Вопрос 29
Блок розподілу активних навантажень генераторів БРНГ. Схема, принцип дії.
Блок входит в состав СУ СЭЭС типа "Ижора-М" и предназначен для автоматического распределения активных нагрузок между параллельно работающими СГ. Работа блока начинается с момента включения АВ резервного генератора, т. е. сразу после окончания процесса синхронизации и продолжается в течение 8-38 с, после чего блок автоматически отключается при помощи реле времени. Таким образом; распределение нагрузок осуществляется только на время приема нагрузки резервным генератором. В дальнейшем распределение активных нагрузок выполняют АРЧ генераторных агрегатов.
Блок вырабатывает непрерывный или импульсный сигнал в зависимости от значения степени неравномерности Р распределения активных нагрузок, граничное значение которого Ргр может устанавливаться в пределах ±0,15, ±0,25, ±0,35Рном генератора. При Р > Ргр блок обеспечивает непрерывное включение серводвигателя резервного ГА, ускоряя процесс распределения нагрузок; при Р < Ргр - импульсное включение серводвигателя, что позволяет избежать перерегулирования
Рисунок 29.1 – Функциональная схема блока распределения активных нагрузок генераторов БРНГ
Элементной базой блока в основном являются микросхемы (логические элементы, генератор импульсов, усилитель и др.). В состав блока входят: узел уставки УУ с двухполюсным переключателем уставок SA1, при помощи которого задают указанные выше значения Ргр; двух-полюсные кнопки SB1-SB4 для контроля исправности блока; формирователь сигналов UV; компараторы DD1.1-DD1.4, представляющие сравнивающие устройства с аналоговым входом и дискретным выходом; логические элементы DD2.1, DD2.2 (И - НЕ), DD3.1-DD3.4 (НЕ), DD4.1, DD4.2 (ИЛИ - НЕ) и выходные усилители А1, А2. На выходах этих усилителей включены реле «увеличение нагрузки» и «уменьшение нагрузки».
Алгоритмы функционирования логических элементов:
элемент «И – НЕ» - если на всех без исключения входах логические единицы, на выходе логический 0; если хотя бы на одном входе 0, на выходе 1;
элемент «ИЛИ – НЕ» - если на любом входе 1, на выходе 0; если на всех без исключения входах 0, на выходе 1;
элемент «НЕ» - если на входе 1, на выходе 0; если на входе 0, на выходе 1.
Выходные усилители А1 и А2, не являясь собственно логическими элементами, реализуют логическую функцию «ДА» (повторение): если на входе 1, на выходе 1; если на входе 0, на выходе 0.
Питание элементов блока обеспечивает узел питания АG, на вход которого подается напряжение 220 В (127 В) частотой 50 Гц, а с выхода снимаются напряжения: не стабилизированное +27 В и стабилизированные +5, +12,6 и -12,6 В.
После включения на шины резервного генератора (обозначим резервный генератор СГ2, а базовый генератор – СГ1) выходы блоков измерителей активного тока БИАТ-1 и БИАТ-2 обоих генераторов соединяются последовательно. Поэтому при неодинаковых активных нагрузках генераторов через контакты 3-1 кнопок SB1-SB4 на вход формирователя UV подается напряжение U, пропорциональное степени неравномерности активных нагрузок генераторов. С выходов 1-4 формирователя через контакты 4-2 кнопок SB1-SB4 напряжения Uф поступают на нижние входы компараторов DD1.1-DD1.4. Из узла уставок УУ на верхние входы этих компараторов подаются напряжения уставок Uуст, причем на входы компараторов DD1.2 и DD1.4 непосредственно, а на DD1.1 и DD1.3 через переключатель уставок SA1.
Принцип действия компаратора основан на сравнении двух входных напряжений: уставки Uуст и формирователя Uф. На выходе компаратора устанавливается логический 0 при Uуст > Uф и логическая 1 при Uуст < Uф. Напряжение уставки компаратора DD1 I (DD1.3) выше, чем DD1.2 (DD1.4). Схемы компараторов построены на операционных усилителях типа К1УТ401Б.
Предположим, что активная нагрузка СГ1 больше, чем СГ2. Напряжение Uф на входе формирователя UV имеет полярность напряжения на выходе блока БИАТ-1. При этом на выходах 2, 4 формирователя напряжение Uф = 0, а на выходах 1, 3 напряжение Uф пропорционально степени неравномерности активных нагрузок. Таким образом, на нижние входы компараторов DD1.3 и DD1.4 напряжения с формирователя не поступают. Поэтому на выходах этих компараторов будут логические нули, вследствие чего становится невозможным включение реле «уменьшение нагрузки». С выходов 1, 3 формирователя напряжение Uф поступает на нижние входы компараторов DD1.1 и DD1.2. Уровень сигналов (0 или 1) на выходах компараторов DD1.1 и DD1.2 зависит от степени неравномерности нагрузок генераторов.
Если степень неравномерности нагрузок Р > Ргр, а такое возможно сразу после включения СГ2 на шины, когда вся нагрузка находится на СГ1, то на выходах компараторов DD1.1 и DD1.2 будут логические единицы. С выхода компаратора DD1.1 логическая 1 поступает на верхний вход элемента DD4.1. Поэтому на его выходе будет логический 0, поступающий на вход элемента DD3.3. С выхода элемента DD3.3 логическая 1 поступает на вход усилителя А1, в результате реле «увеличение нагрузки» работает непрерывно.
По мере перевода нагрузки на СГ2 степень неравномерности нагрузок уменьшается до заданного переключателем SA1 граничного значения Ргр. В этом случае на входе компаратора DD1.1 напряжение формирователя уменьшается до значения Uф < Uуст , поэтому на выходе элемента DD1.1 устанавливается логический 0. Однако уменьшение напряжения на входе элемента DD1.2 недостаточно для изменения состояния DD1.2, поэтому на выходе элемента DD1.2 сохраняется логическая 1, поступающая на верхний вход элемента DD2.1. В промежутки времени, когда генератор импульсов G выдает сигнал в виде логической 1, на оба входа элемента DD2.1 поступают логические единицы, вследствие чего на его выходе будет логический 0. В результате на выходах элементов DD3.1 логическая 1, DD4.1 логический 0, DD3.3 логическая 1. На выходе усилителя А1 включается реле «увеличение нагрузки». При снятии сигнала генератора G на выходе усилителя А1 устанавливается логический 0, упомянутое реле отключается. Таким образом, реле «увеличение нагрузки» включается в такт сигналам генератора импульсов G.
При уменьшении степени неравномерности нагрузки до некоторого минимального значения Pmin (обычно Pmin Рном ) на выходе компаратора DD1.2 устанавливается логический 0. В этом случае на выходах элементов устанавливаются следующие сигналы: DD2.1 - логическая 1, причем импульсы генератора G не изменяют состояние этого элемента; DD3.1 логический 0; DD4.1 логическая 1; DD3.3 логический 0. Реле «увеличение нагрузки» отключается.
Исправность БРНГ проверяют при помощи кнопок SB1SB4. Нажатие любой из них приводит к снятию напряжений Uф со входов компараторов DD1.1-DD1.4 вследствие размыкания контактов 3-1 нажатой кнопки и подаче на вход соответствующего компаратора сигнала из узла уставок УУ через замыкающие контакты 2-6 этой кнопки. Для получения непрерывного (импульсного) сигнала на выходе усилителя А1 нажимают кнопку SB1 (SB3), на выходе усилителя А2 - кнопку SB2 (SB4).