2. Реле разности частот ргр-11

_{(Рис. 2.4.3.2. приложения)}

_{Реле выполнено с использованием элементов микроэлектроники и полупроводниковой техники.}

_{Входные величины реле, - два напряжения:}

_{- Uгенератора = Uостаточное = ~ 2В втор.}

_{- Uсети = 100В втор.}

_{Вход каждого напряжения поступает через свой промежуточный трансформатор TV1 (TV2) на свой блок преобразования частоты (БПЧ). На дополнительные вторичные обмотки трансформатора TV1, подключенного к напряжению сети, включен блок питания реле БП.}

_{Блок питания имеет выходы:}

_{± 15В стабилизированное, - для питания микроэлектронной части схемы реле,}

_{+ 24В нестабилизированное, - для цепей выходных реле.}

_{За базисное напряжения принято напряжение Uсети.}

_{Блок преобразования частоты}

_{Выходное напряжение каждого БПЧ пропорционально длительности периода своего входного напряжения и, следовательно, обратно пропорционально его частоте.}

_{Схема блоков 1БПЧ и 2БПЧ одинакова, их принцип действия рассматривается на примере схемы 1БПЧ.}

_{Операционный усилитель А1 на входе 1БПЧ вместе с элементами входа R1 и C1 представляет из себя формирователь – ограничитель импульсов напряжения. На его выходе формируется напряжение прямоугольной формы и обратного знака по отношению ко входу (рис. 2.4.3.3. приложения). Далее согласующая цепь R11, VD5, R17 срезает отрицательную полуволну напряжения выхода А1 и работает только положительная полуволна. Следующий элемент, микросхема D3 – инвертор с логикой}

_{«ИЛИ-НЕ». На входе D3 - чисто прямоугольные импульсы длительностью в половину периода, на выходе – те же импульсы, сдвинутые на полпериода относительно входа.}

_{В следующей части схемы БПЧ основные элементы – это конденсаторы памяти С14 и С15 и управляющие ими разрядные ключи SB1 и SB2.}

_{При появлении на выходе D3 знака «+» зарядный ток конденсатора С10 открывает ключ SB1, конденсатор памяти С14 почти мгновенно разряжается, а С10 продолжает заряжаться до значения Uвых. D3, после чего ключ SB1 закрывается.}

_{Одновременно с появлением на выходе D3 знака «+» закроется диод VD11 и откроется VD15 – конденсатор С14 заряжается по цепи +15В, R23, VD15, C14, «0».}

_{Когда на выходе D3 знак «+» сменится на «нуль», откроется диод VD11, закроется VD15, заряд С14 прекращается, а С10 разряжается. Напряжение заряда С14 будет пропорционально длине периода и обратно пропорционально частоте напряжения сети (рис. 2.4.3.3. приложения).}

_{Тоже самое в другую половину периода, когда «+» появится на входе D3, происходит с конденсатором памяти С15.}

_{Напряжение заряда конденсаторов памяти почти одинаковые и одно из них, большее по значению в данный момент, прикладывается к делителю из резисторов R39, R42}

_{(рис. 2.4.3.3. приложения). По величине это потенциал контрольной точки xр1, величина которого обратно пропорционально частоте сети.}

_{Выход с делителя поступает на включенные последовательно усилители А3 и А5, имеющие коэффициент усиления К = 1. При этом А3 – неинвертирующий, а А5 – инвертирующий усилитель.}

_{Второй блок преобразования частоты построен аналогично. На его выходе xр2 напряжение обратно пропорционально частоте генератора.}

_{Оба напряжения с БПЧ сравниваются на операционном усилителе А4, где}

_{- напряжение U(f сети) с БПЧ1 через усилитель А3 подано на инвертирующий}

_{вход, а}

_{- напряжение U(f генер.) с БПЧ2 - на неинвертирующий вход.}

_{На выходе А4 (контрольная точка xр3) получается усиленный разностный сигнал двух входных напряжений со своим знаком.}

_{При равенстве fc = fген. напряжение выхода усилителя А4 Uвых. А4 = 0,}

_{При fс < fген. напряжение выхода Uвых. А4 – «-», отрицательное,}

_{При fс > fген. напряжение выхода Uвых. А4 – «+», положительное.}

_{Далее Uвых. А4 подается на входы компараторов А6 и А7, туда же поданы напряжения задания уставки, взятые с резисторов R48 и R58. Благодаря тому, что напряжения задания уставки взяты с выходов усилителей А3 и А5, уставка реле Δf уст. от частоты сети не зависит.}

_{Если |Δf| < Δfуст, компараторы А6 и А7 не сработают и их напряжения выхода будут равны:}

_{Uвых. А6 – «-», отрицательное,}

_{Uвых. А7 – «+», положительное,}

_{следовательно, на микросхему D4 с логикой «исключающее ИЛИ» поступают два напряжения разной полярности.}

_{Если |Δf| > Δfуст, один из компараторов А6 или А7 сработает и изменит знак напряжения выхода на противоположный. На входах D4 появятся напряжения одинакового знака, либо оба «+», либо оба «-».}

_{Из логики формирования выхода микросхемы D4 «исключающее ИЛИ» видно, что при разных потенциалах на входах её выход Y= 1, при одинаковых потенциалах Y = 0.}

_{Потенциал выхода D4, поданный через элемент времени на базу транзистора VT6, управляет открытием транзистора.}

_{Когда Δf < Δfуст → входы D4 разные → выход D4 = 1 → транзистор VT6 через элемент времени DT открывается, срабатывает выходное реле KL и разрешает включение выключателя генератора.}

_{Когда Δf > Δfуст → входы D4 одинаковые → выход D4 = 0 → транзистор VT6 закрыт, реле KL запрещает включение выключателя.}

_{Уставка реле Δfуст регулируется резисторами R48 и R58.}

_{Технические данные реле:}

_{- Uном = 100В любой обмотки, термостойкость их одинакова,}

_{- пределы уставка по скольжению Δf = 0,5÷4,0 Гц,}

_{- чувствительность реле обеспечивается, начиная с U = 0.02Uном (2В вт),}

_{- время замкнутого состояния контактов KL не менее 0,4 сек обеспечивается}

_{элементом времени DT на выходе микросхемы D4.}

4. _{Схема управления выключателем гидрогенератора.}

_{(Рис.2.5. приложения)}

_{В данном разделе рассматривается схема управления выключателем генератора, который оснащен устройствами для выполнения следующих видов синхронизации: точной ручной синхронизации, самосинхронизации и точной автоматической синхронизации.}

_{Гидрогенератор средней мощности, имеет тиристорную параллельную систему возбуждения. В схеме используется автосинхронизатор типа СА-1.}

_{Условные обозначения в схеме}

_{SN11 – ключ выбора способа синхронизации,}

_{SA, SA1 – ключи управления выключателем генератора,}

_{SS1 – ключ точной ручной синхронизации,}

_{ΔKL – реле пуска агрегата,}

_{*KL – реле останова агрегата,}

_{KLW – реле оборотов гидроагрегата, nуст = 95%nном,}

_{KFP – реле разности частот,}

_{KSS – реле контроля синхронизма (φуст = ± 40°),}

_{KV4 – реле контроля наличия Uсети (Uуст = 70% Uном),}

_{KV3 – реле контроля отсутствия Uген. (Uвозвр.=30% Uном),}

_{KLQ – повторитель положения выключателя генератора,}

_{KV6 – реле контроля наличия Uген. (Uуст = 70% Uном).}

_{Реле из схемы возбуждения}

_{K5 – повторитель включенного положения АГП,}

_{KL15 – повторитель реле подачи возбуждения,}

_{K41 – реле сигнализации окончания подгонки напряжения генератора.}

_{I. Точная ручная синхронизация.}

_{Исходная схема.}

_{Генератор поставлен на обороты, регулятор скорости гидротурбины в работе; подано возбуждение генератора, регулятор напряжения поддерживает Uген. = Uном.}

_{Порядок выполнения операций.}

1. _{Ключ выбора способа синхронизации SN11 переводится в положение «точная ручная синхронизация» (РС).}

2. _{Вставляется съёмная рукоятка и включается ключ SS1синхронизации генератора.}

_{Контакты ключа подают на общестанционные шинки синхронизации напряжения от ТН генератора и от ТН сети, и контактами 1-3 и 5-7 подготавливают цепь включения выключателя генератора.}

3. _{Общий ключ колонки синхронизации устанавливается в положение «грубо» и вручную подгоняют частоту вращения (скольжение) и амплитуду напряжения генератора.}

4. _{Ключ колонки синхронизации переводится в положение «точно», в работу включается синхроноскоп, подгонка скольжении продолжается до значения менее 0,2 Гц. По достижении скольжения 0,2 Гц и менее, оперативный персонал станции с некоторым опережением до положения стрелки синхроноскопа «синхронно» дает ключом управления выключателя SA импульс «включить». Время опережения определяется собственным временем включения выключателя. Цепь включения контролируется реле контроля синхронизма общестанционной схемы точной ручной синхронизации.}

5. _{После включения выключателя, по окончании синхронизации отключается колонка синхронизации, ключ SN11 переводится в положение «отключено», ключ SS1 синхронизации генератора также переводится в положение «отключено», рукоятка его снимается.}

_{II. Самосинхронизация}

_{Исходная схема.}

_{Генератор стоит, ротор генератора замкнут на гасительное сопротивление Rс.с.}

_{Порядок операций.}

1. _{Ключ выбора способа синхронизации SN11 устанавливается в положение «самосинхронизация» (СС).}

2. _{Гидроагрегат пускается, разворачивается до номинальных оборотов. Срабатывают реле KLS1 и KLS2 схемы подготовки самосинхронизации.}

_{Схема пуска самосинхронизации контролирует, что был импульс на пуск агрегата (замкнут контакт реле ΔKL (21РП), что обороты генератора превысили 95% nном (сработало реле KLW), что на шинах станции имеется напряжение (замкнут замыкающий контакт реле KV4, Uуст = 70% Uном), которое стабильно держится в течение 5 сек (уставка реле времени KT11), а на генераторе возбуждение отсутствует (контролируется размыкающим контактом реле минимального напряжения KV3 с уставкой (Uвозвр.=30% Uном),}

3. _{Если выполнены все контролируемые условия, замкнется контакт 2-4 реле KLV и дальнейшее срабатывание схемы определяется работой реле разности частот KFP типа РГР-11. При снижении скольжения меньше уставки срабатывания срабатывает РГР-11, срабатывает его повторитель KLF, шунтирует контакты KFP и замыкает свои контакты 2-4 в цепи включения выключателя генератора. Цепь включения уже подготовлена замыкающим контактом реле KLS1, которое повторяет положение ключа SN11, замкнутого в положении «самосинхронизация».}

4. _{Сюда же, в цепь включения введены элементы контроля положения коммутационных аппаратов в схеме возбуждения генератора:}

_{- АГП включен, контакт 9-10 реле К5 замкнут,}

_{- реле подачи возбуждения KL15 отпавшее.}

_{5. После включения выключателя генератора через 0.5 сек на генератор подается возбуждение. По мере нарастания I ротора до значения 0,5Iрот. хх, цепь сопротивления R самосинхронизации размыкается, генератор получает собственное возбуждение, регулятор напряжения поднимает и удерживает напряжение генератора на уровне Uном, и после нескольких качаний генератор втягивается в синхронизм с системой.}

_{III. Точная автоматическая синхронизация.}

_{Исходная схема.}

_{Генератор на оборотах, возбужден, регуляторы скорости и напряжения генератора поддерживают номинальные параметры.}

_{Порядок выполнения операций.}

1. _{Ключ выбора способа синхронизации SN11 – в положение «точная автоматическая» (АС). Сработают реле пуска точной автоматической синхронизации KLS3 и KLS4, если выполнены контролируемые условия:}

_{- замкнуты контакты реле пуска гидроагрегата ΔKL,}

_{- обороты агрегата близки к nном (более 95% nном)}

_{- на генератор подано возбуждение (сработало реле KV6 c уставкой 70% Uном).}

_{2. Реле KLS4 подготовит цепь включения выключателя (замкнется}

_{контакт 5-7 KLS4) и вместе с реле KLS3 подаст на автосинхронизатор СА-1}

_{питание и цепи напряжения от ТН генератора и ТН шин. Ещё один контакт}

_{KLS3 сообщит в схему возбуждения генератора о готовящейся синхронизации,}

_{этим сигналом регулятор напряжения будет переведен в режим подгонки}

_{напряжения генератора к напряжению сети.}

_{3. Сразу после подачи питания и входных напряжений}

_{автосинхронизатор начнет подгонку частоты к fs уставки БПС. Одновременно}

_{регулятор напряжения выполняет подгонку напряжения генератора.}

_{4. При выполнении всех условий синхронизации автосинхронизатор СА-1 за}

_{время, равное tоп. уст до положения «синхронно» (δ = 360º) выдает импульс на}

_{включение В-генератора.}

5. _{В цепь включения введен замыкающий контакт реле К41 схемы возбуждения, - сигнал о завершении подгонки напряжения генератора к заданной уставке. Кроме того, цепь включения контролируется контактом реле контроля синхронизма KSS с уставкой по углу ±40°, который предупредит включение в случае возможной ошибки автосинхронизатора. Реле KLN в цепи включения замыкает контакт 5-7, - подхватывает импульс включения и позволяет завершить его, независимо от положения контакта реле KSS.}

_{Схема пуска автоматической точной синхронизации разбирается контактом реле пуска агрегата ΔKL после включения выключателя. Переключатель SN11 переводится в положение «отключено».}