OS

OS

Глава 2

(б)

Рис. 2.Ц- Функциональные схемы микропроцессорных автоматических синхронизаторов АС-М (а) и СПРИНТ (б)

Автоматическое управление включением СГ на параллельную работу

смотренное соответствующим ГОСТ, напряжение 0,5 кВ. Такими эле­ментами в цепях дискретных сигналов служат герконы КВР.

В цепях аналоговых сигналов применяются или оптотранзисторные усилители с оптронными парами (излучающим и фотодиодом), или оптоэлектронные элементы на двух интегральных операционных уси­лителях — элементы ЭГР.

Действие синхронизаторов. Вычислительная часть синхрониза­тора функционирует на основе времяимпульсного преобразования. В АС-М оно осуществляется с использованием вычитающего (сканиру­емого) счетчика импульсов тактовой частоты, который периодически после каждого его обнуления полностью заполняется.

Длительности периодов ЭДС генератора и напряжения электростан­ции, необходимые для вычисления их частот и частоты скольжения, и время несовпадения их мгновенных значений по знаку, пропорцио­нальное углу сдвига фаз 6, фиксируются считыванием кодов таймера в моменты переходов ЭДС е_г._х и напряжения и_ш через нулевые мгновен­ные значения. Считывание производится воздействием на входы пре­рывания INTO и INTI микроЭВМ прямоугольных импульсов U_K._r и и_к._ш (рис. 2.15), формируемых аналого-дискретными преобразователя­ми ЭДС е_г._х и н_ш соответственно.

Текущие коды N_r и А^т_ш фиксируются в моменты времени исчезно­вения напряжений U_K._r и U_K,_m. Их разность N_r — А_ш определяет код К$ угла сдвига фаз S, а числа, обратно пропорциональные разностям кодов, зафиксированных в текущем и предыдущем периодах, частоты ЭДС генератора К_шт и напряжения электростанции К_шш. Очевидно, что разность указанных чисел отображает частоту скольжения генера­тора в виде двоичного кода К_Шз.

В зависимости от результатов вычислений синхронизатор формиру­ет времяимпульсные управляющие воздействия на задающие элементы автоматических регуляторов возбуждения (АС-М) АРВ и частоты вра­щения АРЧВ генератора (оба синхронизатора). Если разности ампли­туд и частот больше допустимых | ± AU_m\ > 0,01 и | ± w_s| > и_зл, то выдаются первые импульсы воздействия ограниченной установленной длительности для соответствующего изменения амплитуды и частоты ЭДС синхронного генератора.

По мере уменьшения AU_m и u>_s вычислительной частью рассчиты­ваются уменьшающиеся длительности Т_н импульсов воздействий по ли-

Рис. 2.15. Временные графики, иллюстрирующие действие измеритель­ной части цифрового синхронизатора

нейной зависимости Т_и от разности истинной и установленной частот скольжения Aw„ = u>_s — u>_sy при длительности паузы Т_и и заданного коэффициента подстройки частоты К_пол.

В синхронизаторах принята установленная частота скольжения: |w_Sy| = |a>_smax + u>,,_mi_n|/2 и u>_smax/5 — Umin (см. рис. 2.12). После устано­вления u>_s и u>_sу и AU_m < 0,1 управляющие воздействия прекращаются и синхронизатор переходит к программе вычисления угла опережения по закону (2.15) равнопеременного вращения генератора и при удовлетворе­нии условия (2.17) формирует импульсное управляющее воздействие до­статочной для включения выключателя Q синхронного генератора дли­тельности.

Синхронизаторы обладают свойством однократности действия. Если выключатель не включился или тут же после включения отключился, повторное действие не формируется: предусмотрен новый запуск про­граммного обеспечения путем кратковременного отключения синхрони­затора от источника питания.

Программное обеспечение АС-М. После подключения синхро­низатора к источнику питания ИП элементом ЭНУ приводятся в ис­ходное состояние все регистры синхронизатора (см. рис. 2.14,а) и за­пускается программа инициализации и стартового контроля START (рис. 2.16): производится настройка элементов микроЭВМ.

После завершения стартового контроля и разрешения управления (прерывания) микроЭВМ вступает в действие программа обмена ин­формацией с оператором CONSOL. По сигналу ПУСК оператора на­чинается выполнение функциональных программ измерительного пре­образования, управления АРВ и АРЧВ и формирования воздействия на включение синхронного генератора.

Функциональное программное обеспечение состоит из трех прерыва­ющих программ: INT-G, INT-N, INT-T. Первая из них запускается ка­ждый период скольжения в момент исчезновения импульса напряжения U_K,_г (см. рис. 2.15) и производит считывание кода N_r. В момент ис­чезновения импульса напряжения С/_к._ш запускается основная программа INT-N: считывается код А_ш, по разностям кодов N_T и А_ш рассчитыва­ются, как указывалось, разности частот ЭДС генератора и напряжения электростанции и угол сдвига фаз между ними; определяются разность амплитуд АЕ_т и рассчитываются длительности импульсов управле­ния АРВ и АРЧВ; вычисляется угол опережения и после проверки трех

Рис. 2.16. Структурная схема программного обеспечения АС-М

условий точной автоматической синхронизации формируется цифровой сигнал управляющего воздействия на включение привода выключателя синхронного генератора.

Операции, производимые по третьей программе INT-T, указаны на структурной схеме программного обеспечения (рис. 2.16). Программы выполнены на языке Ассемблера.

Как указывалось, микропроцессорный синхронизатор производит ди­агностику и настройку АС-М программой START и сервисные функции по программе CONSOL: выводит на экран дисплея параметры настрой­ки и результаты измерительного преобразования, значения угла опере­жения, а на экран осциллографа, подключенного через ЦАП, графики процессов измерений разностей амплитуд и частот, угла сдвига фаз, управляющих воздействий на АРВ и АРВЧ и выходного управляюще­го воздействия. Угол сдвига фаз и частота скольжения символически отображаются цифросинтезирующим индикатором. Светодиодное та­бло фиксирует состояние синхронизатора в процессе его работы по под­готовке синхронного генератора к включению на параллельную работу.

Особенности синхронизатора СПРИНТ. Синхронизатор упра­вляется четырьмя клавишами КЛ (рис. 2.14,6), устанавливающими ре­жимы:

• УСТАВКИ, в котором производится настройка синхронизатора на заданные уставки /_ОП1 = 0,1-0,5 с; f_on2 = 0,5-1,0 с; Аи_тд < 0,1; ш_зд < 2тг/3/_оп; А'под = 0,1-2,0 с/Гц при рассчитываемой дли­тельности импульсов управления частотой вращения Т_и = 2,0- 0,1 с и установленной постоянной длительности паузы между ними Т_пу = 2,0-1,0 с.

• КОНТРОЛЬ — все сигналы, поступающие на вход синхронизато­ра, отображаются на алфавитно-цифровом индикаторе;

• РАБОТА — проводится синхронизация генератора;

• ПРОСМОТР, позволяющий просмотреть зафиксированные в памя­ти микропроцессора результаты нескольких выполненных процес­сов синхронизации.

Бестрансформаторный источник питания обеспечивает подключение его и к постоянному оперативному току.

Вопросы для самопроверки

1. Какие известны способы включения синхронных генераторов на парал­лельную работу и в каких условиях они применяются?

2. Какие процессы происходят в генераторе при его самосинхронизации?

3. Какова роль асинхронного и реактивного вращающих моментов генера­тора в процессе его самосинхронизации?

4. В чем состоят условия точной автоматической синхронизации генерато­ров?

5. Каким воздействиям подвергается синхронный генератор при самосин­хронизации и точной синхронизации?

6. При каких условиях включается выключатель синхронного генератора при его самосинхронизации?

7. В связи с чем необходимо опережающее воздействие на включение вы­ключателя генератора при его точной автоматической синхронизации и какие известны способы его обеспечения?

8. Какими факторами ограничивается частота скольжения синхронного ге­нератора при его включении на параллельную работу способами само­синхронизации и точной синхронизации?

9. Как различаются синхронизаторы по способам выбора момента времени включения привода выключателя генератора при точной автоматической синхронизации?

10. Какие электрические величины используются автоматическим синхро­низатором с постоянным временем опережения (СПВО)?

11. Почему независимость времени опережения автоматического синхрони­затора типа СПВО от частоты скольжения сохраняется лишь при огра­ниченных углах опережения?

12. В чем преимущества автоматического синхронизатора с вычисляемым углом опережения?

13. Из каких отдельных функциональных частей состоит автоматическое устройство точной автоматической синхронизации?

14. Благодаря каким свойствам автоматического синхронизатора с вычисля­емым углом опережения включение им привода выключателя допускает­ся при значительно больших расхождениях по фазе ЭДС генератора и напряжения на шинах электростанции, чем синхронизатором с постоян­ным временем опережения?

15. Какое значение частоты скольжения контролируется автоматическим синхронизатором с вычисляемым углом опережения: то, которое име­ет место в момент времени включения привода выключателя, или то, которое соответствует моменту замыкания силовых контактов выключа­теля?

16. Почему устройство автоматического управления частотой скольжения настроено на некоторое ее конечное, а не нулевое значение?

17. Зачем автоматические синхронизаторы имеют устройство контроля раз­ности амплитуд ЭДС синхронного генератора и напряжения на шинах электростанции?

18. Как определяется знак ускорения синхронного генератора в процессе ав­томатического управления частотой его скольжения?

19. Как автоматическими синхронизаторами фиксируется меньшая и боль­шая допустимого значения частота скольжения синхронного генератора?

20. Чем отличаются временные последовательности появления сигналов от измерительных органов определения времени (или угла) опереже­ния и частоты скольжения при меньшем и большем допустимого ее зна­чения?

21. Как функционирует микропроцессорный автоматический синхронизатор, в чем состоят его особенности (см. рис. 2.14)?

22. Какие способы измерительного преобразования разности амплитуд и угла сдвига фаз и какой способ определения угла опережения исполь­зуются в цифровых автоматических синхронизаторах?

23. Как функционирует измерительный орган угла опережения аналогового микросхемного автоматического синхронизатора СА-1 (см. рис. 2.8)?

24. Какие информационные процессы, происходящие в синхронизаторе, ил­люстрируют графики, приведенные на рис. 2.9?

25. Как функционирует измерительный орган разности амплитуд ЭДС ге­нератора и напряжения на шинах электростанции синхронизатора СА-1 (см. рис. 2.10,а)?

26. Как функционирует измерительный орган частоты скольжения (см. рис. 2.10,5)?

27. При каких соотношениях между частотами вращения синхронизируемо­го генератора и параллельно работающих генераторов электростанции и каким образом (см. рис. 2.11) формируются ускоряющее или тормозящее управление воздействия на турбину?

28. Как функционирует автоматический регулятор частоты скольжения ана­логового синхронизатора СА-1 (см. рис. 2.11)?

29. Каким образом формируются цифровые сигналы об угле сдвига фаз и ча­стоте скольжения в микропроцессорном автоматическом синхронизаторе (см. рис. 2.15)?

30. Каково назначение основных программ, обеспечивающих функциониро­вание цифрового синхронизатора (см. рис. 2.16)?