AT369202B - Elektronische synchronisierschlatungsanordnung zum parallelschalten von zwei wechselstromnetzen bzw. zum zuschalten von einem halbleiter-wechsel- richter an ein in betrieb befindliches wechsel- stromnetz - Google Patents

Elektronische synchronisierschlatungsanordnung zum parallelschalten von zwei wechselstromnetzen bzw. zum zuschalten von einem halbleiter-wechsel- richter an ein in betrieb befindliches wechsel- stromnetz

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AT369202B
AT369202B AT0574580A AT574580A AT369202B AT 369202 B AT369202 B AT 369202B AT 0574580 A AT0574580 A AT 0574580A AT 574580 A AT574580 A AT 574580A AT 369202 B AT369202 B AT 369202B
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    • G01R29/00Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/18Indicating phase sequence; Indicating synchronism
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/40Synchronising a generator for connection to a network or to another generator
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
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Description


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   Die Erfindung betrifft eine elektronische Synchronisierschaltungsanordnung zum Parallelschalten von zwei Wechselstromnetzen bzw. zum Zuschalten von einem Halbleiter-Wechselrichter an ein im Betrieb befindliches Wechselstromnetz, bei der die Spannungen der parallel zu schaltenden Wechselstromnetze hinsichtlich ihrer Phasenlage in einer   Phasenvergleichsschaltung   verglichen werden, die eine Impulsvergleichsschaltung aus zwei aus Grundfunktionsgliedern bestehenden Steuerketten zur Gewinnung einer ersten Impulsfolge mit Impulsen einer dem Phasenwinkel zwischen den beiden Spannungen proportionaler Breite enthält und bei der der Impulsvergleichsschaltung mindestens eine weitere Impulsstufe zur Gewinnung einer weiteren von der ersten Impulsfolge abhängigen Impulsfolge bzw.

   einer Synchronisierspannung nachgeschaltet ist, und bei der einem ersten, an seinem Ausgang eine rechteckige Spannung liefernden Verstärker eine erste Spannung und einem zweiten ebenfalls an seinem Ausgang rechteckige Spannung liefernden Verstärker eine auf die erste Spannung zu synchronisierende zweite Spannung zugeführt ist. 



   Eine elektronische Synchronisierschaltung der eingangs angeführten Art ist aus der AT-PS Nr. 345393 bekannt. Die dort beschriebene Synchronisierschaltung ist jedoch sehr umfangreich aufgebaut. 



   Wechselrichtergeräte werden in der Regel vom Netz synchronisiert. Dies dient zur Vermeidung von Schwebungen der Ausgangsspannung des Wechselrichters gegenüber dem öffentlichen Netz. Die Synchronisierung muss in diesem Fall nur auf gleicher Frequenz erfolgen. 



   Ist am Wechselrichterausgang eine elektronische Umschaltung vorgesehen, muss die Synchronsierung so durchgeführt werden, dass die Ausgangsspannung phasengleich mit dem Umgehungsnetz liegt. 



   Eine starre Phasenlageneinstellung über ein Synchronisiergerät der Ausgangsspannung vom Wechselrichter zum Umgehungsnetz ist in vielen Fällen nicht ausreichend, da die Phasenlage innerhalb des Wechselrichtersystems zum Teil lastabhängig, versorgungsabhängig und auch frequenzabhängig ist (bedingt   z. B.   durch die Ausgangsfilter im Wechselrichter). 



   Aufgabe der Erfindung ist es, eine phasengeregelte Synchronisierschaltung, insbesondere für Wechselrichter mit nachgeschalteten elektronischen Schaltern zu schaffen. 



   Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass dem Ausgang des zweiten Verstärkers eine erste monostabile Kippstufe, die auf der negativen Flanke der Verstärkerausgangsspannung getriggert wird, nachgeschaltet ist und dass der Ausgang dieser ersten monostabilen Kippstufe und der Ausgang des ersten Verstärkers mit den beiden Eingängen der ersten Impulsvergleichsschaltung verbunden sind, dass der Ausgang der ersten Impulsvergleichsschaltung über ein Integrierglied mit der Steuerelektrode eines Stelltransistors verbunden ist, der als Steuerglied einer Kippzeitveränderung eines zweiten monostabilen Multivibrators dient, dass zwischen dem Ausgang des ersten Verstärkers und dem zweiten monostabilen Multivibrator ein dritter monostabiler Multivibrator, der von der negativen Flanke der Ausgangsspannung des ersten Verstärkers getriggert wird, geschaltet ist,

   dass dem zweiten monostabilen Multivibrator ein vierter monostabiler Multivibrator nachgeschaltet ist, der konstantbreite Ausgangsimpulse mit dem Tastverhältnis 1 : 1 abgibt und dass dem vierten Multivibrator ein Filterglied nachgeschaltet ist, an dessen Ausgang die Synchronisationsspannung abnehmbar ist. 



   Die Synchronisierschaltung nach der Erfindung ermöglicht eine phasengeregelte Synchronisierung des Wechselrichters. Die Ausgangs-Synchronisierspannung kann um   :     180  el   verstellt werden, wobei die Mittenlage zusätzlich im Bereich von 0 bis 3600 el vorgewählt werden kann. Diese beiden Kriterien sind ein wesentlicher Vorteil gegenüber herkömmlichen Schaltungen   (z. B.   R-C-Phasenschiebern). Ohne Voreinstellung des Synchronisierbereiches geht ein grosser Teil des Verschiebebereiches verloren, da innerhalb des Wechselrichters vom Synchronisiereingang des Taktgebers zur Geräteausgangsspannung eine systemabhängige Verschiebung vorliegt. 



   An Hand der Ausführungsbeispiele nach den Fig. 1 und 2 sowie des Diagramms nach Fig. 3 wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen Fig. l ein Prinzipschaltbild eines phasengeregelten Wechselrichters, Fig. 2 ein Blockschaltbild des Synchronisiergerätes und schliesslich Fig. 3 ein Impulsdiagramm für das Synchronisiergerät. 



   Entsprechend Fig. 1 wird der Taktgeber --2-- des Wechselrichters --1-- von einem Führungsnetz über ein   Synchronisiergerät-3-mitgezogen.   Diese Beeinflussung des Taktgebers kann über 

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 eingeprägten Strom oder eingeprägte Spannung erfolgen. Im   Synchronisiergerät --3-- wird   ein Phasenvergleich zwischen Wechselrichter-Ausgangsspannung und Umgehungsnetz durchgeführt. Die synchronisierte Ausgangsspannung wird so beeinflusst, dass diese beiden Netze phasengleich liegen. 



  An Stelle des Netzes kann für die Synchronisierung die Spannung von einem zweiten Wechselrichter herangezogen werden. 



   Die Synchronisierungsschaltung ist entsprechend Fig. 2 aufgebaut. Zur Funktionserklärung dient das Impulsdiagramm nach Fig.   3.   



   Dem   Synchronisiergerät --3-- wird   die Spannung vom Umgehungsnetz über den Transformator - und die Wechselrichter-Ausgangsspannung über den   Transformator --m2-- zugeführt.   Entsprechend diesen beiden Spannungen werden über die   Verstärker-pl, p2-- phasenstarre   Rechteckspannungen (Spannung   A/B)   erzeugt. Über einen monostabilen Multivibrator --p3-- wird an der negativen Flanke der Spannung B vom Wechselrichterausgang ein schmaler Spannungsimpuls C erzeugt. Dieser Spannungsimpuls wird mit der Spannung A auf eine Impuls-Vergleichsschaltung - gegeben. Liegen an beiden Eingängen positive Spannungsimpulse an, ist auch ein Ausgangsimpuls über die Überlappungszeit vorhanden. Sind nicht beide Eingänge gleichzeitig vorhanden, löscht der Ausgangsimpuls.

   Dieser Ausgangsspannungs-Impuls wird über den Kondensator   --kl--   integriert. Durch die nachfolgende Regelschaltung wird die Wechselrichter-Ausgangsspannung so in der Phasenlage zum Führungsnetz verschoben, dass der Spannungsimpuls C auf die Grenzfläche a vom Spannungsimpuls A geregelt wird. Steigt die Spannung am Kondensator-kl-an, wird die Wechselrichter-Ausgangsspannung voreilend verschoben, so dass der Ausgangsimpuls der   Vergleichsschaltung --p4-- löscht,   und die Kondensatorspannung fällt, was im geschlossenen Regel- 
 EMI2.1 
 vom Führungsnetz zur Wechselrichter-Ausgangsspannung. Die Synchronisierspannung wird wie folgt erzeugt : Über den monostabilen    Multivibrator --p5-- wird   an der negativen Spannungsflanke --A-ein Nachimpuls D erzeugt.

   Dieser Impuls D kann von 0 bis   3600   el verschoben werden. Mit der negativen Spannungsflanke von Impuls D wird ein zweiter monostabiler Multivibrator --p6-- ausgelöst, dessen Impulsbreite über den   Phasenregel-Transistor-p7-- mit Verstärker-pl-gesteuert   werden kann. Die Steuerung ist so ausgelegt, dass der Ausgangsimpuls E über den Phasenregel-   - Transistor-p7-- um 0   bis   360  el., d. h. 180 ,   bezogen auf die Wechselspannung, verschoben werden kann. Durch die Vorschaltung des monostabilen Multivibrators --p5-- ist es möglich, den Winkel-Regelbereich des Ausgangsimpulses E in der Phasenlage zum Führungsnetz beliebig um 0 bis 3600 el zu verschieben.

   Der Ausgangsimpuls E, welcher in der Breite vom Winkel-Regel-Transi- 
 EMI2.2 
 von Impuls E können die Ausgangsimpulse F in der Phasenlage zum Netz (Impuls A) um   : ! : 1800   über den Transistor --p7-- verschoben werden, wobei die Null-Einstellung über den Multivibrator - festgelegt werden kann. Die Ausgangsimpulse F im Tastverhältnis 1 : 1 werden in einem RC-Filter   in-annähernd   sinusförmige Spannung umgewandelt. Diese Spannung wird über den Ver-   stärker --p9-- verstärkt   und über den Transformator --m3-- als Synchronisierspannung für den Wechselrichter-Taktgeber nach aussen geführt. Weicht die Netzfrequenz geringfügig von der Nennfrequenz ab, so wird die Tastung des Impulses F entsprechend unsymmetrisch.

   Da in der Regel die Synchronisierung bei 1 bis 2% Frequenzabweichung abgeschaltet wird, ist diese Unsymmetrie unbedeutend ; sie wird zudem durch das nachgeschaltete Filter ausgeglichen, und durch den Kondensator --k2-- wird ein Gleichstromanteil auf den Transformator --m3-- nicht übertragen. 



   Zur Vermeidung von starken Ausgleichsschwingungen bei der Aufschaltung der Synchroniserspannung auf den Taktgeber, erfolgt die Durchschaltung der Synchronisierspannung   über 1das   Relais --d-- nur dann, wenn die Synchronisierspannung G phasengleich mit der Wechselrichter- - Ausgangsspannung liegt. Die Phasengleichheit wird mit der   Vergleichsschaltung --p10-- überwacht.   



  An Stelle der Phasengleichheit mit der Wechselrichter-Ausgangsspannung kann als Vergleichskriterium auch Phasengleichheit mit der Taktgeberspannung selbst verglichen werden (Brücke XY oder ZY).

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  1. PATENTANSPRUCH : EMI3.1
AT0574580A 1980-11-25 1980-11-25 Elektronische synchronisierschlatungsanordnung zum parallelschalten von zwei wechselstromnetzen bzw. zum zuschalten von einem halbleiter-wechsel- richter an ein in betrieb befindliches wechsel- stromnetz AT369202B (de)

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ATA574580A ATA574580A (de) 1982-04-15
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3534906A1 (de) * 1984-10-12 1986-04-17 Schrack Elektronik-Ag, Wien Schaltungsanordnung zum erfassen von abweichungen des synchronismus wenigstens zweier wechselspannungssignale

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE3534906A1 (de) * 1984-10-12 1986-04-17 Schrack Elektronik-Ag, Wien Schaltungsanordnung zum erfassen von abweichungen des synchronismus wenigstens zweier wechselspannungssignale

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