Реле опережения РО и реле контроля РКЧ и РКН

Реле опережения РО

Рис. 2.3.1.2 Схема реле опережения

Две обмотки реле опережения (использовано поляризованное реле типа РП-7) подключены к обмоткам дифференцирующего трансформатора TL. Реле РП-7 срабатывает (отпадает) при смене полярности суммарного магнитного потока его обмоток.

Первичная обмотка трансформатора TL включена через выпрямительный мост ВД1 на разность напряжений ΔỦ = Ủ _АГ – Ủ _АС, т.е. на напряжение биений. Закон изменения напряжения биений ΔỦ определится из рассмотрения диаграммы синхронизируемых напряжений.

Рис. 2.3.1.3. Векторная диаграмма напряжения биений

Здесь

δ =ω_S·t - текущий угол между напряжениями,

ω_S=2π· fs – угловая скорость скольжения,

fs= f_ген – f_сети - частота скольжения.

Из формулы видно, что напряжение биений изменяется по синусоиде с частотой, равной половине частоты скольжения.

Дифференцирующий трансформатор TLи реле опережения POсоздают постоянное время опережения, не зависящее от текущего скольжения. Трансформатор с воздушным зазором TLвключен на напряжение биений U_δчерез выпрямитель, и выпрямленное напряжение биений имеет форму огибающей U_δ, причем его положительной полуволны. Во вторичную обмотку трансформатора TLтрансформируется изменение выпрямленного напряжения U_δ. Сама трансформация определяется скоростью изменения напряжения в первичной обмотке TL, поэтому максимальное значение вторичного напряжения будет

при минимальном значении Uδ, а минимум вторичного напряжения - при Uδ max, т.е. вторичное напряжение изменяется по формуле 1_ой производной Uδ.

Рис. 2.3.1.4. Срабатывание реле опережения

Обмотки реле РО включены:

- рабочая обмотка 1 – на напряжение первичной обмотки TL,

- тормозная обмотка 2 – на напряжение вторичной обмотки.

Токи в обмотках РО:

в обмотке 1

В обмотке 2

т.е.

Из графика изменения токов в обмотках РО видно, что первой половине периода биений магнитные потоки обмоток направлены в одну сторону, положительны. Реле РО подтянуто. Во второй половине периода биений магнитные потоки от i_1РО и i_2РО направлены встречно, в точке t_оп они станут равны, после чего результирующий поток становится отрицательным. В точке t_опреле РО срабатывает (отпадает),.

Условия срабатывания реле:

Решаем уравнение относительно переменной величины t.

При малых углах

Теперь уравнение примет вид:

Следовательно, время опережения является постоянной величиной, так как коэффициенты к_{1 и} к₂ и не зависят от скольжения ω_{s .} Знак минус в формуле показывает, что включение происходит при отрицательных углах δ, до наступления угла 360°.

Регулирование уставки реле РО производится переменным резистором R21.

Уставка реле по времени опережения рассчитывается по формуле:

t_{оп. уст} = t_{В вкл}+ Δt, где

- t_{В вкл –} собственное время включения выключателя,

- Δt– учитывает время срабатывания промежуточного реле и погрешность по

времени действия выключателя и аппаратуры автосинхронизатора.

Реле контроля разности частот (РКЧ) (Рис.2.3.1.1. Приложения)

Реле РКЧ включено через выпрямительный мост ВД2 на напряжение биений ỦAδ = ỦА сети – ỦА ген и срабатывает на отпадание, когда Uδ ≤ U_{отпадания} реле.

Уставка реле задается величиной U_{отпадания}, зависящей от разности частот напряжений по формуле:

или

где t_оп – уставка реле опережения,

f_sдоп– допустимаея величина скольжения, здесь принимается без расчета

равной 0,2 Гц.

Для регулирования уставки реле предназначен переменный резистор R9.

Контроль разности частот выполнен в блоке логики, где контролируется очередность срабатывания реле РО и РКЧ, если РКЧ сработает (отпадет) раньше, чем реле РО, значит скольжение уменьшилось ниже допустимого и тогда включение разрешено.

Реле контроля разности напряжений (РКН) (Рис.2.3.1.1. Приложения)

РКН включено между средней точкой напряжения биений Ủ_Aδ = Ủ_{А сети} – Ủ_{А ген} (резисторы R₁₄ и R₁₅ – делитель напряжения Ủ_δ) и общей фазой B схемы цепей напряжения через выпрямительный мост ВД3.

Для понимания принципа работы реле рассматриваются векторные диаграммы напряжений, подаваемых на РКН в двух режимах, - в режиме равенства амплитуд синхронизируемых напряжений и при отличных друг от друга амплитудах (Рис. 2.3.1.6.)..

1 Режим 1. U_C= U_Г, напряжения равны.

1.1. Угол между U_Cети и U_Ген. = 0°

Напряжение реле Uф - пропорционально линейному напряжению

1.2. Угол между U_Cети и U_Ген. =180°

Напряжение реле Uреле = 0

2. Режим 2. U_C>U_Г;

2.1. Угол между U_Cети и U_Ген. = 0°

Напряжение U реле пропорционально полусумме линейных напряжений.

2.2. Угол между U_Cети и U_Ген. =180°

Напряжение U реле пропорционально половине разности линейных напряжений.

Рис. 2.3.1.6. Векторные диаграммы напряжений 4-х режимов работы реле РКН

При U_Г = U_С напряжение на реле РКН от начала периода биений до 180° изменяется от линейного напряжения к нулю, а к концу периода – от нуля до U лин. Реле РКН подтянуто на всех участках периода, кроме зоны углов, близких к 180°, где напряжение на реле близко к нулю. В этой зоне реле отпадает.

С появлением разности между величинами U_Г и U_С напряжение на РКН при δ =180° становится больше нуля и увеличивается с увеличением этой разности, а при определенных соотношениях напряжений генератора и сети становится больше U_отп. РКН. Это значит, что за полный оборот биений напряжение на РКН не снижается до U_отп и реле не отпадет, фиксируя этим недопустимую разность напряжений сети и генератора.

Уставка реле на отпадание при углах ≈ 180° принимается всегда одинаковой, равной

Узел подгонки частоты

(Рис.2.3.1.1 приложения)

Узел содержит два реле подгонки, - реле прибавить частоту (РПЧ) и реле убавить частоту (РУЧ), включенные: РПЧ – между одноименными фазами напряжений генератора и сети U_Агени U_{Асети­,} РУЧ – между разноименными фазами U_Сгени U_Асети, каждое

через свой выпрямитель­. В состав узла входит реле РВ с выдержкой времени, определяющей длительность выходного импульса.

Для понимания принципа действия узла подгонки частоты построим векторные диаграммы напряжений реле РПЧ и РУЧ (Рис. 2.3.1.8.) для разных углов между синхронизируемыми напряжениями.

1.Угол между U_Cети и U_Ген. = 0°

U_РУЧ = U_л

U_РПЧ = 0

Напряжения на реле равны соответственно: U_РУЧ = U_лин, U_РПЧ = 0.

2.Угол между U_сети и U_{ген =} -60°

Напряжения на реле равны соответственно: U_РУЧ =0, U_РПЧ = U_лин.

3. Угол между U_сети и U_{ген =} 180°

Напряжения на реле равны соответственно: U_лин < U_РУЧ < 2U_лин, U_РПЧ = 2U_лин.

Рис. 2.3.1.7. Векторные диаграммы напряжений реле подгонки частоты

Если составить таблицу изменений напряжений на реле РПЧ и РУЧ в трех точках напряжения биений,

то можно определить, что формула изменения напряжения на реле РПЧ совпадает с формулой изменения напряжения биения:

а напряжение на реле РУЧ опередит его на 60°:

Напряжение срабатывания обоих реле одинаково и равно:

U_{сраб.РПЧ} = U_{сраб.РУЧ} = (1,3÷1,4) Uном _Сети

Работа узла подгонки частоты рассматривается на линейном графике изменения напряжений на реле РПЧ и РУЧ с изменением угла между напряжениями в положительную и отрицательную сторону, при принятом положительном значении скольжения и угла δ.

При f_Г > f_С (генератор опережает) U_биений увеличивается слева направо. В схеме подгонки сначала сработает РУЧ, блокирует работу реле РПЧ контактом РУЧ₁ и даст импульс «убавить» регулятору оборотов турбины контактом РУЧ_3, снижая частоту генератора.

Если генератор отстает, f_Г < f_С, U_биений увеличивается справа налево, начинает работу реле РПЧ, блокирует РПЧ₁ действие РУЧ и контактом РПЧ₃ дает импульс на «прибавить», увеличивая частоту генератора.

Длительность воздействия на регулятор оборотов турбины определяет реле времени узла подгонки. Реле – это схема, собранная на промежуточном реле РВ, не имеющем собственного регулирования выдержки времени.

Когда сработает реле подгонки, оно замкнет свой контакт РУЧ₃ или РПЧ₃ и сразу выдаст воздействие «убавить» или «прибавить» на регулятор оборотов турбины, так как размыкающий контакт РВ₃ замкнут. Одновременно контактом РУЧ₂ или РПЧ₂ реле подгонки подаст оперативный ток в схему РВ и этим запустит его отсчет времени. В первый момент обмотка РВ зашунтирована цепочкой из своего замкнутого контакта РВ1 и конденсатора С₇. Начинется заряд C₇ по цепи: «минус» – R₂₉ – R₂₅ – C₇ – «плюс». Напряжение на C₇ и РВ возрастает, достигает значения U_ср РВ, реле подтягивается и контактом РВ₃ разрывается цепь воздействия на двигатель регулятора турбины. Время срабатывания РВ равно времени заряда C₇. Одновременно контактом РВ₁ разрывается цепь заряда C₇, а контактом РВ₂ конденсатор С₇ подключается к разрядному сопротивлению R24. Емкость C₇ разряжается, обеспечивая почти мгновенную готовность РВ к следующему действию.

Уставка времени РВ задается, исходя из параметров регулятора турбины (t_сраб = 0,2 ÷ 0,5c). Регулируется уставка подстроечным резистором R_29.

.

Узел включения

(Рис.2.3.1.1. Приложения)

Узел включения реализует логику контроля параметров синхронизируемых напряжений и выбор момента включения. Работа узла логики происходит в 2 этапа.

1 этап.Срабатывания реле 1РП

После подачи на автосинхронизатор напряжений генератора, сети и оперативного тока начинает изменяться напряжение биений U_δ. Логику 1-ого этапа проследим, начиная с угла δ = 0°. Исходно в этом положении замкнут контакт РО₂ (РО подтянуто), замкнут размыкающий контакт РКЧ₁ и контакт РКН₂, разомкнут РКН₁. По мере повышения напряжения биений, при U_δ = U_{отп РКЧ} реле подтянется, замкнет свой контакт РКЧ₂ и разомкнет РКЧ₁. Далее при δ ≈ 180° отпадет реле РКН, которое замкнет контакт РКН₁ и разомкнет РКН₂ (при условии, что амплитуды напряжений равны). Реле 1РП сработает.

Далее при увеличении угла больше 180° контакт РКН₁ разомкнется снова, но 1РП встанет на самоподхват, зашунтировав РКН₁ контактом 1РП₂.

2 этап. Срабатывание 2РП

В цепи катушки 2РП замкнется контакт 1РП₃, будет замкнут контакт РКН₂ и схема будет ожидать очередности срабатывания (замыкания размыкающих) контактов реле РКЧ₁ и РО₁.

Если частота скольжения f_S > f_Sдоп, РО перемкнет контакты раньше, чем РКЧ и цепь на 2РП не соберется. Включения на этом периоде биений не произойдет. Если же f_S < f_Sдоп, то РКЧ отпадет первым, замкнется РКЧ₁ и лишь затем РО разомкнет контакт РО₂ и замкнет РО₁. Реле 2РП сработает и даст импульс на включение выключателя генератора контактом 2РП_3.

Контакт 2РП₂ подхватывает (шунтирует) контакт реле 1РП₃ до завершения включения выключателя.

Автосинхронизатор СА–1

Автосинхронизатор СА-1 по принципу действия также устройство с постоянным временем опережения.

По сравнению с АСТ-4 в СА-1 изменилась элементная база устройства; здесь её основу составляют микроэлектронные устройства: операционные усилители и элементы логики.

Объем функций, выполняемых устройством СА-1, аналогичен функциям,

предусмотренным в АСТ-4:

· контроль разности амплитуд напряжений,

· контроль разности частот напряжений,

· выбора момента включения выключателя и подача импульса на его включение.

· подгонка скольжения к заданной уставке по скольжению.

Существенным отличием в функциях СА-1 от АСТ-4, является то, что выбор момента включения выключателя здесь производится с учетом не равномерного, а равноускоренного движения турбины.

В состав автосинхронизатора входят функциональные блоки:

1) Блок питания (БП),

2) Преобразователь функциональный (ПФ),

3) Узел опережения, выбирающий момент подачи импульса на включение (БВО),

4) Узел контроля разности амплитуд напряжений (в блоке запрета БЗ),

5) Узел контроля разности частот синхронизируемых напряжений (в БЗ),

6) Логическая схема, формирующая команду на включение (блок логики БЛ),

7) Узел включения (в блоке питания),

8) Блок подгонки скольжения (БПС).

Входы СА–1:

1) Переменное напряжение сети (2 фазы),

2) Переменное напряжение генератора (2 фазы,).

3) Напряжение оперативного питания (~100 В от ТН генератора

или ~220 В от схемы собственных нужд станции).

Выходы СА-1 аналогичны выходам АСТ-4.

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: