книги из ГПНТБ / Никифоровский Н.Н. Судовые электрические станции учеб. пособие

раллельную работу, так как при замыкании цепи в этот момент реак­ тивный уравнительный ток будет равен нулю.

Для того чтобы произвести замыкание цепи генераторов в точке О (рис. 7.18), необходимо подать питание в цепь привода выключателя несколько раньше, в точке 5, с учетом времени /вв включения выклю­ чателя. Точке 5 соответствует время опережения /оп и угол опережения

Son-

Рис. 7.19. Упрощенная схема для автоматической синхро­ низации генераторов с постоянным углом опережения:

а—включение реле напряжения; б—включение реле времени и промежуточных реле

На рис. 7.19, а приведена упрощенная схема простейшего релейно­ контактного устройства для осуществления точной синхронизации ге­ нераторов типа КА-11/13. В этой схеме применены (рис. 7.19,6): реле

свои якоря при напряже­ ниях, меньших чем наибольшее напряжение биения. Отпуск якорей

этих реле происходит соответственно при напряжениях £/врі и Двр2 (рис. 7.20). Так как определенной величине напряжения биения со­ ответствует определенный угол сдвига роторов, то отпуск якорей реле происходит при определенных углах сдвига роторов относительно друг друга с таким расчетом, чтобы обеспечить через промежуточные ап­ параты схемы включения автомата в точке О (см. рис. 7.20). В ра­ боте рассматриваемой схемы могут встретиться следующие случаи.

Работа схемы при разности частот работающего и подключаемого генераторов большей, чем допустимая. В этом случае, при возраста­ нии напряжения биения до величины, на которую отрегулированы реле

3?7

Р1 и P2, последние притягиваются к своим сердечникам, причем их блок-контакт Р1 размыкается, а Р2 замыкается. Замыкание блок-кон­ такта Р2 приводит к срабатыванию реле РЗ, которые замыкает блокконтакт в цепи привода автоматического выключателя Эм. На рис. 7.21 показано состояние контактов аппаратов схемы для этого случая.

После достижения напряжением биения максимального значения последнее начинает уменьшаться, и когда оно достигнет значения £/вр1

вточке а, реле Р1 отпускает якорь и замыкает свой блок-контакт в це­ пи реле времени Р5 и реле Р4. При этом реле времени Р5 приводится

вдействие. При дальнейшем снижении напряжения биения до величи­

ны ^ Вр2 реле Р2 отпускает свой якорь и размыкает блок-контакт в цепи реле РЗ. Реле РЗ отключается и размыкает блок-контакт в цепи

чением реле РЗ и Р2, больший чем в первом случае (благодаря мень­ шей скорости изменения напряжения биения), контакт реле времени Р5 успевает замкнуться до того, как отключатся реле Р2 и РЗ. Бла­ годаря этому цепь реле Р4 окажется замкнутой — это реле сработает и обеспечит питание обмотки своего электромагнита через собственный блок-контакт. При срабатывании реле Р4 замкнется его контакт в цепи привода Эм автомата В. Привод Эм автомата, однако, получит питание тогда, когда реле Р2 отпустит свой якорь и разомкнет блок-контакт в цепи реле РЗ. Последнее отключится и нормально закрытым блокконтактом замкнет цепь привода автомата. Автомат подключит синхро­ низируемый генератор через промежуток времени, равный собствен­ ному времени включения автомата. Так как реле Р2 отпускает свой якорь всегда при одном и том же напряжении 1Увр2, которому соответ­ ствует определенный постоянный угол расхождения векторов напря­ жения машин, описанный метод автоматической синхронизации и по­ лучил название синхронизации по постоянному углу опережения. На рис. 7.20 показано действие синхронизатора при различных зна­ чениях угловой частоты скольжения.

Системы с постоянным временем опережения. Устройство автомата-

точной синхронизации управления синхронными генераторами (УСЛ) выполняется в двух вариантах:

1) синхронизатор УСГ-1П с автоматической подгонкой частоты;

2) синхронизаторы УСГ-1 без автоматической подгонки частоты.

328

Синхронизатор УСГ-ІП представляет собой прибор, заключенный в корпус брызгозащищенного исполнения, и имеет следующие основные блоки (рис. 7.22):

I —- блок функциональный (БФ); II — блок контроля напряжения (БКН); I I I —блок контроля частоты (БКЧ); IV —блок запрета (БЗ); V — блок времени опережения (БВО); VI — блок подгонки (уравни­ вания) частоты (БУЧ); V II — выходной блок (БВ).

Функциональный блок обеспечивает другие блоки всеми необходи­ мыми сигналами. Он выдает в схему напряжения пропорциональные Линейным напряжениям генераторов, напряжения биения и их произ-

Рис. 7.22. Блок-схема устройства синхронизации типа УСГ-1П

водные и состоит из линейных трансформаторов, трансформаторов на­ пряжения биения, выпрямительных мостов, стабилитронов, сопротив­ лений и фильтров. Стабилизация питающего напряжения обеспечи­ вается стабилитронами.

Дифференцирование напряжения огибающей биения осуществляется

спомощью контура RC.

Вфункциональном блоке предусматривается также суммирование на сопротивлении напряжения огибающей биения и его производной. Назначение остальных блоков то же, что и в предыдущем синхрониза­ торе.

Блок контроля напряжения служит для запрета синхронизации при

разности напряжения подключаемого и работающего генераторов выше уставки блока. Выходной сигнал этого блока подается на вход блока контроля разности частот и запрещает синхронизацию.

Схема блока — измерительный мост на сопротивлениях, триод, включенный по схеме с общим эмиттером, и триггер на двух триодах.

Блок контроля частоты представляет собой несимметричный триг­ гер и задает уставку по разности частот синхронизируемых генерато­ ров. На вход блока подается огибающая напряжения биения. Время от момента отпускания триггера до нуля биения обратно пропорционально разности частот генераторов. При малых разностях частот время от

329

Контактами реле PI производится замыкание включающей цепи автомата.

Изменения напряжений и частот генераторов во время синхрони­ зации могут носить различный характер. При любых отклонениях на­ пряжений до значений, превышающих уставку, триод Т1 запирается и по цепи R88, ВЗЗ (блок III) происходит переключение состояния триггера Т2, ТЗ. Одновременно заряжается конденсатор С24. Ток его заряда по цепи С24, В35 изменяет состояние триггера Т25, Т26. Триод Т25 открывается, триод Т26 закрывается и своим сигналом по цепи B32,R20 (блок III) удерживает триггер Т2, ТЗ в том же состоянии. Если напряжения генераторов восстановятся, то запрещающий сигнал с триода Т1 снимается. Однако запрет на синхронизацию не будет снят до тех пор, пока триггер Т25 и Т26 не изменит своего положения. В открытом состоянии триода 77 или Т8 (блок V) триод T9 закрыт. Кон­ денсатор С28 заряжается через сопротивление R36. В конце периода биения элементы блока времени опережения возвращаются в состояние покоя. Ток заряда конденсатора по цепи R39, T9, С28, В34, R84 изме­ няет положение триггера Т25, Т26 (блок II), и триод Т2 закрывается. Тем самым исключаются ошибочные срабатывания устройства при кратковременных изменениях напряжения за время от момента подачи питания на блок запрета до зоны опережения. Влияние изменения на­ пряжения на работу устройств в зоне опережения устраняется цепью с выпрямителем. С момента срабатывания устройства триод Т1 шунти­ руется низкоомным сопротивлением, и запрещающий сигнал снимается.

При изменениях частот генераторов до значений, превышающих уставку, момент подачи питания на блок запрета отдаляется в зону опережения. Импульс времени опережения не изменяет состояния эле­ ментов запрета, и устройство не срабатывает.

С момента включения устройства при значениях разности частот ге­ нераторов, превышающих уставку, в работу вступает блок подгонки частоты. Если генератор с фазами A l, B l, С1 принят в качестве рабо­ тающего с частотой, меньшей частоты подключаемого генератора с фа­ зами А 2, В2, то сигнал на первом входе CI7, R48, R49 (блок VI) будет опережать сигнал на втором входе С20, R69, R70. В этом случае пер­ вая часть схемы блока подгонки частоты вырабатывает импульс на уменьшение частоты подключаемого генератора. Реле РЗ срабатывает и замыкает цепь серводвигателя.

При обратном соотношении частот генераторов работает другая часть схемы и вырабатывает импульс на увеличение частоты подклю­ чаемого генератора.

Синхронизаторы типа УСГ предназначены для подключения к сетям трехфазного переменного тока через типовые измерительные трансфор­ маторы напряжения с вторичным напряжением 127 в, частотой 50 гц и рассчитаны для работы в условиях при длительных колебаниях на­ пряжения ±5% и частоты ±2,5% и при кратковременных колебаниях напряжения от —25 до +13% и частоты от —6 до +4% . Уставка вре­ мени опережения может регулироваться в пределах 0,4—0,05 сек.

При автоматической синхронизации устройство УСГ-1П осуществ­ ляет подгонку частоты подключаемого генератора посредством воздей-

332

ствия на серводвигатель приводного двигателя генератора. Включение селективного выключателя также производится от импульса синхрони­ затора.

При полуавтоматической точной синхронизации подгонка частоты подключаемого генератора осуществляется вручную дистанционно с пульта управления специальным ключом КОД, а включение селек­ тивного выключателя — от импульса синхронизатора.

'1

и включение селективного выключателя производятся дистанционно вручную, с контролем по синхроноскопу и частотомерам, установлен­ ным на пульте управления.

Для осуществления автоматической, полуавтоматической и ручной синхронизации на пульте управления, кроме автоматического синхро­ низатора и синхроноскопа, установлены ключи синхронизации КС, представляющие собой универсальные пакетные переключатели на два рабочих положения: «Автоматическая синхронизация» (А) и «Руч­ ная синхронизация» (Р), и на нулевое положение, когда все цепи разомкнуты.

Для автоматической стабилизации частоты и пропорционального распределения нагрузки при параллельной работе синхронных гене­ раторов применяются специальные устройства. Одним из них является система УРЧН.

Принципиальная схема включения элементов этой системы приве­ дена на рис. 7.24. На этой схеме Г1, Г2 — синхронные генераторы;

333

М П и МГ2 —приводные двигатели генераторов; M l и М 2—серводви­ гатели механических регуляторов частоты вращения приводных дви­ гателей; ТрЗ и Тр4 — трансформаторы тока; Трі — Тр2 — транс­ форматоры напряжения; В1, В2 — автоматические воздушные выклю­ чатели; УРЧН-1Д — датчик частоты, R — сопротивление.

При параллельной работе двух или большого числа генераторов при применении этой системы один из них является ведущим.

В схеме рис. 7.24 ведущим является генератор Г1. Основ­ ными элементами системы авто­ матической стабилизации часто­ ты и распределения активной на­ грузки являются датчики актив­ ного тока и датчики частоты.

А

Датчик активного тока. Схема этого датчика приведена на рис. 7.25. В нее входят: трансформатор питания Трі, трансформатор тока Тр2, разделительные трансформаторы ТрЗ я Тр4, выпрямительные мосты Впі и Вп2, согласующее сопротивление R1, добавочные со­ противления R2 и R3, балластные сопротивления R4 и R5.

На рис. 7.26 приведена векторная диаграмма напряжений и тока из­ мерительной части датчика активного тока при активной нагрузке гене­ ратора. В этом случае фазы напряжения ü o ’ а питающего трансформато­ ра Трі и тока вторичной обмотки трансформатора тока Тр2 совпадают.

При холостом ходе генератора напряжения на вторичных обмотках трансформатора Трі одинаковы и напряжение на сопротивлении R1 равно нулю. При этом напряжения на выходе трансформаторов ТрЗ и Тр4 и выпрямительных мостов Впі и Вп2 равны, благодаря чему напряжение на выходе датчика активного тока равно нулю.

334

При появлении активной нагрузки у генератора на сопротивлений R1 возникает падение напряжения, пропорциональное току нагрузки и совпадающее по фазе с опорным напряжением трансформатора Трі.

гатель ведомого генератора, который, в зависимости от знака получен­ ного сигнала, воздействует на рейку топливного насоса, либо увеличи­ вая, либо снижая вращающий момент приводного двигателя. При ра­ венстве активных нагрузок разность сигналов становится равной нулю и сервомотор останавливается.

Выход

Рис. 7.28. Принципиальная схема датчика частоты типа УРЧН-1Ч.

335