Устройство для управления регулятором возбуждения синхронного генератора

Устройство для управления регулятором возбуждения синхронного генератора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОЕЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PECflVSЛИН

09} 01) А уу) Н 02 P 9/10 Н 02 P 9/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ. :.

I:

"«

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3378005/24-07 (22) 07. 01. 82 (46) 1 .07,83. Бюл. И 26 (72) Р.С. Бейм, В.П . Васин и И.В.Яиткенс (71) Носковский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетический институт (53) 621.316.722:621.313.322(088.8) (56) 1. Веников В.А. Переходные электромеханические процессы в электрических системах. И., "Высшая школа", 1970, с. 206-229.

2. Авторское свидетельство СССР и 448562, кл. Н 02 Р 9/10, 1972. (54)(57) 1 ° УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ РЕГУПЯТОРОИ ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА, содержащее датчик отклонения режимного параметра, к выходу которого подключены два пороговых элемента, пороговый элемент по напряжению, вход которого связан с датчиком текущего значения напряже" ния на шинах синхронного генератора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности управления возбуждением синхронного генератора при возникновении в энергосистеме автоколебаний, оно снабжено двумя временными блоками, элементом

И, двумя интегрирующими усилителями, ключом и управляемым генератором периодического сигнала, причем входы временных блоков соединены соответственно с выходами пороговых элементов, выходы временных блоков через элемент И соединены с одним интегрирующим усилителем непосредственно, а с другим - через ключ, соединен" ный с выходом порогового элемента по напряжению, выходы интегрирующих усилителей -подключены к управляемому генератору периодического сигнала.

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, оно снабжено допол" нительным временным блоком,.вход которого соединен с выходом элемента И, а выход - с.входами установки интегрирующих усилителей в нулевое состояние.

1029

Изобретение относится к электротехнике, о частности к устройствам управления регуляторами возбуждения синхронных генераторов при автоколебаниях в энергосистеме.

Известны автоматические регулято" ры возбуждения пропорционального и сильного действия, содержащие измерительную, логическую и усилительноисполнительные части. Одной из задач, возлагаемых на автоматические регуляторы возбуждения, является демпфирование синхронных качаний в энергосистеме, что обеспечивается оптимальным выбором закона автоматического регулирования возбуждения и специальной настройки параметров регулятора возбуждения.

Особенностью электрических систем является зависимость областей стати" ческой устойчивости (в плоскости на"

20 строечных параметров) от режима рабо" ты $1).

Недостаток указанных регуляторов заключается в том, что оптимальная (с точки зрения наилучшего демпфирования синхронных качаний) рабочая настройка параметров для одного режима для других режимов или при дру-.

I гих схемах системы (после аварийных оТ ключе ний ) может быть не оптимальной и даже оказаться в области автоколебаний, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для автоматического управления возбуждением синхронного генератора, осуществляющее временное автоматическое повышение уставки по напряжению регулятора возбуждения

35 ного парамет ра, к выходу которого подключены его пороговые элементы, пороговый элемент по напряжению и блок изменения уставки автоматического регулятора возбуждения. Устройство позволяет повысить уровень ус" тойчивости энергосистемы при динамических возмущениях 12 1.

Однако, при возникновении в энергосистеме незатухающих автоколеба-.

50 ний оказывается малоэффективным. При! использовании указанного- устройства возникают трудности с определением уровня подъема уставки в регуляторе и выбором значения величины отклонения режимного параметра, при повыше- нии которой необходимо форсировать возбуждение. Так, при сравнительно и содержащее датчик отклонения режим-40

372 2 больших значениях уставки по отклоне нию режимного параметра имеет место запаздывание в подаче форсировочного сигнала, что приводит к недоиспользованию воэможностей системы возбуждения, а при малых - форсирование происходит и при небольших возбуждениях, когда нет необходимости в дополнительном воздействии на систему возбуждения генератора.

Целью изобретения является повышеwe эффективности управления возбуждением синхронного генератора при возникновении в энергосистеме незатухающих автоколебаний.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления регулятором возбуждения синхронного генератора, содержащее датчик отклонения режимного параметра, к выходу которого подключены два пороговых элемента, пороговый элемент по напряжению, вход которого связан с датчиком текущего значения напряжения на шинах синхронного генератора, снабжено двумя временными блоками, элементом И, двумя интегрирующими усилителями, ключом и управляемым генератором периодического сигнала, причем входы временных блоков соединены,соответственно с выходами пороговых элементов, выходы временных блоков через элемент И соединены с одним интегрирующим усилителем непосредственно, а с другим - через ключ, соединенный с выходом порогового элемента по напряжению, выходы интегрирующих усилителей подключены к управляемому генератору периодического сигнала.

C целью расширения функциональных возможностей устройство снабжено дополнительным временным блоком, вход которого соединен с выходом элемента И, а выход - с входом установки интегрирующих усилителей в нулевое состояние.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для автоматического управления возбуждением синхронного генератора.

Устройство содержит датчик 1 отклонения режимного параметра, выход которого подключен на входы пороговых элементов 2 и 3 соответственно для положительного и отрицательного отклонения режимного параметра, причем их выходы через временные блоки

4 и 5 связаны с элементом 6 И, вы3 10293 ход которого соединен с ключом 7 и с входом второго интегрирующего уси-. лителя 8, пороговый элемент 9 по напряжению, первый интегрирующий усилитель 10, управляемый генератор 11 периодического сигнала, входы которого включены на выходы интегрирующих усилителей 8 и 10, а выход соединен с сумматором автоматического регулятора возбуждения (не показан), jp при этом вхЬды установки интегрирующих усилителей в нулевое состояние могут быть соединены с выходом дополнительного временного блока 12.

Устройство .для автоматического управления возбуждением .работает следующим образом.

При появлении автоколебаний в энергосистеме на выходе датчика I отклонения режимного параметра появляется периодический сигнал, имеющий частоту, равную частоте автоколебаний и амплитуду, пропорциональную отклонению режимного параметра от номинального значения. Этот сигнал при превышении уровня уставок вызывает срабатывание пороговых элементов 2 и 3 при положительном и отрицательном. отклонении соответственно.

Таким образом, срабатывание пороговых элементов 2 и 3, по отклонению

30 ,режимного параметра разнесено во времени и следует одно за другим при автоколебаниях. Выходные. сигналы поро- говых элементов. 2 и 3 запускают соответствующие временные, блоки 4 и 5, на выходе которых появляются сигналы, которые сохраняются в течение

1-3 после исчезновения сигнала на входе временного блока, т.е. временные блоки обеспечивают задержку ис" 4О чезновения сигнала на заданную величину времени t3. Сигналы с временных блоков 4 и 9 поступают на элемент 6

И. П:ри автоколебаниях эти сигналы, частично или полностью совпадая 4> друг с другом, вызывают появление импульсных сигналов на выходе элемента 6. Эти импульсы суммируются на интегрирующих усилителях 8 и 10, имею-. щих постоянную времени нарастания 50 выходного сигнала порядка 1-3 с (при постоянном входном сигнале). Усилители 8 и 10 управляют работой управляемого. генератора 11 периодического сигнала. Периодический сигнал состоит из постоянной составляющей и высокочастотных колебаний. Усилитель 10 изменяет величину постоян72 4 ной составляющей, а усилитель о " амплитуду высокочастотных колебаний управляемого генератора 11. При нулевом сигнале на выходах усилителей

10 и 8 и генератора 11 тоже нулевой сигнал. По мере роста выходного сигнала интегрирующего усилителя 1 0 происходит увеличение (по модулю) постоянной составляющей периодического сигнала генератора 11, приводящее к повышению уставки по напряжв" нию автоматического регулятора воз" буждения. Увеличение напряжения на выходе интегрирующего усилителя 8 приводит к росту амплитуды высокочастотных колебаний выходного сигнала управляемого генератора 11 перио- . дического сигнала.

Увеличение амплитуды периодического сигнала (как постоянной составляющей, так и высокочастотных колебаний) происходит до срыва автоколебаний. После этого исчезают сигналы на выходе пороговых элементов 2 и 3, временных блоков 4 и 5 (с задержкой на время t } и на выхо" де элемента 6 И. С этого момента сигнал на выходе интегрирующих усили" телей 8 и 10 не увеличивается, а с постоянной времени цепи разряда порядка 20-50 с, начинает уменьшаться.

Через некоторое время, если причина, вызвавшая автоколебания, не уст" ранена, амплитуда периодического сигнала уменьшается до такой .степени, что происходит колебание режимного параметра, которое вызывает новое увеличение периодического сиг" нала и срыв дальнейших. колебаний.

Далее все повторяется. В случае устранения аварийной ситуации сигнал на выходе управляемого генератора 11 снижается до нуля, С целью ограничения роста уставки регулятора возбуждения и напряжения на нинах генератора, напряжение статора генератора IJ подается на пороговый элемент 9, который при достижении напряжением заданного уровня уставка Y ) закрывает ключ

7 и запрещает дальнейшее увеличение

Ъ уставки по напряжению регулятора воз". буждения. Рост амплитуды колебаний генератора 11 ограничивается срывом автоколебаний, или максимальной вели" чиной, допускаемой самим генератором

11 периодического сигнала.

При использовании дополнительного временного блока 12, запускаемого с

5 10293 выхода элемента 6 И, возможен второй режим работы устройства для автоматического управления возбуждением синхронного генератора. В этом режи- ме цепи саморазряда интегрирующих усилителей 8 и 10 отключены, и после срыва автоколебаний выходной сигнал усилителей 8 и 10 не меняется, не увеличивается и не уменьшается. Вели" чина периодического сигнала, подавае- 1О мого в регулятор возбуждения, фикси" руется на достигнутом уровне, обеспечивающем срыв автоколебаний режимного параметра. Через 2-15 мин после исчезновения автоколебаний, а значит и сигнала на выходе элемента И (при серии импульсов на выходе элемента б И отсчет времени возобновляется с нуля при появлении каждого нового импульса, а при постоянном сигнале на выходе элемента б отсчет времени начинается после его исчезновения), дополнительный временной блок 12 производит установку интегрирующих усилителей 8 и 10 в исходное нулевое 25 состояние. Если автоколебания появятся снова, весь цикл повторится сначапа.

Относительно высокбчастотные ко"

: лебания периодического сигнала управ" ляемого генератора 11 (порядка

72 6

20"60 Гц), не проходящие на шины синхронного генератора, вызывают вынужденные электромагнитные колебания в элементах системы возбужде" ния (в регуляторе возбуждения, в тиристорном возбудителе), осуществляют захват колебаний. системы возбуждения и срыв низкочастотных автоколебаний.

В качестве режимного параметра в зависимости от схемы электростанции и энергосистемы может приниматься, например, ток статора или ротора.

Использование предлагаемого устройства повышает эффективность сис-. темы регулирования возбуждением синхронного генератора. Оно снижает требования к выбору настроечных па" раметров регулятора возбуждения, допуская его работу вблизи безопасной периодической границы области статической устойчивости, так как в аварийных ситуациях в энергосистеме, вызвавших появление автоколебаний, осуществляет принудительный перевод работы синхронного генератора из режима автоколебаний режимных параметоов в режим статической устойчивости вынужденных электромагнитных колебаний (в область квазистатической устойчивости). г.Ужгород,ул.Проектная,4