RU1774433C - Pulse synchronizer - Google Patents

Pulse synchronizer

Info

Publication number
RU1774433C
RU1774433C SU904879679A SU4879679A RU1774433C RU 1774433 C RU1774433 C RU 1774433C SU 904879679 A SU904879679 A SU 904879679A SU 4879679 A SU4879679 A SU 4879679A RU 1774433 C RU1774433 C RU 1774433C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
phase
pulse
synchronizer
inputs
generator
Prior art date
Application number
SU904879679A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Иванович Демин
Анатолий Евгеньевич Церковный
Original Assignee
Краснодарское высшее военное командно-инженерное училище ракетных войск
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Краснодарское высшее военное командно-инженерное училище ракетных войск filed Critical Краснодарское высшее военное командно-инженерное училище ракетных войск
Priority to SU904879679A priority Critical patent/RU1774433C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1774433C publication Critical patent/RU1774433C/en

Links

Landscapes

  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

Использование: в электротехнике, предназначено дл  автоматического включени  синхронных генераторов на параллельную работу и  вл етс  дополнительным к а.с. № 1140204. Сущность: в импульсный синхронизатор дополнительно введено трехфазное фазосдвигающее устройство. Четыре его входа подключены к выводам трех фаз и нейтрали синхронизируемого генератора, четыре выхода- к фазным и линейным генераторным входам входных блоков, при этом образуютс  одноименные пары с фазными и линейными сетевыми входами этих блоков . Это позвол ет использовать синхронизатор как с быстродействующими, так и с медленнодействующими выключател ми 4 ил.Usage: in electrical engineering, is designed to automatically turn on synchronous generators in parallel operation and is additional to A.S. No. 1140204. SUBSTANCE: three-phase phase-shifting device is additionally introduced into a pulse synchronizer. Four of its inputs are connected to the terminals of the three phases and neutral of the synchronized generator, four outputs to the phase and linear generator inputs of the input blocks, in this case pairs of the same name with phase and linear network inputs of these blocks are formed. This makes it possible to use the synchronizer with both high-speed and slow-acting 4-il circuit breakers.

Description

Изобретение относитс  к области электротехники , предназначено дл  автоматического включени  синхронных генераторов на параллельную работу и  вл етс  дополнительным к авторскому свидетельству № 1140204.The invention relates to the field of electrical engineering, is intended to automatically turn on synchronous generators for parallel operation and is additional to copyright certificate No. 1140204.

Известны Способ автоматического включени  резервного питани  потребителей с двигательной нагрузкой (А.с. № 1297169, кл. Н 02 J 9/06) и Способ получени  посто нного времени опережени  дл  автоматического повторного включени  с улавливанием синхронизма (А.С. №186009, кл. 21 С 68/60), в которых с целью обеспечени  больших предельных углов опережени  при высокой точности подачи команды на включение генераторного выключател  подаетс  в момент совпадени  сдвинутых по фазе синхронизируемых напр жений, причем вектор напр жени  меньшей частоты сдвигаетс  в сторону отставани , а вектор напр жени  большей частоты - в сторону опережени , так, что результирующий уголThe Known Method for automatically turning on the backup power supply of consumers with motor load (A.S. No. 1297169, CL H 02 J 9/06) and A method of obtaining a constant lead time for automatic re-switching with catching synchronism (AS No. 186009, cl .21 C 68/60), in which, in order to ensure large lead angles with high accuracy, the command to turn on the generator circuit breaker is issued at the moment of synchronized phase shift of the synchronized voltage, and the voltage vector of a lower frequency is shifted by the lagging side, and the voltage vector of a higher frequency is ahead of the curve, so that the resulting angle

сдвига определ етс  частотой и ускорением скольжени  и временем включени  выключател .shear is determined by the frequency and slip acceleration and the on time of the switch.

При этом используютс  одноименные фазные напр жени  синхронизируемых источников , а операци  указанного сдвига синхронизируемых напр жений реализуетс  с помощью достаточно сложных и поэтому дорогих управл емых электрически фазовращающих устройств аналогового (а.с. № 186009) или дискретно-импульсного (а.с. № 1297169) типов. В свою очередь, получение необходимого дл  управлени  фа- зовращающими устройствами сигнала требует применени  также достаточно сложных и дорогих измерителей - преобразователей частоты и ускорени  скольжени  в управл ющее напр жение.In this case, the same phase voltages of synchronized sources are used, and the operation of the indicated shift of synchronized voltages is realized using rather complex and therefore expensive controlled electrically phase-shifting devices of analogue (AS No. 186009) or discrete-pulse (AS No. 1297169 ) types. In turn, obtaining the signal necessary to control the phase shifting devices also requires the use of rather complex and expensive meters — frequency converters and accelerating the slip into the control voltage.

В результате поставленна  цель достигаетс  за счет значительного усложнени  синхронизаторов при соответствующем их удорожании. Именно по этой причине указанные технические решени  наход т при (ЛAs a result, the goal is achieved due to a significant complication of synchronizers with their corresponding rise in price. It is for this reason that the indicated technical solutions are found at

СWITH

-h

VJVj

$ь СО СО $ b СО СО

Ю YU

менение только в синхронизаторах с посто нным временем опережени , примен ющихс  в системах электроснабжени  с ответственными электроприемниками. Положительный эффект - повышенна  точность синхронизации - достигаетс  в них за счет усложнени  и удорожани  устройств.change only in synchronizers with constant lead-time, used in power supply systems with critical power receivers. A positive effect - increased synchronization accuracy - is achieved in them due to the complexity and cost of devices.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  Импульсный синхронизатор по авторскому свидетельству СССР № 1140204, кл. Н 02 J 3/42. 1983.Closest to the proposed technical essence is the Pulse synchronizer according to the copyright certificate of the USSR No. 1140204, class. H 02 J 3/42. 1983.

Импульсный синхронизатор содержит шесть идентичных входных блоков, каждый из которых содержит два формировател  импульсов, срабатывающих при переходе через ноль положительный полуволны напр жени , и два формировател  импульсов, срабатывающих при переходе через ноль отрицательной полуволны синхронизируемых напр жений, две логические схемы И, промежуточную схему ИЛИ, блок контрол  частоты, состо щий из вспомогательного формировател  и D-триггера, схему И,The pulse synchronizer contains six identical input blocks, each of which contains two pulse shapers that trigger when the positive half-wave voltage passes through zero, and two pulse shapers that trigger when the negative half-wave of the synchronized voltages passes through zero, two logical circuits AND, an intermediate circuit OR , a frequency control unit, consisting of an auxiliary driver and a D-trigger, circuit I,

Недостатком известного синхронизатора  вл етс  ограниченна  область применени . Он может использоватьс  только с быстродействующими выключател ми, врем  срабатывани  которых равно нулю, например ,тиристорнымиили транзисторными. Применение синхронизатора с медленно действующими выключате- л ми невозможно, поскольку угол опережени  у синхронизатора равен нулю.A disadvantage of the known synchronizer is its limited scope. It can only be used with high-speed circuit breakers whose tripping time is zero, for example, thyristor or transistor. It is not possible to use a synchronizer with slow acting switches, because the synchronization lead angle of the synchronizer is zero.

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей синхронизатора .An object of the invention is to expand the functionality of a synchronizer.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в импульсный синхронизатор дополнительно введен трехфазный фазосдвигающий блок, четыре входа которого подключены к выводам трех фаз и нейтрали синхронизируемого генератора, четыре выхода - к фазным и линейным генераторным входам входных блоков так, что образуют одноименные пары с фазными и линейными сетевыми входами этих блоков.This goal is achieved by the fact that a three-phase phase-shifting unit is additionally introduced into the pulse synchronizer, four inputs of which are connected to the terminals of three phases and the neutral of the synchronized generator, four outputs to phase and linear generator inputs of the input blocks so that they form the same pairs with phase and linear network the inputs of these blocks.

На фиг. 1 изображена схема импульсного синхронизатора; на фиг.2 - векторна  диаграмма синхронизируемых напр жений; на фиг.З и 4 - временные диаграммы работы синхронизатора.In FIG. 1 shows a diagram of a pulse synchronizer; Fig. 2 is a vector diagram of synchronized voltages; Fig. 3 and 4 are timing diagrams of the operation of the synchronizer.

Синхронизатор (фиг.1) состоит из трех- фаЗного фазосдвигающего блока 1, шести идентичных входных блоков 2-7. каждый из которых содержит формирователи импульсов 8-9, срабатывание при переходе через ноль отрицательной полуволны напр жени  сети и генератора, и формирователи импульсов 10-11. срабатывающие при переходе через ноль положительной полуволны синхронизируемых напр жений, логические схемы И 12-13. входы которых соединены с выходами соответствующихThe synchronizer (figure 1) consists of a three-phase phase-shifting unit 1, six identical input units 2-7. each of which contains pulse shapers 8–9, triggering when the negative half-wave of the voltage of the mains and generator passes through zero, and pulse shapers 10–11. triggered by the transition through zero of the positive half-wave of synchronized voltages, logic circuits I 12-13. the inputs of which are connected to the outputs of the corresponding

формирователей, а выходы схем И всех входных блоков подключены на входы промежуточной схемы ИЛИ 14, выход формировател  импульсов 9 первого входного блока, срабатывающего по началу отрицательнойshapers, and the outputs of the circuits AND of all input blocks are connected to the inputs of the intermediate circuit OR 14, the output of the pulse shaper 9 of the first input block that is triggered by the beginning of the negative

полуволны напр жени  генератора, подключен к вспомогательному формирователю 15. выход которого соединен с информационным входом D-триггера 17, а стробирующий вход D-триггера - с выходомhalf-wave voltage of the generator, connected to auxiliary shaper 15. the output of which is connected to the information input of the D-trigger 17, and the gate input of the D-trigger is connected to the output

формировател  импульсов 11 первого входного блока, срабатывающего по началу положительной полуволны напр жени  генератора, выход D-триггера 17 подключен на один из выходов схемы И 18, другой входpulse shaper 11 of the first input unit, triggered by the beginning of the positive half-wave voltage of the generator, the output of the D-trigger 17 is connected to one of the outputs of the circuit And 18, the other input

которой подключен к выходу промежуточной схемы ИЛИ 14. Сигнал 19 на включение выключател  формируетс  на выходе схемы И 18.which is connected to the output of the intermediate circuit OR 14. A signal 19 to turn on the switch is generated at the output of the circuit AND 18.

Синхронизатор работает следующимThe synchronizer works as follows

образом.way.

Фазосдвигающий блок 1 сдвигает в сторону отставани  на заданный угол д0п все три фазных напр жени  синхронизируемого генератора Ед, Ев. ЕС. При этом автоматически на тот же угол 50п сдвигаютс  и линейные напр жени  генератора - Едв, Еве- ЕСА. Векторна  диаграмма синхронизируемых напр жений дл  фазы А показала на фиг.2 дл  случа , когда частота генератора fr меньше частоты сети fc. Напр жение на выходе фазосдвигающего устройства Ед сдвинуто в сторону отстающих углов по отношению к напр жению генератора Ед на угол 5оп . При fr fc векторы Ед , Ед будутThe phase-shifting unit 1 shifts to the backward side by a predetermined angle d0n all three phase voltages of the synchronized generator Ed, Ev. EU In this case, the linear voltage of the generator - Edv, Eve-ECA, is automatically shifted to the same angle 50p. A vector diagram of the synchronized voltages for phase A is shown in Fig. 2 for the case when the generator frequency fr is less than the mains frequency fc. The voltage at the output of the phase-shifting device Ed is shifted towards the lagging angles with respect to the voltage of the generator Ed at an angle of 5 op. When fr fc, the vectors

двигатьс  навстречу вектору UA так, что сначала произойдет совпадение по фазе векто- ров Ед и ид. В момент совпадени  формируетс  команда на включение выключател . Из диаграммы следует, что угол между синхронизируемыми напр жени ми в момент формировани  команды будет равным заданному углу опережени  30л .move towards the vector UA so that at first there will be a coincidence in phase of the vectors Ed and id. At the moment of coincidence, a command to turn on the circuit breaker is generated. From the diagram it follows that the angle between the synchronized voltages at the time of formation of the command will be equal to a predetermined lead angle of 30l.

При переходе напр жений сети и сдвинутых напр жений генератора через нольWhen the voltage of the network and the shifted voltage of the generator pass through zero

формирователи импульсов 8-11 входных блоков 2-7 вырабатывают короткие импульсы (фиг.З и фиг.4). При совпадении импульсов на входах хот  бы одной из схем И 12-13 входных блоков импульсы с выхода этойpulse shapers 8-11 of the input blocks 2-7 produce short pulses (FIG. 3 and FIG. 4). With the coincidence of pulses at the inputs of at least one of the circuits And 12-13 input blocks pulses from the output of this

схемы через промежуточную схему ИЛИ 14 поступают на один из выходов схемы И 18 в цепь включени  выключател  19. Если в этот момент на другой вход схемы И 18 поступает импульс с блока контрол  частоты 16, тоthe circuit through an intermediate circuit OR 14 is fed to one of the outputs of the circuit And 18 in the circuit circuit of the switch 19. If at this moment the pulse from the frequency control unit 16 arrives at the other input of the circuit And 18, then

на выходе схемы И 18 выдаетс  импульс на включение выключател . За врем  срабатывани  выключател  реальный вектор напр жени  синхронизируемого генератора совпадает с вектором напр жени  сети (фиг.2).at the output of circuit And 18, a pulse is issued to turn on the switch. During the operation of the switch, the real voltage vector of the synchronized generator coincides with the voltage vector of the network (Fig. 2).

В импульсном синхронизаторе неодинаковость частот синхронизируемых напр жений приводит к тому, что импульсы с формирователей 8, 9 первого входного бло- ка смещаютс  относительно друг друга шагами . Причем импульсы большей частоты надвигаютс  на импульсы меньшей частоты со стороны заднего фронта. Длина шага при этом определ етс  выражениемIn the pulse synchronizer, the frequency synchronization of the synchronized voltages leads to the fact that the pulses from the shapers 8, 9 of the first input block are shifted relative to each other in steps. Moreover, pulses of a higher frequency are approaching pulses of a lower frequency from the trailing edge. The step length is determined by the expression

г -Тм-Тг- -1- 1 - fs Т ™ - Тм 1 Б - fM fЈ - fм . fБg -Tm-Tg- -1-1 - fs T ™ - Tm 1 B - fM fЈ - fm. fБ

Тм-ТБ Tm-tb

xfs,xfs

где Тм - период синхронизируемого напр жени , частота тм которого меньше;where Tm is the period of the synchronized voltage, the frequency of which is less than tm;

ТБ - период синхронизируемого напр жени , частота fs которого больше;TB - period of synchronized voltage, frequency fs of which is greater;

fs - частота скольжени  одного напр - жени  относительно другого.fs is the slip frequency of one voltage relative to another.

При увеличении скольжени  длина шага увеличиваетс , поэтому при длительности импульсов формирователей меньшей длины шага возможно перескакивание импульсов. Это  вление иллюстрируетс  на фиг.З на примере фазы А. Так, если в первом периоде импульс вырабатываетс  в начале отрицательной полволны Ед , выход формировател  11 опережа  соответствующий импульс UA (выход формировател  9), то в следующем периоде за счет того, что частота напр жени  синхронизируемого генератора меньше частоты напр жени  сети, этот импульс отстает (фиг.З).As the slip increases, the step length increases, so when pulses are shorter than the step length, the pulses may jump. This phenomenon is illustrated in Fig. 3 by the example of phase A. So, if in the first period the pulse is generated at the beginning of the negative half-wave Ed, the output of the driver 11 is ahead of the corresponding pulse UA (the output of the driver 9), then in the next period due to the fact that the frequency If the synchronized generator is less than the mains voltage frequency, this pulse lags behind (Fig. 3).

При этом переход от опережени  к отставанию не сопровождаетс  совпадением импульсов по времени и, следовательно , срабатыванием устройства, хот  за этот промежуток времени имело место совпаде- ние фаз синхронизируемых напр жений.In this case, the transition from leading to lag is not accompanied by the coincidence of the pulses in time and, consequently, the operation of the device, although during this period of time the phases of the synchronized voltages coincided.

Дл  устранени  данного недостатка импульсный синхронизатор выполнен многоканальным с числом каналов равным 12. Многоканальность синхронизатора обеспе- чиваетс  подключением его к фазным и линейным напр жени м синхронизируемых источников и использованием фиксирован- jHbix фаз 0 и 180°. Дл  многоканального устройства длина шага определ етс  выражениемTo eliminate this drawback, the pulse synchronizer is made multi-channel with the number of channels equal to 12. The multi-channel synchronizer is provided by connecting it to the phase and linear voltages of the synchronized sources and using fixed jHbix phases 0 and 180 °. For a multi-channel device, the step length is determined by the expression

f т f t

Тм ТБ пTm tb p

fs,fs

0 50 5

00

5 5

0 5 00 5 0

5 5

0 5 0 5

где п - число импульсов в периоде То есть, увеличение числа импульсов приводит к уменьшению длины шагаwhere n is the number of pulses in the period. That is, an increase in the number of pulses leads to a decrease in the step length

На фиг.З видно, что в данном случае совпадение импульсов на схеме И за заданное врем  синхронизации имело место в блоке 7, где происходит вы вление совпадени  фаз синхронизируемых источников по напр жению Е СА и UCA.It can be seen from Fig. 3 that in this case, the coincidence of the pulses in the And circuit for a given synchronization time took place in block 7, where the phase matching of the synchronized sources was detected by the voltage E CA and UCA.

По вление импульса на выходе промежуточной схемы ИЛИ определ ет условие (одно из двух) включени  выключател , второе условие св зано с блоком контрол  частоты .The appearance of a pulse at the output of the intermediate OR circuit determines the condition (one of two) for the circuit breaker to be turned on, the second condition is associated with the frequency control unit.

Контроль частоты производитс  один раз в период следующим образомFrequency control is carried out once a period as follows

Вспомогательный формирователь 15 импульсов в начале отрицательного полупериода напр жени  Ед формирует импульс посто нной длительности (фиг 4), поступающий на информационный вход D-триггера 17, на стробирующий вход D-триггера поступает импульс с формировател  11 (фиг.З). срабатывающего в начале положительного полупериода напр жени  Ед . Длительность импульса с формировател  15 выбрана такой , что при допустимой разности частот напр жени  сети UA и напр жени  генератора Ед он своим задним фронтом перекрывает стробирующий импульс с формировател  11, что, в свою очередь, приводит к по влению логической единицы на выходе триггера 17 (фиг.З), который соединен с выходом схемы И 18 в цепи включени  выключател .The auxiliary pulse shaper 15 at the beginning of the negative half-cycle of voltage Ed generates a pulse of constant duration (Fig. 4), which arrives at the information input of the D-flip-flop 17, and a pulse from the former 11 (Fig. 3) is supplied to the gate input of the D-flip-flop. voltage triggered at the beginning of a positive half-cycle The pulse duration from the driver 15 is chosen such that, with an allowable difference between the frequencies of the voltage of the UA network and the voltage of the generator Ed, it covers the gate pulse from the driver 11 with its trailing edge, which, in turn, leads to the appearance of a logical unit at the output of the trigger 17 ( Fig. 3), which is connected to the output of circuit AND 18 in the switch on circuit.

Таким образом, включение о предлагаемый синхронизатор трехфазного фазосдви- гающего блока позволит расширить его функциональные возможности - использовать с любыми, а не только быстродействующими выключател ми, добива сь при этом приемлемых ошибок синхронизации и, значит , - допустимых возмущений в системе электроснабжени .Thus, switching on the proposed synchronizer of a three-phase phase-shifting unit will expand its functionality — use it with any, not just high-speed circuit breakers, while achieving acceptable synchronization errors and, therefore, permissible disturbances in the power supply system.

В качестве трехфазного фазосдвигаю- щего блока мохет быть использован трехфазный фазорегул тор или трехфазный дифференциальный сельсин.A three-phase phase regulator or a three-phase differential selsyn can be used as a three-phase phase-shifting unit.

Claims (1)

Формула изобретени The claims Импульсный синхронизатор по авт. св. № 1140204, отличающийс  тем. что, с целью расширени  функциональных возможностей , он снабжен трехфазным фазос- двигающим блоком, четыре входа которого подключены к выводам трех фаз и нейтрали синхронизируемого генератора, а четыре выхода - к фазным и линейным генераторным входам входных блоков так, что образуют одноименные пары с фазными и линейными сетевыми входами эт ;х блоковPulse synchronizer according to ed. St. No. 1140204, characterized in that. that, in order to expand the functionality, it is equipped with a three-phase phase-shifting unit, the four inputs of which are connected to the terminals of the three phases and the neutral of the synchronized generator, and the four outputs are connected to the phase and linear generator inputs of the input blocks so that they form the same pairs with phase and linear network inputs; x blocks AA И- JAnd- j Is.Is. UU Физ. iFiz. i Ф. аF. a
SU904879679A 1990-09-25 1990-09-25 Pulse synchronizer RU1774433C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904879679A RU1774433C (en) 1990-09-25 1990-09-25 Pulse synchronizer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904879679A RU1774433C (en) 1990-09-25 1990-09-25 Pulse synchronizer

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU1140204 Addition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1774433C true RU1774433C (en) 1992-11-07

Family

ID=21543631

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904879679A RU1774433C (en) 1990-09-25 1990-09-25 Pulse synchronizer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1774433C (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 1140204,кл. Н 02 J 3/42, 1983. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0075319A1 (en) Control apparatus for d.c. power transmission system
EP0301905B1 (en) Circuit and method for synchronizing power sources in a parallel AC electrical power system
JPH0152981B2 (en)
US4329652A (en) Apparatus for synchronization control of a plurality of inverters
RU1774433C (en) Pulse synchronizer
US4670831A (en) Method and apparatus for generating a control power delivered to a load by a polyphase power line
EP0478966B1 (en) Digital phase match discriminator for three-phase power
US3678369A (en) Cycloconverters
US4353015A (en) Apparatus for changing the relative phase angles of output shafts of a multiple motor electric drive
RU2014707C1 (en) Equipment for automatic synchronization of synchronous generators
SU1099314A1 (en) Method of static switching of three-phase capacitor bank
SU1140204A1 (en) Pulse synchronizer
SU1297169A1 (en) Method of automatic switchting of reserve power supply to consumers with motor load
US3428821A (en) Parallel switching device
SU1270833A1 (en) Device for precise automatic synchronizing of rectifier motor with supply line
SU1292107A1 (en) Device for switching two m-phase a.c.sources
SU955510A1 (en) Multi-phase rectifier control device
SU851640A1 (en) Method of switching-over two m-phase ac networks
RU2084073C1 (en) Parallel inverter control device
SU1086543A1 (en) Device for single-channel synchronous phase control of three-phase rectifier
SU736344A1 (en) Single-phase device for phase control of static converter
SU752749A1 (en) Multiphase inverter control apparatus
SU1370698A2 (en) Apparatus for automatic tuning of arc-extinguishing reactors
SU1408510A1 (en) Single-phase device for controlling m-phase static converter
SU1102008A1 (en) One-channel synchronous phase control device for polyphase rectifier converter