрямленное напряжение биений подается также на вход компаратора 17, где сравнивается с величиной опорного напряжения

0„, задаваемого потенциометром 18.

При сравнении уровней огибающей напряжения биений и опорного напряжения на входах компаратора 17, последний выдает сигнал (диаграмма 2 ) на другой вход элемента И 19.

При совпадении этих сигналов на входах элемента И 19 на выходе его появляется сигнал, который подается наЗ -вход триггера 20.

Напряжение биений, снимаемое с вторичной обмотки промежуточного трансформатора 13, поступает также на вход формирователя 15 прямоугольных импульсов, который формирует прямоугольные импульсы определенной длительности в момент перехода напряжения биений через. нуль (диаграмма

2о). С выхода формирователя 15 прямоугольные импульсы поступают на тактовый С-вход триггера 20. При наличии сигнала на1)-входе на выходе триггера появляется сигнал (диаграмма 28), который поступает на вход блока 22 управления быстродействующим выключателем 3, Блок 22 управления вырабатывает управляющие сигналы и быстродействующий тиристорный выключатель 3 включается.

Трансформатор 4 тока регистрирует величину тока между шинами 5 гарантированного питания и источником 1.

Сигнал трансформатора 4 тока поступа12353 6

5 16 ет на вход реле 21 активного тока.

Работу реле 21 активного тока поясняет диаграмма 24 При превышении заданной уставки реле 2 1 выдает сигнал о перегрузке (диаграмма 2 ) на

R-вход триггера 20. По этому сигналу триггер 20 устанавливается в исходное состояние. Быстродействующий выключатель отключается. С приходом следующего импульса формирователя 15 триггер 20 снова выдает сигнал в блок 22 управления на включение быстродействующего выключателя 3, и цикл подключения дизель-генераторной установки 6 к источнику 1 повторяется.

Указанный процесс заканчивается при уменьшении тока синхронизации до величины, при которой уровень тока синхронизации не превысит уставки срабатывания реле 21 активного тока.

На фиг.2 даны диаграммы для случая, соответствующего режиму вхождения в синхронизм дизель-генератора с питающей сетью за три цикла подключения его к сети, После окончания процесса синхронизации осуществляется непрерывная выдача управляющих сигналов в быстродействукяпий выключатель 3 блоком 22 управления, при этом быстродействующий выключатель 3 включен и энергоснабжение шин 5 гарантированного . питания осуществляется от источника 1 и дизель-генераторной установки 6.

Таким образом, благодаря циклическому подключению дизель-генераторной установки 6 к источнику 1 энергии с помощью быстродействующего тиристорного выключателя 3 в момент перехода напряжения биений через нуль при определенном угле включения и осуществлению контроля за величиной активной составлякщей полного уравнительного тока синхронизации оказывается возможньгм существенно снизить величину бросков тока, значительно уменьшить время синхронизации, ослабить вредные воздействия на дизель при синхронизации. Уменьшение бросков уравнительно15

50 го тока синхронизации, в свою очередь, позвоггяет существенно снизить колеба-. ния напряжения на шинах 5 гарантиро,ванного питания при синхронизации.

Указанные преимущества предлагаемого способа синхронизации позволяют существенно повысить надежность СГП в целом.

Формула из о бр ете ния

Способ синхронизации генератора агрегата гарантированного питания с электрической сетью, согласно которому измеряют напряжения сети и генератора, формируют напряжение биений, контролируют огибающую напряжения биений, определяют разность частот напряжений сети и генератора и при достижении разностью частот допустимого значения, при условии того, что огибающая напряжения биений находится в зоне синхронизации, подключают генератор к сети, после чего измеряют параметр, характеризующий наличие связи генератора с сетью, сравнивают его величину с заданным значением и при превышении измеренным значением параметра заданного, отключают генератор от сети, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени синхронизации, контролируют напряжение биений и подключение генератора к сети осуществляют при выполнении дополнительного условия перехода через нуль напряжения биений в зОне синхронизации, которую формируют путем сравнения огибающей напряжения биений с опорным напряжением, в результате чего в качестве эоны синхронизации используют ту часть огибающей напряжения биений, в которой напряжение огибающей меньше опорного напряжения, величины которого выбрана из условия поддержания требуемого уровня напряжения при включении генератора, а в качестве параметра, характеризующего наличие связи генератора с сегью измеряют активную составляющую уравнительного тока.

1612353

34

УгтИщ

pter асят.

ZJ

Фиа2

Составитель К.Фотина

Редактор Г.Гербер Техред И,Дидык Корректор M.Øàðîøè

9аказ 3833 Тираж 419 Подписное

5НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

11 tt