УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ


RU (11) 2014707 (13) C1

(51) 5 H02J3/42 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 5026466/07 
(22) Дата подачи заявки: 1991.07.08 
(45) Опубликовано: 1994.06.15 
(71) Заявитель(и): Научно-производственное объединение "Марс" 
(72) Автор(ы): Папин Б.Ф.; Шишков Г.В. 
(73) Патентообладатель(и): Научно-производственное объединение "Марс" 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ 

Использование: в электроэнергетике при автоматической синхронизации синхронных генераторов. Сущность: устройство содержит формирователи 1 и 2 импульсов, на входы которых подаются напряжения U1вх и U2вх синхронизируемых источников, логические элементы И 3 и 4, входы которых соединены соответственно с выходами формирователей 1 и 2, на которых формируются сигналы положительной и отрицательной полярности, а выходы - с первым входом логического элемента И 5, пороговый элемент 6, входы которого подключены на разность синхронизируемых напряжений, элемент 7 временной задержки с перезапуском, вход которого подключен к выходу порогового элемента 6, а выход - к второму входу логического элемента И 5. 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электроэнергетике/ в частности к области автоматической синхронизации синхронных генераторов.

Известно устройство для автоматической синхронизации синхронныхгенераторов/ вырабатывающее сигнал на включение генераторного выключателя при совпадении фаз и частот синхронизируемых напряжений. Синхронизатор состоит из входного устройства/ содержащего формирователи импульсов и блок контроля совпадения фаз/ и блока включения/ содержащего блок контроля разности частоты/ пороговый элемент и исполнительный орган [1].

Указанное устройство имеет ряд недостатков: использование двухполупериодного выпрямителя в схеме сравнения напряжений генераторов может привести к включению генераторов в противофазе; схема контроля равенства частот/ использующая интегрирующую цепочку/ обуславливает задержку включения выключателя/ а при повторных включениях в связи с возможным остаточным напряжением на конденсаторе возможно включение при недопустимой разности частот.

Известно также устройство защиты от несинхронных включений на параллельную работу/ содержащее два формирователя прямоугольных импульсов с входами для подключения на напряжение сети и генератора/ первый логический элемент И/ первым входом подключенным к выходу одного из формирователей прямоугольных импульсов/ а вторым инвертирующим - к выходу другого формирователя импульсов/ второй логический элемент И/ один вход которого подключен к выходу первого логического элемента И через одновибратор/ а другой - непосредственно включает в себя элемент временной задержки [2].

Недостатком устройства является то/ что контроль величины угла разности фаз между синхронизируемыми напряжениями осуществляется один раз в течение периода/ что снижает быстродействие защиты. Кроме того/ при сбросе или набросе нагрузки возникают переходные процессы в сетях/ которые могут привести к колебаниям напряжения или исказить форму кривой напряжения/ что приводит к смещению момента перехода через ноль и к ложной выдаче сигнала из-за отсутствия контроля разности напряжений источников. Недостатком является также неопределенность момента включения/ а следовательно/ неэффективности применения быстродействующих выключателей.

Цель изобретения - упрощение устройства/ повышение надежности и быстродействия включения на параллельную работу синхронизируемых сетей.

Это достигается путем дополнительного введения элемента временной задержки с перезапуском/ порогового элемента/ причем выход первого формирователя импульсов/ определяющий прохождение начала отрицательных полуволн напряжения генератора/ подключен к первому инверсному входу третьего логического элемента И/ а выход второго формирователя импульсов/ определяющий прохождение отрицательных полуволн напряжения сети/ подключен к второму инверсному входу третьего логического элемента И/ выходы первого и третьего логических элементов И связаны с первым входом второго логического элемента И/ второй вход которого связан через элемент задержки с перезапуском с выходом порогового элемента/ включенного на разность синхронизируемых напряжений.

Рассматривая разность одноименных фаз выпрямленного синусоидального напряжения синхронизируемых источников/ как последовательность положительных импульсов/ меняющих свою амплитуду с течением времени (в зависимости от скольжения и разности напряжений)/ подключают к ним вход порогового элемента/ выход которого связан с входом элемента задержки с перезапуском. Имея на входе элемента задержки с перезапуском последовательность положительных импульсов/ определяемых параметрами синхронизируемых напряжений и величиной задаваемого порога чувствительности Uпор/ на выходе элемента задержки с перезапуском получают низкий уровень напряжения/ определяемый частотами синхронизируемых источников и минимальной величиной времени задержки s. При пропадании на входе элемента задержки с перезапуском положительных импульсов через время s на выходе появляется высокий уровень напряжения/ соответствующий моменту синхронизации источников.

Величина Uпор определяет максимальную разность синхронизируемых напряжений/ при которой возможна синхронизация/ т.е. выполняет функцию контроля разности напряжений синхронизируемых источников.

Величина времени задержки sопределяет блокировку включения при значительной величине скольжения синхронизируемых источников. Следовательно/ данное соединение элементов с выбором соответствующих Uпор и s обеспечивает контроль соблюдения всех условий синхронизации.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - диаграмма/ поясняющая работу устройства.

Устройство содержит формирователи 1 и 2 импульсов/ на входы которых подаются напряжения U1вх и U2вх синхронизируемых источников/ логические элементы И 3 и 4/ входы которых соединены с выходами формирователей 1 и 2/ а выходы соединены с первым входом логического элемента И 5/ порогового элемента 6/ входы которого подключены на разность напряжений синхронизируемых источников/ элемента 7 задержки с перезапуском/ вход которого подключен к выходу порогового элемента 6/ а выход подключен к второму входу логического элемента 5.

Устройство работает следующим образом.

При наличии напряжений на входах формирователи 1 и 2 формируют импульсы постоянной длительности положительных и отрицательных полуволн/ передний фронт которых совпадает с нулевым значением мгновенных напряжений U1вх и U2вх. Для исключения выдачи сигнала на включение в противофазе служат логические элементы 3 и 4/ которые производят сравнение импульсов положительных и отрицательных полуволн напряжений. Разность частот синхронизируемых напряжений приводит к тому/ что импульсы с течением времени смещаются относительно друг друга. Длительность синхронизирующих импульсов (фиг.2) определяет момент "опережения" сигнала на включение коммутационной аппаратуры. Пороговый элемент 6 выпрямляет результирующее напряжение одноименных фаз синхронизируемых источников и преобразует в импульсы/ ширина которых определяется Uпор (фиг.2) и величиной результирующего напряжения U (фиг.2). Импульсы с выхода порогового элемента 6 поступают на вход элемента 7 временной задержки с перезапуском. Передний фронт каждого импульса производит перезапуск элемента 7 временной задержки так/ что на выходе его разрешающий сигнал на включение отсутствует. Если результирующее напряжение U синхронизируемых источников меньше Uпор/ то пороговый элемент 6 прекращает выдачу импульсов/ производящих перезапуск элемента 7 задержки/ и через время задержки s на втором входе логического элемента И 5 появляется сигнал высокого уровня/ разрешающий включение коммутационной аппаратуры. Длительность задержки s(фиг.2) определяется максимально допустимой величиной скольжения синхронизируемых источников и должна соответствовать соотношению Tc/ где Tc - период напряжения сети.

Величина порога чувствительности Uпор определяется допустимой разностью напряжений синхронизируемых источников.

На фиг. 2 показан момент синхронизации двух источников синусоидального напряжения с разной частотой. На входы логической схемы И 5 поступают сигналы от логических схем И 3 и 4 и от элемента задержки 7 с перезапуском. При совпадении сигналов на выходе логической схемы И 5 появляются сигналы Uвых (фиг. 2)/ характеризующие момент прохождения напряжений через нулевые точки при допустимых для синхронизации разнице частот и напряжений синхронизируемых источников.

Таким образом/ контроль совпадения моментов перехода через ноль синусоидального напряжения дважды за период обеспечивает повышение быстродействия включения на параллельную работу/ а контроль разности мгновенных напряжений синхронизируемых источников обеспечивает блокировку включения при недопустимой разности частот/ а также при воздействии переходных процессов или помех в синхронизируемых сетях. Блокировку включения при значительной величине скольжения определяет длительность задержки s.

Автоматический импульсный синхронизатор может быть выполнен как универсальный блок/ пригодный при использовании любых типов устройств точной автоматики.

В качестве функциональных элементов приведенной структурной схемы могут быть использованы готовые функциональные узлы в виде интегральных микросхем.

Предложенное техническое решение отличается от прототипа тем/ что дополнительно вводится третий логический элемент И/ осуществляющий сравнение импульсов/ определяющих прохождение начала отрицательных полуволн синхронизируемых напряжений/ следовательно/ сравнение импульсов происходит каждую половину периода/ что повышает быстродействие и определяет подачу сигнала на включение в момент перехода синхронизируемых напряжений через ноль.

Введение порогового элемента/ включенного на разницу выпрямленных синхронизируемых напряжений/ выход которого соединен с входом элемента задержки с перезапуском осуществляет момент синхронизации/ а также запрет сигнала на включение при возникновении кратковременных выбросов и провалов напряжений/ что отсутствует в прототипе. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ, содержащее два формирователя импульсов с входами для подключения соответственно на напряжение сети и генератора, первый логический элемент И, первый вход которого подключен к первому выходу первого формирователя импульсов, определяющего начало прохождения положительных полуволн напряжения генератора, второй вход подключен к первому выходу второго формирователя импульсов, определяющего прохождение начала положительных полуволн напряжения сети, выход которого подключен к первому входу второго логического элемента И, отличающееся тем, что в него дополнительно введены третий логический элемент И, элемент задержки с перезапуском, пороговый элемент, причем второй выход первого формирователя импульсов, определяющий прохождение начала отрицательных полуволн напряжения генератора, подключен к первому инверсному входу третьего логического элемента И, второй выход второго формирователя импульсов, определяющий прохождение отрицательных полуволн напряжения сети подключен к второму инверсному входу третьего логического элемента И, выход третьего логического элемента И подключен к первому входу второго логического элемента И, второй вход которого подключен через элемент задержки с перезапуском к выходу порогового элемента, включенного на разность синхронизируемых напряжений.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru