RU1774433C - Импульсный синхронизатор - Google Patents

Abstract

Использование: в электротехнике, предназначено дл  автоматического включени  синхронных генераторов на параллельную работу и  вл етс  дополнительным к а.с. № 1140204. Сущность: в импульсный синхронизатор дополнительно введено трехфазное фазосдвигающее устройство. Четыре его входа подключены к выводам трех фаз и нейтрали синхронизируемого генератора, четыре выхода- к фазным и линейным генераторным входам входных блоков, при этом образуютс  одноименные пары с фазными и линейными сетевыми входами этих блоков . Это позвол ет использовать синхронизатор как с быстродействующими, так и с медленнодействующими выключател ми 4 ил.

Description

Изобретение относитс  к области электротехники , предназначено дл  автоматического включени  синхронных генераторов на параллельную работу и  вл етс  дополнительным к авторскому свидетельству № 1140204.

Известны Способ автоматического включени  резервного питани  потребителей с двигательной нагрузкой (А.с. № 1297169, кл. Н 02 J 9/06) и Способ получени  посто нного времени опережени  дл  автоматического повторного включени  с улавливанием синхронизма (А.С. №186009, кл. 21 С 68/60), в которых с целью обеспечени  больших предельных углов опережени  при высокой точности подачи команды на включение генераторного выключател  подаетс  в момент совпадени  сдвинутых по фазе синхронизируемых напр жений, причем вектор напр жени  меньшей частоты сдвигаетс  в сторону отставани , а вектор напр жени  большей частоты - в сторону опережени , так, что результирующий угол

сдвига определ етс  частотой и ускорением скольжени  и временем включени  выключател .

При этом используютс  одноименные фазные напр жени  синхронизируемых источников , а операци  указанного сдвига синхронизируемых напр жений реализуетс  с помощью достаточно сложных и поэтому дорогих управл емых электрически фазовращающих устройств аналогового (а.с. № 186009) или дискретно-импульсного (а.с. № 1297169) типов. В свою очередь, получение необходимого дл  управлени  фа- зовращающими устройствами сигнала требует применени  также достаточно сложных и дорогих измерителей - преобразователей частоты и ускорени  скольжени  в управл ющее напр жение.

В результате поставленна  цель достигаетс  за счет значительного усложнени  синхронизаторов при соответствующем их удорожании. Именно по этой причине указанные технические решени  наход т при (Л

С

-ч

VJ

$ь СО СО

Ю

менение только в синхронизаторах с посто нным временем опережени , примен ющихс  в системах электроснабжени  с ответственными электроприемниками. Положительный эффект - повышенна  точность синхронизации - достигаетс  в них за счет усложнени  и удорожани  устройств.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  Импульсный синхронизатор по авторскому свидетельству СССР № 1140204, кл. Н 02 J 3/42. 1983.

Импульсный синхронизатор содержит шесть идентичных входных блоков, каждый из которых содержит два формировател  импульсов, срабатывающих при переходе через ноль положительный полуволны напр жени , и два формировател  импульсов, срабатывающих при переходе через ноль отрицательной полуволны синхронизируемых напр жений, две логические схемы И, промежуточную схему ИЛИ, блок контрол  частоты, состо щий из вспомогательного формировател  и D-триггера, схему И,

Недостатком известного синхронизатора  вл етс  ограниченна  область применени . Он может использоватьс  только с быстродействующими выключател ми, врем  срабатывани  которых равно нулю, например ,тиристорнымиили транзисторными. Применение синхронизатора с медленно действующими выключате- л ми невозможно, поскольку угол опережени  у синхронизатора равен нулю.

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей синхронизатора .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в импульсный синхронизатор дополнительно введен трехфазный фазосдвигающий блок, четыре входа которого подключены к выводам трех фаз и нейтрали синхронизируемого генератора, четыре выхода - к фазным и линейным генераторным входам входных блоков так, что образуют одноименные пары с фазными и линейными сетевыми входами этих блоков.

На фиг. 1 изображена схема импульсного синхронизатора; на фиг.2 - векторна  диаграмма синхронизируемых напр жений; на фиг.З и 4 - временные диаграммы работы синхронизатора.

Синхронизатор (фиг.1) состоит из трех- фаЗного фазосдвигающего блока 1, шести идентичных входных блоков 2-7. каждый из которых содержит формирователи импульсов 8-9, срабатывание при переходе через ноль отрицательной полуволны напр жени  сети и генератора, и формирователи импульсов 10-11. срабатывающие при переходе через ноль положительной полуволны синхронизируемых напр жений, логические схемы И 12-13. входы которых соединены с выходами соответствующих

формирователей, а выходы схем И всех входных блоков подключены на входы промежуточной схемы ИЛИ 14, выход формировател  импульсов 9 первого входного блока, срабатывающего по началу отрицательной

полуволны напр жени  генератора, подключен к вспомогательному формирователю 15. выход которого соединен с информационным входом D-триггера 17, а стробирующий вход D-триггера - с выходом

формировател  импульсов 11 первого входного блока, срабатывающего по началу положительной полуволны напр жени  генератора, выход D-триггера 17 подключен на один из выходов схемы И 18, другой вход

которой подключен к выходу промежуточной схемы ИЛИ 14. Сигнал 19 на включение выключател  формируетс  на выходе схемы И 18.

Синхронизатор работает следующим

образом.

Фазосдвигающий блок 1 сдвигает в сторону отставани  на заданный угол д0п все три фазных напр жени  синхронизируемого генератора Ед, Ев. ЕС. При этом автоматически на тот же угол 50п сдвигаютс  и линейные напр жени  генератора - Едв, Еве- ЕСА. Векторна  диаграмма синхронизируемых напр жений дл  фазы А показала на фиг.2 дл  случа , когда частота генератора fr меньше частоты сети fc. Напр жение на выходе фазосдвигающего устройства Ед сдвинуто в сторону отстающих углов по отношению к напр жению генератора Ед на угол 5оп . При fr fc векторы Ед , Ед будут

двигатьс  навстречу вектору UA так, что сначала произойдет совпадение по фазе векто- ров Ед и ид. В момент совпадени  формируетс  команда на включение выключател . Из диаграммы следует, что угол между синхронизируемыми напр жени ми в момент формировани  команды будет равным заданному углу опережени  30л .

При переходе напр жений сети и сдвинутых напр жений генератора через ноль

формирователи импульсов 8-11 входных блоков 2-7 вырабатывают короткие импульсы (фиг.З и фиг.4). При совпадении импульсов на входах хот  бы одной из схем И 12-13 входных блоков импульсы с выхода этой

схемы через промежуточную схему ИЛИ 14 поступают на один из выходов схемы И 18 в цепь включени  выключател  19. Если в этот момент на другой вход схемы И 18 поступает импульс с блока контрол  частоты 16, то

на выходе схемы И 18 выдаетс  импульс на включение выключател . За врем  срабатывани  выключател  реальный вектор напр жени  синхронизируемого генератора совпадает с вектором напр жени  сети (фиг.2).

В импульсном синхронизаторе неодинаковость частот синхронизируемых напр жений приводит к тому, что импульсы с формирователей 8, 9 первого входного бло- ка смещаютс  относительно друг друга шагами . Причем импульсы большей частоты надвигаютс  на импульсы меньшей частоты со стороны заднего фронта. Длина шага при этом определ етс  выражением

г -Тм-Тг- -1- 1 - fs Т ™ - Тм 1 Б - fM fЈ - fм . fБ

Тм-ТБ

xfs,

где Тм - период синхронизируемого напр жени , частота тм которого меньше;

ТБ - период синхронизируемого напр жени , частота fs которого больше;

fs - частота скольжени  одного напр - жени  относительно другого.

При увеличении скольжени  длина шага увеличиваетс , поэтому при длительности импульсов формирователей меньшей длины шага возможно перескакивание импульсов. Это  вление иллюстрируетс  на фиг.З на примере фазы А. Так, если в первом периоде импульс вырабатываетс  в начале отрицательной полволны Ед , выход формировател  11 опережа  соответствующий импульс UA (выход формировател  9), то в следующем периоде за счет того, что частота напр жени  синхронизируемого генератора меньше частоты напр жени  сети, этот импульс отстает (фиг.З).

При этом переход от опережени  к отставанию не сопровождаетс  совпадением импульсов по времени и, следовательно , срабатыванием устройства, хот  за этот промежуток времени имело место совпаде- ние фаз синхронизируемых напр жений.

Дл  устранени  данного недостатка импульсный синхронизатор выполнен многоканальным с числом каналов равным 12. Многоканальность синхронизатора обеспе- чиваетс  подключением его к фазным и линейным напр жени м синхронизируемых источников и использованием фиксирован- jHbix фаз 0 и 180°. Дл  многоканального устройства длина шага определ етс  выражением

f т

Тм ТБ п

fs,

0 5

0

5

0 5 0

5

0 5

где п - число импульсов в периоде То есть, увеличение числа импульсов приводит к уменьшению длины шага

На фиг.З видно, что в данном случае совпадение импульсов на схеме И за заданное врем  синхронизации имело место в блоке 7, где происходит вы вление совпадени  фаз синхронизируемых источников по напр жению Е СА и UCA.

По вление импульса на выходе промежуточной схемы ИЛИ определ ет условие (одно из двух) включени  выключател , второе условие св зано с блоком контрол  частоты .

Контроль частоты производитс  один раз в период следующим образом

Вспомогательный формирователь 15 импульсов в начале отрицательного полупериода напр жени  Ед формирует импульс посто нной длительности (фиг 4), поступающий на информационный вход D-триггера 17, на стробирующий вход D-триггера поступает импульс с формировател  11 (фиг.З). срабатывающего в начале положительного полупериода напр жени  Ед . Длительность импульса с формировател  15 выбрана такой , что при допустимой разности частот напр жени  сети UA и напр жени  генератора Ед он своим задним фронтом перекрывает стробирующий импульс с формировател  11, что, в свою очередь, приводит к по влению логической единицы на выходе триггера 17 (фиг.З), который соединен с выходом схемы И 18 в цепи включени  выключател .

Таким образом, включение о предлагаемый синхронизатор трехфазного фазосдви- гающего блока позволит расширить его функциональные возможности - использовать с любыми, а не только быстродействующими выключател ми, добива сь при этом приемлемых ошибок синхронизации и, значит , - допустимых возмущений в системе электроснабжени .

В качестве трехфазного фазосдвигаю- щего блока мохет быть использован трехфазный фазорегул тор или трехфазный дифференциальный сельсин.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Импульсный синхронизатор по авт. св. № 1140204, отличающийс  тем. что, с целью расширени  функциональных возможностей , он снабжен трехфазным фазос- двигающим блоком, четыре входа которого подключены к выводам трех фаз и нейтрали синхронизируемого генератора, а четыре выхода - к фазным и линейным генераторным входам входных блоков так, что образуют одноименные пары с фазными и линейными сетевыми входами эт ;х блоков

   A

   И- J

   Is.

   U

   Физ. i

   Ф. а