Устройство для изменения установки автоматического регулятора мощности

Устройство для изменения установки автоматического регулятора мощности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Класс 21с, 64:т

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕ

В. Е. Казанский, Л, Д. Стернинсон

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕНЕНИЯ УСТАВКИ АВТОМАТИЧЕСКОГО

РЕГУЛЯТОРА МОЩНОСТИ

Заявлено 21 марта 1950 r, аа Х! 3615/4!4766 в Гостехнику CCCP

Известные устройства для автоматического регулирования частоты и мощности в энергосистемах, в которых одна группа станций несет постоянную нагрузку, поддерживаемую с помощью автоматических регуляторов .мощности (АРМ), а другая — регулирует частоту, не обеспечивают поддержания частоты в заданных пределах при значительных внеплановых изменениях нагрузки вследствие того, что регулировочные возможности станций, регулирующих частоту, могут оказаться исчерпанными.

С целью создания условий, способствующих более быстрому восстановлению нормального значения частоты, предлагается в устройстве для изменения уставки автоматического регулятора мощности, поддержива1ощем на электрическом генераторе заданную нагрузку, применить ваттметр без моментиой пружины, включенный через усилитель между емкостно-омическим четырехполюсником, преобразующим изменение частоты в мощность, и задающим элементом регулятора мощности и механически связанный с конденсатором в схеме указанного четырехполюсника.

На фиг. 1 и 2 представлены принципиальные схемы двух вариантов предлагаемого устройства, В устройство, показанное на фиг. 1, входят: измерительный емкостноомический четырехполюсник 1 (частотны и ф ильтр); усилитель 2 п ер еменного тока; ваттметр 8, шка:га которого проградуирована в единицах частоты (гц); включенный в схему четырехполюсника 1 конденсатор 4 переменной емкости, ротор которого механически связан с подвижной системой ваттметра 8. Таким образом, емкость конденсатора 4 зависит от поло>кения стрелки ваттметра 8.

Последовательно с ваттметром Л вкл!очен задаюший элемент 5 регулятора мощности.

Сочленение ваттйетра с конденсатором осуществлено так, что переходу стрелки ваттметра из одного крайнего поло>кения в другое соответствует изменение емкости конденсатора от начального до максимального значения.

Параметры четырехпол!ос!!ика 1 подобраны так, что при среднем значении частоты fp и среднем положении стрелки ваттметра, т. е. H;l отметке f p, гармоника напряжения основной частоты У, на выходе че. тырехполюсника равна нулю. Возможность такого подбора параметров четырехполюсника известна.

Если частота несколько отличается от /а, то напря>кение основной чаМ 103467 стоты на выходе четырехпогносника не равно нулю, амплитуда этого напряжения практически пропорциональна Uz ° 4f, а по фазе оно сдвинуто относительно входного напря>кения U, практически на угол +90, причем знак угла зависит от знака при Af = f — fо. Меняя емкость конденсатора 4, можно значительно уменьшить напряжение U> и изменить его фазу так|им образом, чтобы напряжение U2 совпадало по фазе с напряжением U>. В предлагаемом устройстве ватгметр 8 не имеет мо.ментной установочной пружины и, строго, говоря, представляет собой це ваттметр, а измерительную систему ваттметрового ти па с астатической характеристикой (его подвижная система при мощности, равной нулю, может занимать побое положение в пределах шкалы).

Если воздействие на регулятор мощности, создаваемое задающим измерительным элементом, пропорционально U 1 cos (U,I + Ь), то параметры ваттмегра 8 должны быть подобраны так, чтобы момент на его подвижной системе, создаваемый током и напряжением, также был пропорционален

U - I cos(

Выполнить это условие можно, создав, например, надле>каший внутренний сдвиг фаз в цепи обмотки напряжения ваттметра.

Фаза напряжения, приложенного к обмоткам напряжения ваттметра 3 и задающего элемента >, подобрана та к, чтобы момент на подвижной системе ваттметра, создаваемый током и напряжением, был равен нулю, если напряжение U> равно нуло или совпадает по фазе с напряжением U на входе четырехполюсника 1. При этом знак момента на подвижной системе ваттметра 3 определяется знако|м угла сдвига фаз между входным и выходным напря>кениями четырехполюсника. Если этот угол не равен нулю, то подв и>кная система ваттметра перемещается в ту или иную сторону (в зависимости от знака этого угла), и емкость конденсатора 4 соответственно увеличивается или уменьшается.

Направлен не движения подвижной системы ваттметра при данном знаке угла между напряжениями U> н U зависит от того, как включены

«начала» и «концы» обмоток ваттметра. Ваттметр включен так, что перемещение его подвижной системы вызывает уменьшение угла между напряжениями U< и U2 за счет соответствующего изменения емкости конденсатора 4.

Если частота в системе равна fo и стрелка ваттметра находится в среднем положении, то момент на оси подвижной системы ваттметра равен нулю. Момент на диске автоматического регулятора мощности от задающего элемента также равен нулю, и регулятор поддерживает значение мощности, равное Р>. При некотором изменении частоты возникают дополнительные моменты вращения — на диске регулятора (от задающего элемента) и на подви>кной системе ваттметра 3. Подвижная система ваттметра поворачивается и изменяет емкость конденсатора 4 так, чтобы моменты на ваттметре и на диске регулятора от задающего элемента снова оказались равными нулю. После этого уставка автоматического регулятора мощности остается прежней (равной

I o), но подвижная система ваттметра занимает новое положение, соответствующее новому значению частоты, Положение стрелки ваттметра зависит, очевидно, только от частоты (оно определяется емкостью конденсатора 4, которая необходима для того, чтобы при данном значении частоты выходное напряжение

U, четырехполюсника было равно нулю или совпадало по фазе с на. пряжением на входе четырехполюсника) . Это свойство позволяет проградуировать шкалу ваттметра в единицах частоты iH использовать устройство для регулирования частоты одновременно как чувствительный автокомпенсационный частотомерер.

Описанное действие устройства возможно лишь при изменениях частоты в пределах fi — f2, соответствующих крайним точкам шкалы ваттметра. Если частота выйдет за указанные пределы, то стрелка ваттметра дойдет до упора, но момент на подвижной системе ваттметра все же не будет доведен до нуля. При этом подвижная система ваттметра будет (все время, пока частота выходит за пределы fI — f ) находиться под воздействием остаточного момента, пропорционального разности между действительным значением частоты и соответствующим конечным значение|м шакалы ваттметра.

Момент на диске регулятора мощности, создаваемый задающим элементом, будет пропорционален остаточному моменту на подвижной системе ваттметра. Поэтому мощность, поддерж иваемая автоматическим регулятором мощности, изменится на некоторую величину, пропорциональную разности между конечным значением шкалы ваттметра и действительным значением частоты.

Таким образом, пределы регулирования устройства определяются значениями частоты, прои которых стрелка ваттметра доходит до одного из упоров. Изменение этих пределов предлагается производить псредвижными упорами, с помощью которых изменяются пределы перемещения стрелки ваттметра.

При применении устройства, показанного на фиг. 1, часто бывает затруднительно обеспечить высокую стабильность характеристики регулирован ия, так как в процессе эксплуатации всегда возможна некоторое изменение напряжения на входе четырехполюсн ика 1, а также изменение коэффициента усиления усилителя 2.

Для повышения стабильности характеристики может быть пр именено устройство, показанное на фиг. 2.

Оно отличается от устройства, показанного на фиг. 1, тем, что имеет второй ваттметр 6 и второй конденсатор переменной емкости 7. Ваттметр

6, в отличие от ваттметра 8, имеет моментную пружину, стремящуюся установить стрелку в середине шкалы, а ротор конденсатора 7 — в среднее положен ие. В этом устройстве при изменении частоты компенсация осуществляется ваттметром 8 и конденсатором 4, а стрелка ваттметра 6, благодаря моментной пружине, остается в среднем положении. При этом устройство работает,как астатическое автокомпенсационное устройство, ничем не отличающееся от устройства по фиг. 1.

Устройство по фиг. 2 можно уподобить усилителю с отрицательной обратной связью, причем элемснта»и отрицательной обратной связи являются ваттметр 6 и кондспсатор 7.

Основываясь на теории усилителей с отрицательной обратной связью, можно утверждать, что при достаточно большом коэффициенте усиления усилителя 2 изменение напряжения на входе четырехполюсника 1 и изменение коэффициента усиления усилителя 2 будут мало сказываться па стабильности характеристики, которая определяется в данном случае параметрами достаточно стабильных элементов 5, 6 и 7 и зависит, в частности, от характеристики пружины ваттметра 6, Предмет изобретепи»

1. Устройство для изменения уставки автоматического регулятора мощности, поддерживающего на электрическом генераторе заданную нагрузку, содержащее емкостнаомический четырехполюсник, преобразующий изменения частоты в мощность и соединенный через усилитель с задающим элементом автоматического регулятора мощности, отл и ч а ющеес я тем, что, с целью повышения чувствительности устройсгва и расширения тем самым пределов изменения электрической нагрузки генератора в зависимости от изменений частоты в энергосистеме, между усилителем и задающим элементом регулятора мощности последовательно включен ваттметр без моментной пружины, ме ханически связанный с конденсата ром в схеме четырехполюсника.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цель|о повышения стабильности его характеристики, последовательно с задающим элементом автоматического регулятора мощности включен снабженный моментной пружиной второй ваттметр, механичес ки связанный с соответствующим конденсаторам в схеме четырехполюсника.. и 1034б7

cj)Ill. 1

Фиг. 2

Ст, рс,фактор А. А. Сержпинская

Стандартгиз. Поди, в псч. 15/Х 1956 г, Ооъегя 0,25 п, гп Тираж 700. Цена 50 коп.

Типография изд-ва «Московская правда», Потаповский пер., 3, 3ак, 5232