Вопрос 28

Устрій синхронізації УСГ-35. Робота резервного каналу синхронізації.

Устройство синхронизации УСГ-35 входит в состав системы «Ижора» и предназначен для включения генераторов на параллельную работу методом точной синхронизации с автоматической подгонкой частоты подключаемого генератора к частоте работающего. Устройство подключается к сети и синхронизируемому генератору через измерительные трансформаторы напряжения.

В состав устройства УСГ-35 входят:

• трансформаторно-выпрямительный блок ТВБ;

• основной канал синхронизации ОКС;

• резервный канал синхронизации РКС;

• блоки подгонки частоты БПЧ1 и БПЧ2;

• блок развода генераторов БРГ;

• схема совпадения СС.

Рисунок 28.1– Функциональная схема устройства УСГ-35

Блок ТВБ предназначен для формирования управляющих импульсов и питания коллекторных цепей и цепей смещения транзисторов. Из блока ТВБ управляющие сигналы поступают на входы основного и резервного каналов синхронизации и блоков подгонки частоты БПЧ1 и БПЧ2.

Назначение каналов и блоков

ОКС – для выдачи сигнала на включение генераторного автомата с заданным временем опережения;

РКС – для ограничения зоны синхронизации при выходе из строя элементов канала ОКС;

БПЧ1 и БПЧ2 – для уменьшения или увеличения частоты подключаемого генератора при ее подгонке к частоте работающего;

БРГ – для вывода подключаемого генератора из режима «зависания».

Резервный канал синхронизациипредназначен для контроля выполнения всех условий синхронизации и состоит из трех основных узлов:

• контроля разности напряжений;

• контроля разности частот;

• контроля угла рассогласования напряжений.

Узел контроля разности напряжений построен на триггере Тr 1Шмитта. Если разность напряжений не превышает установленного значения, узел разрешает синхронизацию.

Узел контроля разности частот построен на триггере Тr 2Шмитта, на вход которого поступает напряжение(U_s2+U_s2’).Этот узел обеспечивает постоянство времени опережения при любой допустимой разности частот. При частотеf_s<f_{s доп}узел выдает разрешение на синхронизацию.

Узел контроля угла рассогласования напряжений контролирует этот угол косвенно по напряжению U_s1огибающей. Если угол рассогласования φ ≤ 10º, то узел разрешает синхронизацию.

Симметричный триггер TrC1служит для проверки выполнения всех условий синхронизации. На его вход подаются выходные напряжения триггеровTr1иTr2и напряжениеU_s1узла контроля угла рассогласования. Если все три условия выполняются одновременно, с выхода триггераTrC1через выходной усилитель ВУ поступает сигнал на включение релеKV1, контакты которого включены в цепь включающего электромагнита генераторного автомата.

Рисунок 28.2 – Принципиальная схема резервного канала синхронизации

Принципиальная схема резервного канала синхронизациипредставлена на рисунке 28.2. По окончании пуска РДГ формируется сигнал «Готов к приему нагрузки». По этому сигналу в схему резервного канала синхронизации от источника постоянного тока подается напряжение питания 12 и 24 В, и напряжение смещения 3В. При этом образуется цепь заряда конденсаторовС1иС1:«+»12 В – диодVD6 – переход эмиттер – база транзистораVT1 – резисторR_б1– конденсаторыС1иС1- резисторR3 – «-»12 В. Зарядный ток конденсаторов кратковременно удерживает триггерTr1в опрокинутом состоянии, когдаVT1открыт, аVT2 – закрыт..Коллектор транзистораVT2 приобретает отрицательный потенциал, поэтому транзисторVT6 открывается током базы по цепи «+»12 В- переход эмиттер-база транзистораVT6–R6 –R_к2 - «-» 12 В. Симметричный триггерTrC1автоматически устанавливается в исходное состояние, при которомVT6 открыт, аVT5 закрыт. ОткрытыйVT6 шунтирует вход составного транзистораVT7 – VT8, поэтому оба транзистора закрыты,а релеKV1обесточено.

По окончании заряда конденсаторов С1иС1 триггер Tr1возвращается в исходное состояние, а триггерTrC1продолжает оставаться в прежнем состоянии. Открытое состояниеVT6поддерживает ток базы через резисторыR_с1 иR_к5.

Входным сигналом узла контроля разности напряженийявляются линейные напряжения сети и подключаемого генератораU_а1с1иU_а2в2,которые понижаются, выпрямляются, фильтруются, а затем сравниваются. Если величинаUдостаточна для опрокидывания триггераTr1, то на симметричный триггер поступает сигнал запрета на синхронизацию, так как восстанавливается цепь тока базы транзистораVT6 черезR6иR_к2.

Для контроля разности напряжений генераторов используется схема сравнения на резисторах R1, R2 и R5, R6 (блоки 1, 2). На резисторы R5 и R6 подаются выпрямленные диодами VD16, VD17 и VD22, VD23 напряжения, пропорциональные линейным напряжениям U_а1с1 и U_a2b2 генераторов. Алгебраическая сумма напряжений U_R5 и U_R6, действующих встречно, приложена к входу выпрямителя UZ1. Если напряжения генераторов одинаковы, то напряжения U_R5 и U_R6 взаимно компенсируются, поэтому напряжение на выходе выпрямителя U = U_R5 - U_R6 = 0. При неодинаковых напряжениях генераторов полярность напряжения U зависит от того, какое из напряжений (U_R5 или U_R6) больше. Напряжение U является входным для триггера Tr1 и должно иметь одну полярность, которую обеспечивает выпрямитель UZ1.