Przedmiotem wynalazku jest sposób realizacji stalego czasu wyprzedzenia w automatycznym syn¬ chronizatorze obiektów energetycznych pradu prze¬ miennego, zwlaszcza wielkiej mocy, dla których wlaczanie do pracy równoleglej odbywa sie przy stosunkowo malych wartosciach róznicy czesto¬ tliwosci.Wlaczanie generatorów synchronicznych do sieci lub laczenie asynchronicznych obszarów sieci jest operacja zlozona • i odpowiedzialna, wymagajaca spelnienia szeregu warunków.Jednym z nich jest koniecznosc uzyskania, #w mozliwie szerokim zakresie zmian róznicy czestotliwosci, stalego czasu wyprzedzenia, równe¬ go czasowi wlaczania wylacznika mocy.Znany jest z patentu nr 65365 sposób realizacji stalego czasu wyprzedzenia w automatycznym synchronizatorze pradnic polegajacy na pomiarze czasu przejscia obwiedni napiecia dudnien pomie¬ dzy dwoma poziomami napieciowymi — startu i rewersji, które na opadajacym zboczu obwiedni napiecia dudnien dobiera sie tak, ze czas przej¬ scia obwiedni napiecia dudnien od poziomu startu do poziomu rewersji jest równy przewidywanemu czasowi przejscia obwiedni napiecia dudnien od poziomu rewersji do wartosci minimalnej — zerowej.Do pomiaru czasu wykorzystuje sie rewersyjny miernik czasu, który uruchamia sie do przodu w chwili przejscia opadajacej czesci obwiedni *° 25 napiecia dudnien przez poziom startu, natomiast przejscie napiecia dudnien przez poziom rewersji powoduje zmiane kierunku liczenia.Do rewersyjnego miernika czasu wprowadza sie wartosc zadana odpowiadajaca czasowi wyprzedze¬ nia. Sygnal na wlaczenie wylacznika mocy wypro¬ wadza sie w chwili zrównania zawartosci rewer¬ syjnego miernika czasu z wartoscia zadana wy¬ stepujacego po zmianie kierunku liczenia czasu na odejmowanie.Znany jest z patentu tymczasowego nr 87947 sposób realizacji stalego czasu wyprzedzania w au¬ tomatycznym synchronizatorze pradnic polegajacy na wyznaczaniu czasu predpykcyjnego w kazdym okresie napiecia synchronicznej pradnicy, po któ¬ rym wystapi zgodnosc fazowa napiec synchroni¬ zowanych obiektów.Wyznaczony czas predykcyjny wprowadza sie do odwrotnego miernika czasu, który po osiagnieciu stanu odpowiadajacego; nastawionemu czasowi wyprzedzenia, podaje sygnal na wlaczenie wyla¬ cznika mocy. Jest charakterystyczne, ze czas predykcyjny ts oblicza sie ze wzoru: H*£*-,)(*+*) gdzie taj jest czasem jaki uplywa od chwili przejscia przez zero narastajacego napiecia sieci w i-tym cyklu pomiarowym do chwili przejscia 128 J59128 159 przez zero narastajacego napiecia pradnicy w i-tym cyklu pomiarowym, natomiast tp. jest * spelnieniem: czvasu taA do okresu napiecia prad- ^ * nity w' i-tym cyklu pomiarowym, a t|3i+1 jest k czasem t|3. w i+j-szym ' cyklu pomiarowm. - ¦ ¦ - ( .Niedogodnoscia sposobu wedlug patentu nr- 65365 ^Jejt^.lsinienie stosunkowo duzej dolnej wartosci granicznej róznicy czestotliwosci powodu¬ jacej udary pradowe i mechaniczne przy synchro¬ nizacji oraz wydluzenie procesu synchronizacji zwiazane z konicznoscia utrzymywania róznicy czestotliwosci pomiedzy górna i dolna wartoscia róznicy czestotliwosci. Ponadto dla obiektów ener¬ getycznych wymagajacych laczenia przy malych wartosciach róznicy czestotliwosci ten sposób wy¬ maga stosowania rewersyjnego miernika czasu o duzej pojemnosci, co z kolei ogranicza jego przydatnosc do procesów wolnozmiennych.Niedogodnoscia sposobu wg patentu tymczaso¬ wego ^ nr 87947 jest koniecznosc wykonywania dosc zlozonych operacji matematycznych w krót¬ kim czasie, co wymaga uzycia stosunkowo zlozo¬ nego i szybkiego przelicznika, ewentualnie korzy¬ stania z maszyny cyfrowej. Ponadto sposób ten ma zastosowanie tylko dla jednego znaku róznicy czestotliwosci.Celem wynalazku jest opracowanie sposobu realizacji stalego czasu wyprzedzenia, w którym nie wystepuja istotne ograniczenia ze wzgledu na wartosc róznicy czestotliwosci,'a w którym osiaga sie stosunkowo duza dokladnoscia niezaleznie od znaku róznicy czestotliwosci.Sposób wedlug wynalazku wykorzystujacy prze¬ twarzanie kata pomiedzy wirujacymi wektorami . napiec obiektów synchronizowanych na przebieg impulsowy o wspólczynniku wypelnienia odpo¬ wiadajacym katowi pomiedzy tymi wektorami oraz przetwarzanie przebiegu impulsowego na przebieg schodkowy o wartosci zaleznej od wspólczynnika wypelnienia przebiegu impulso¬ wego, charakteryzuje sie tym, ze sygnal na wla¬ czenie wylacznika mocy wyprowadza sie w chwili, w której malejaca wartosc przebiegu schodkowego odpowiadajacego katowi pomiedzy wirujacymi wektorami napiec obiektów synchronizowanych zrówna sie z sygnalem odpowiadajacym róznicy czestotliwosci napiec obiektów synchronizowanych.Sygnal ten tworzy sie przez pomiar bezwzglednej wartosci róznicy okresów napiec synchronizowa¬ nych obiektów.W innym rozwiazaniu sposobu wedlug wynala- . zku sygnal odpowiadajacy róznicy czestotliwosci napiec obiektów synchronizowanych tworzy sie przez pomiar bezwzglednej wartosci róznicy cza¬ sów trwania kolejnych impulsów przebiegu impul¬ sowego wspólczynniku wypelnienia odpowiadaja¬ cym katowi pomiedzy wirujacymi wektorami na¬ piec obiektów synchronizowanych, a w chwili zrównania sie powyzszego sygnalu z malejaca wartoscia przebiegu schodkowego odpowiadaja¬ cego katowi pomiedzy wirujacymi wektorami napiec obiektów synchronizowanych wyprowadza sie sygnal na wlaczenie wylacznika mocy.Zalety sposobu wedlug wynalazku polegaja na ograniczeniu udarów pradowych i mechanicznych przy laczeniu obiektów energetycznych do pracy równoleglej oraz skróceniu czasu trwania procesu synchronizacji ze wzgledu na mozliwosc laczenia obiektów energetycznych do pracy równoleglej - -*- niezaleznie od znaku'* róznicy czestotliwosci oraz praktycznie niezaleznie od wartosci róznicy czestotliwosci.Wynalazek zostanie blizej objasniony na pod¬ stawie przykladowego rozwiazania przedstawio- 10 nego na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia dwa wektory napiec obiektów synchronizowanych wirujace z odpowiadajacymi im predkosciami katowymi, a fig. 2 przedstawia opadajaca czesc przebiegu kata pomiedzy wirujacymi wektorami 15 jednoimiennych faz synchronizowanych obiektów dla dwóch róznych wartosci róznicy czestotli¬ wosci Aix Ai2 i obrazuje sposób realizacji sta¬ lego czasu wyprzedzenia.Jak pokazano na fig. 1, obiekty synchronizowane 20 maja napiecia up i us. o róznych czestotliwosciach wynoszacych odpowiednio fp i fs. Zatem róznica tych czestotliwosci jest rózna od zera. W zwiazku z tym kat pomiedzy wirujacymi wektorami tych napiec zmienia sie w czasie. 25 Dla narastajacej czesci przebiegu <5{t), symetry¬ cznej wzgledem czesci opadajacej, przyjmujac (5(t = 0) — 0, mozna napisac: .....' o = 2t. Af t 30 W celu uzyskania stalego czasu wyprzedzenia tv = const. nalezy dla chwilowej wartosci róznicy czestotliwosci Al wyznaczac wartosc kata d równa i5v, przy której podaje sie sygnal na wlaczenie wylacznika mocy, poniewaz: 35 40 45 50 55 eo i. 0 V tv= = const 2ir Af Realizacja tego postulatu wymaga znajomosci chwilowej wartosci kata <5 oraz wartosci czesto¬ tliwosci Al, zgodnie z tym co przedstawiono na fig. 2.Dla uzyskania informacji dotyczacej kata ' d w znany sposób przetwarzania sie napiecia up i us obiektów synchronizowanych na odpowiadajace im przebiegi prostokatne upl i usl o dodatnich pólfalach, a nastepnie tworzy sie funkcje^ logiczna: u3 = (upi A usi) V (upl A usl) bedaca przebiegiem impulsowym o swpólczynniku wypelnienia zaleznym od kata d. Wspólczynnik wypelnienia tego przebiegu jest schodkowa fun¬ kcja czasu o dlugosci pojedynczego schodka równej polowie okresu napiecia o mniejszej czesto¬ tliwosci.Dla malych wzglednych róznic czestotliwosci, zamiast wspólczynnikiem wypelnienia mozna po¬ slugiwac sie czasem trwania td poszczególnych impulsów przebiegu u<3, gdyz okres powtarzania tych impuls6w jest dostatecznie staly, Stanowi to miare kata <5.Róznica czestotliwosci Af jest zwiazana z szyb¬ koscia zmiany kata 8 czyli zalezna od pocho¬ dnej tego kata wzgledem czasu. Bezposrednie 60 rózniczkowanie przebiegu t<3 odpowiadajacego ka-128 159 towi S jest utrudnione ze wzgledu na schodkowy charakter tego przebiegu.Ewentualna filtracja w znacznym stopniu kom¬ plikuje uklad. W zwiazku z tym informacje o róz¬ nicy czestotliwosci otrzymuje sie w sposób posre¬ dni poprzez pomiar wartosci bezwzglednej okre¬ sów napiec obiektów synchronizowanych. Wiado¬ mo, ze róznica czestotliwosci wynosi: Af = fp-fs Poniewaz znak tej róznicy nie jest istotny' bierze sie pod uwage wartosc bezwzgledna. Wówczas otrzymuje sie: Af = I fD-f-| = Ts iTs-Tp Tp-Ts gdzie: T„ i T oznaczaja odpowiednio okresy na- piec pradnicy i sieci.Jezeli zalozyc Tg = const i przyjac male zmiany T w praktyce nie przekraczajace ±1% wartosci znamionowej, to widac, ze róznica czestotliwosci Ai moze byc uznana jako wprosf proporcjonalna do róznicy okresów napiec obiektów synchronizo¬ wanych, gdyz: Ai = k I T - T gdzie: k = - Tp • Ts W innej wersji sposobu wedlug wynalazku sygnal odpowiadajacy róznicy czestotliwosci Ai napiec obiektów synchronizowanych tworzy sie przez pomiar bezwzglednej wartosci róznicy czasów trwania kolejnych impulsów przebiegu impulso¬ wego o wspólczynniku wypelnienia odpowiadaja¬ cym katowi <5, pomiedzy wirujacymi wektorami napiec obiektów synchronizowanych. Przy zaloze¬ niu, ze Ts = const a zmiany Tp nie przekraczaja d:l% wartosci znamionowej, to przetwarzanie bez¬ wzglednej wartosci róznicy czasów trwania kolej¬ nych impulsów t<5 przebiegu u<5 sprowadza sie do tworzenia bezwzglednej wartosci róznicy polowy ogresów napiec obiektów synchronizowanych.Z tego wynika, ze bezwzgledna wartosc róznicy okresów napiec synchronizowanych jest równa podwójnej bezwzglednej wartosci róznicy czasów trwania kolejnych impulsów przebiegu ud.Sygnal na wlaczenie wylacznika pradnicy wy¬ prowadza sie w chwili, w której malejaca wartosc przebiegu schodkowego t<5 odpowiadajacego katowi S zrówna sie z sygnalem odpowiadajacym róznicy czestotliwosci, zgodnie z tym co przedstawiono na fig. 2, gdzie dla uproszczenia przebieg schodko- 5 wy aproksymowano linie ciagla.Praktyczna realizacja przedstawionego sposobu sprowadza sie do wykorzystania powszechnie uzy¬ wanych elementów i ukladów elektroniki.. . Zastrzezenia patentowe 1. Sposób realizacji stalego czasu wyprzedzenia w automatycznym synchronizatorze obiektów ener+ getycznych pradu przemiennego, wykorzystujacy 15 przetwarzanie kata pomiedzy wirujacymi wekto¬ rami napiec obiektów synchronizowanych na prze¬ bieg impulsowy o wspólczynniku wypelnienia od¬ powiadajacym katowi pomiedzy tymi wektorami oraz przetwarzanie przebiegu impulsowego na prze- 2U bieg schodkowy o wartosci zaleznej od wspólczyn¬ nika wypelnienia przebiegu impulsowego, znamien¬ ny tym, ze sygnal na wlaczenie wylacznika mocy wyprowadza sie w chwili, w której malejaca war¬ tosc przebiegu schodkowego odpowiadajacego 25 katowi pomiedzy wirujacymi wektorami napiec obiektów synchronizowanych zrówna sie z sygna¬ lem odpowiadajacym róznicy czestotliwosci napiec obiektów synchronizowanych, przy czym sygnal ten tworzy sie przez pomiar bezwzglednej warto- 30 sci róznicy okresów tych napiec. 2. Sposób realizacji stalego czasu wyprzedzenia w automatycznym synchronizatorze obiektów ener¬ getycznych pradu przemiennego, wykorzystujacy przetwarzanie kata pomiedzy wirujacymi wektora- C5 mi napiec obiektów synchronizowanych na przebieg impulsowy o wspólczynniku wypelnienia odpowia¬ dajacym katowi pomiedzy tymi wektorami oraz przetwarzanie przebiegu impulsowego na przebieg schodkowy o wartosci zaleznej od wspólczynnika 43 wypelnienia przebiegu impulsowego, znamienny tym, ze sygnal odpowiadajacy róznicy czestotliwosci napiec obiektów synchronizowanych tworzy sie przez pomiar bezwzglednej wartosci róznicy cza¬ sów trwania kolejnych impulsów przebiegu impul- 45 sowego o wspólczynniku wypelnienia odpowiadaja¬ cym katowi pomiedzy wirujacymi wektorami na¬ piec obiektów synchronizowanych, a w chwili zrównania sie powyzszego sygnalu z malejaca wartoscia przebiegu schodkowego odpowiadajacego 50 katowi pomiedzy wirujacymi wektorami napiec obiektów synchronizowanych wprowadza sie &ygna| na wlaczenie wylacznika mocy.128 159 U, Ws Fig. i Rq.2 Zakl. Graf. Radom — 804/86 90 egz. A4 Cena 100 zl PL