Устройство для синхронизации возбужденной синхронной машины с сетью

Авторы патента:

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована для уменьшения длительности точной синхронизации и включения синхронной машины в сеть. Техническим результатом является создание устройства для синхронизации возбужденной синхронной машины с сетью. Устройство для синхронизации возбужденной синхронной машины с сетью содержит блок синхронизации, подключенный к синхронной машине. Блок синхронизации содержит первый и второй измерители частоты напряжения, измеритель разности фаз, подключенные к измерительным трансформаторам напряжений сети и генератора. Причем к первому измерителю частоты напряжения последовательно подключены сумматор, первый нуль-орган, логический вход программатора, регулятор, подключенный к дозатору синхронной машины. При этом к первому измерителю частоты напряжения подсоединен регулятор, к сумматору подключен программатор и второй нуль-орган, который соединен со вторым логическим входом программатора. Ко второму измерителю частоты напряжения последовательно подключены инвертор, сумматор. К первому нуль-органу подключен логический вход ключа, связанный с высоковольтным выключателем синхронной машины. К измерителю разности фаз подключен программатор, третий нуль-орган, который соединен со вторым логическим входом ключа. 1 ил.

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована для уменьшения длительности точной синхронизации и включения синхронной машины в сеть.

В настоящее время нет устройств для синхронизации возбужденной синхронной машины с сетью.

Задачей полезной модели является создание устройства для синхронизации возбужденной синхронной машины с сетью.

Устройство для синхронизации возбужденной синхронной машины с сетью, согласно полезной модели, содержит блок синхронизации, подключенный к синхронной машине.

Блок синхронизации содержит первый и второй измерители частоты напряжения, измеритель разности фаз, подключенные к измерительным трансформаторам напряжений сети и генератора. Причем к первому измерителю частоты напряжения последовательно подключены сумматор, первый нуль-орган, логический вход программатора, регулятор, подключенный к дозатору синхронной машины. При этом к первому измерителю частоты напряжения подсоединен регулятор, к сумматору подключен программатор и второй нуль-орган, который соединен со вторым логическим входом программатора. Ко второму измерителю частоты напряжения последовательно подключены инвертор, сумматор. К первому нуль-органу подключен логический вход ключа, связанный с высоковольтным выключателем синхронной машины. К измерителю разности фаз подключен программатор, третий нуль-орган, который соединен со вторым логическим входом ключа.

С помощью предложенной схемы устройства можно синхронизировать возбужденную синхронную машину с сетью.

На фиг.1 изображена аппаратная схема устройства для синхронизации возбужденной синхронной машины с сетью.

Устройство для синхронизации возбужденной синхронной машины с сетью содержит блок синхронизации, входы которого связаны с измерительными трансформаторами напряжений сети и генератора, а выходы устройства подключены к выключателю синхронной машины и к ее дозатору.

Блок синхронизации (фиг.1) состоит из первого измерителя частоты напряжения 1 (ИЧН 1), второго измеритель частоты напряжения 2 (ИЧН 2) и измерителя разности фаз 3 (ИРФ), входы которых подключены к измерительным трансформаторам напряжений сети и генератора. К первому измерителю частоты напряжения 1 (ИЧН 1) последовательно подключены сумматор 4, первый нуль-орган 5 (НО 1), логический вход программатора 6, регулятор 7, выход которого подключен к дозатору синхронной машины. К первому измерителю частоты напряжения 1 (ИЧН 1) подсоединен регулятор 7. К сумматору 4 подключен программатор 6, второй нуль-орган 8 (НО 2), выход которого подсоединен ко второму логическому входу программатора 6. Ко второму измерителю частоты напряжения 2 (ИЧН 2) последовательно подключены инвертор 9, сумматор 4. К первому нуль-органу 5 (НО 1) подключен логический вход ключа 10, выход которого подключен к высоковольтному выключателю синхронной машины. К измерителю разности фаз 3 (ИРФ) подключен программатор 6, третий нуль-орган 11 (НО 3), выход которого подключен ко второму логическому входу ключа 10.

Измерители частоты напряжения 1 (ИЧН 1) и 2 (ИЧН 2) реализованы на частотомерах Ф5137. Измеритель разности фаз 3 (ИРФ) выполнен на фазометре Ф5126. Инвертор 9 и сумматор 4 реализованы на операционных усилителях 140УД17А. Программатор 6 и регулятор 7 выполнены на микроконтроллере серии 51 производителя atmel AT89S53. Ключ 10

реализован на микроконтроллере ADG819BRM. Все нуль-органы 5 (НО 1), 8 (НО 2) и 11 (НО 3) выполнены на компараторах CMP402GSZ.

Устройство работает следующим образом. На входы блока синхронизации устройства от измерительных трансформаторов напряжений сети и генератора подают одновременно сигналы и ,

где - мгновенные значения напряжения сети,

- мгновенные значения напряжения генератора.

На вход первого измерителя частоты напряжения 1 (ИЧН 1) поступает сигнал , на вход второго измерителя частоты напряжения 2 (ИЧН 2) поступает сигнал , а на входы измерителя разности фаз 3 (ИРФ) поступают сигналы и . С помощью измерителя частоты напряжения 1 (ИЧН 1) сигнал преобразуют в код , пропорциональный частоте напряжения синхронной машины. С помощью измерителя частоты напряжения 2 (ИЧН 2) сигнал преобразуют в код , пропорциональный частоте напряжения сети. С помощью измерителя разности фаз 3 (ИРФ) получают код , пропорциональный разности фаз напряжений синхронной машины и сети. С выхода измерителя частоты напряжения 1 (ИЧН 1) код поступает в сумматор 4 и регулятор 7. С выхода измерителя разности фаз 3 (ИРФ) код разности фаз напряжений поступает в программатор 6 и третий нуль-орган 11 (НО 3). С выхода измерителя частоты напряжения 2 (ИЧН 2) код поступает на инвертор 9. С помощью инвертора 9 положительное значение кода преобразовывают в отрицательное. С выхода инвертора 9 значение кода поступает на вход сумматора 4. С помощью сумматора 4 определяют код скольжения как разность значений сигналов -. С выхода сумматора 4 код скольжения поступает в первый нуль-орган 5 (НО 1), второй нуль-орган 8 (НО 2), программатор 6. Нуль-орган 5 (НО 1) определяет момент, когда

скольжение синхронной машины относительно сети превысит величину . Эта величина определяет момент, когда программатор начинает расчет программной траектории изменения скольжения для первого подынтервала управления . Типичное значение =-2 Гц. Сигнал о превышении с выхода нуль-органа 5 (НО 1) запускает программатор 6, который строит траекторию изменения скольжения при его начальном значении , равном величине пуск измеренной в момент включения нуль-органа 5 (НО 1). В программатор 6 вводят значения интервала регулирования , постоянной инерции синхронной машины , синхронную частоту о.е. (314 рад/с), длительности первого подынтервала регулирования , разность фаз напряжений генератора и сети и коэффициент пропорциональности . Программатор 6 формирует движение ротора синхронизируемого генератора посредством изменения уставки регулятора 7 частоты вращения машины, которая пропорциональна частоте генератора , в виде некоторой функции :

- время начала второго подынтервала регулирования

где - время начала первого подынтервала регулирования.

- небаланс мощности на валу генератора на первом подынтервале регулирования

- значение коэффициента скольжения в конце первого подынтервала регулирования

- значения коэффициентов скольжения на первом подынтервале регулирования.

где - переменная времени подынтервалов регулирования.

Сигнал поступает в регулятор 7, с помощью которого определяют код , пропорциональный изменению расхода топлива посредством дозатора в приводе синхронной машины:

В момент равенства частот возбужденной синхронной машины и сети, в конце первого подынтервала регулирования и срабатывает нуль-орган 8 (НО 2). В программатор 6 значение вводят значение длительности второго подынтервала регулирования . Программатор 6 строит взаимосвязанные функции изменения угла разности фаз и скольжения на втором подынтервале регулирования при нулевом начальном значении скольжения и начальном значении угла разности фаз , равном измеренному реальному значению в момент включения нуль-органа 8 (НО 2) на измерительном входе разности фаз программатора 6:

- время начала третьего подынтервала регулирования

- небаланс мощности на валу генератора на втором подынтервале регулирования

- значение коэффициента угла разности фаз в начале третьего подынтервала регулирования

- значения коэффициентов угла разности фаз на третьем подынтервале регулирования

- значение коэффициента скольжения в начале третьего подынтервала регулирования

- значения коэффициента скольжения на третьем подынтервале регулирования

Программатор 6 строит взаимосвязанные функции изменения угла разности фаз и скольжения на третьем подынтервале регулирования :

- длительности третьего подынтервала регулирования

- небаланс мощности на валу генератора на третьем подынтервале регулирования

- значение коэффициента скольжения в конце третьего подынтервала регулирования

- значения коэффициента скольжения

- значения коэффициентов угла разности фаз в конце третьего подынтервала регулирования

В конце третьего подынтервала регулирования , а соответственно и всего интервала регулирования и . Нуль-орган 11 (НО 3) определяет момент, когда разность фаз становится равной нулю и подает сигнал на замыкание высоковольтного выключателя синхронной машины. Этот сигнал проходит через ключ 10, открытый сигналом нуль-органа 5 (НО1).

Таким образом, полезная модель позволяет синхронизировать возбужденную синхронную машину с сетью.

Устройство для синхронизации возбужденной синхронной машины с сетью, отличающееся тем, что оно снабжено блоком синхронизации, содержащим первый и второй измерители частоты напряжения, измеритель разности фаз, подключенные к измерительным трансформаторам напряжений сети и генератора, причем к первому измерителю частоты напряжения последовательно подключены сумматор, первый нуль-орган, логический вход программатора, регулятор, подключенный к дозатору синхронной машины, при этом к первому измерителю частоты напряжения подсоединен регулятор, к сумматору подключен программатор и второй нуль-орган, который соединен со вторым логическим входом программатора; а ко второму измерителю частоты напряжения последовательно подключены инвертор, сумматор; к первому нуль-органу подключен логический вход ключа, связанный с высоковольтным выключателем синхронной машины; к измерителю разности фаз подключен программатор, третий нуль-орган, который соединен со вторым логическим входом ключа.

Похожие патенты:

Валогенераторная установка // 83668

Многофункциональный путеизмерительный шаблон // 48542