Устройство для моделирования первичного двигателя синхронного генератора

Устройство для моделирования первичного двигателя синхронного генератора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

К АВТОРСИОМУ СВМДА ; Ji ..:s, (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20,08.72 (21) 2956546/. .8-i 4, .у °;,;, у,—, з

С- 0 р 7/6.з р(с присоединением заявки № (23) ПриоритетГасударственный квинтет

Савета Министрав СССР па делам изааретеннй и аткрытий

r; (43) Опубликовано 25.10,755юллетен. -., !";: .=,д

1, P (45) Дата опубликования описания О О-, -,:8.:. ("=-.-"-) ." ДК 681, Э 3 Э (088,8) (72) Авторы изобретения

А. М. Кременецкий и Ю. A. Тихонов (71) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский инстит; т электроэнергетики (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПЕРВИЧНОГО ДВИГАТЕЛЯ

СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА

Союз Case sess Фоо Цф ооо ф

Сощиапмстмческих

Республик

Изобретение относится к устройствам моделирования на электродинамических моделях процессов в энергосистемах и может быть использовано при исследованиях на моделях переходных режимов в натур- б ных энергосистемах.

Системы привода модельных генерато1 ров содержат аналоговую модель первичного двигателя натурного генератора, которая моделирует паровую или гидротурби- Ip ну и ее регулятор скорости.

Известная система привода модельного генератора электродинамической модели содержит последовательно соединенные блок изменения скорости вращения, блок моде- 15 пирования регулятора скорости, блок моделирования турбины, сумматор, усилитель мощности и двигатель, через датчик скорости подключенный к входу блока моделирования регулятора скорости, блок модели- 20 рования гидроудара (или. парового котла), по входу соединенный с блоком моделирования регулятора скорости и выходом подключенный к блоку моделирования турбины, блок коррекции, по входу подключенный к 2 з блоку моделирования турбины и выходом подключенный к сумматору, источник задающих напряжений и источник единичных импульсов, При использовании этой схемы приводы восстановление синхронизма и исходного режима модельного генераторы, выпав;пего из синхрокизма, производится с помошьк. блока изменения скорости вращения, который является элементом ручной регулировки. При этом требуется осуществить вручную два взаимно противоположных действия: для возвращения генератора в синхгонизм необходимо изменить уставку блока изменения скорости вращения, а для восстановления исходного значения мощност i необходимо вернуть уставку указа нного блока в прежнее положение. Осуществж— ние этих операций требует значительной затраты времени и обуславливает низкую скорость проведения экспериментов. Кроо.. того при использовании этой схемы ис ме— жет быть дост1п нута требуемая гочпост. восстановления исходного режима, что ухудшает качество эксперимента. В ps nc

489122

60 случаев при выпадении модельного генера- тора из синхронизма под действием больших возмущений, воздействие на блок из» менения скорости вращения не может обес-, печить восстановление синхронного режима и требуется отключение генератора от сети с последующей его синхронизацией, что также должно производиться вручную с большими затратами времени..

Цель изобрет ения — повышение точности и быстродействия устройства.

Достигается это благодаря тому, что предложенное устройство содержит блоки < сравнения, схему "ИЛИ", одновибратор, 1 блок вычитания, усилитель, ключ и блок запаздывания, причем выход датчика скорости подключен к первым входам блоков сравнения и блока вычитания, ко вторым входам которых подключены выходы источника задающих напряжений, выходы блоков сравнения подключены к входам схемы

"ИЛИ", выход которой подключен к одновибратору,соединенному выходом с управляющим входом ключа, выход блока вычитания через последовательно соединенные усилитель, ключ: и блок запаздывания подключен к дополнительному входу сумматора.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Она содержит блок 1 изменения скорости вращения, блок 2 моделирбвания регулятора скорости, блок 3 моделирования ; гидроудара (или парового котла), блок 4 моделирования турбины, блок 5 коррекции, сумматор 6, усилитель мощности 7, двига-. тель 8, источник 9 задающих напряжений, датчик 10 скорости, источник 11 единичных импульсов, блоки 12 и 13 сравнения, ! схему "ИЛИ" 14, одновибратор 15, ключ

16, усилитель 17, блок 18 запаздывания и блок 19 вычитания.

Блоки 1-11 аналогичны по назначению и исполнению соответствующим блокам известной системы привода модельного генератора.

Возможность восстановления синхронизма и предаварийного режима подключенного к двигателю модельного генератора без воздействия на блок 1 изменения скорости вращения и беэ отключения генератора сети реализована с помощью блоков 12-

19.

Блоки 12 и 13 выполнены в виде пороговых элементов. Назначение блока сравнения состоит из формирования единичного сигнала на выходе при превышении уровнем входного сигнала U уставки сра-. батывания U4 1, которая выбирается боль5

45 ше значения U p, соответствующего синхронной частоте.

Блок сравнения 13 предназначен для формирования единичного сигнала на выхо-, де при понижении уровня входного сигнала

0 ниже уставки срабатывания U, которая выбирается меньше значения U

Схема 14 ."ИЛИ» предназначена для формирования сигнала на ее выходе при поступлении сигнала на один из трех ее входов.

С помощью одновибратора 15 осуществляется формирование сигнала заданной длительности при подаче на его вход длительного или кратковременного единичного сигнала, а с помощью ключа 16 осуществляется связь между выходом усилителя 17 и входом блока 18 запаздывания. функция блока 18 запаздывания заключается в создании замедления изменения сигнала на выходе этого блока при снятии сигнала с его входа.

Блок 19 вычитания предназначен для формирования разности между сигналом О<„, пропорциональным частоте э. д. с. модельного генератора, и сигналом Ug, О пропорциональным синхронной частоте.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии (модельный генератор, подключаемый к предложенному устройству, находится B синхронизме) его режим по активной мощности определяется сигналом на выходе сумматора 6.

При синхронной скорости (частота э. д. с. модельного генератора равна синхронной частоте) уровень сигнала на выходе датчика 10 скорости лежит ниже уставки (порога) срабатывания блока 12 и выше уставки (порога) срабатывания блока 13 и, следовательно, сигналы на выходах этих блоков отсутствуют. При этом на выходах блоков 14 и 15 также сигналы не появляются и ключ 16 отключен. B этом случае сиг= нал на выходе сумматора 6 определяется только сигналами на выходе блока 5 коррекции и блока 4 моделирования турбины, которые в установившемся режиме при синхронной скорости определяются уставкой блока

1 изменения скорости врашения.

При выпадении модельного генератора из синхронизма под действием аварийного возмущения и выходе частоты его э, д. с. за пределы диапазона, определяемого уставками блоков сравнения, на выходе одного из блоков 12 или 13 появляется единичный сигнал, что ведет к появлению такого же сигнала на выходе схемы 14

"ИЛИ" и, следовательно, к запуску одновибратора 15. На выходе последнего по489122 является сигнал, включающий ключ 16.

При этом сигнал с выхода блока 19 вычитания, пропорциональный отклонению частоты э. д. с. модельного генератора от синхронного значения, через усилитель 17, ключ, б

16 и блок запаздывания 18 поступает на дополнительный вход сумматора 6. Этот сигнал при большом коэффициенте усиления. (K=50-100) усилителя 17 превышает по 1. модулю сумму сигналов на двух других 10 входах сумматора 6 даже при малых отклоне-. ниях частоты от синхронной (1-2%). В этом случае его действие эквивалентно действию безинерционного регулятора скорости с малым статизмом, создающего на валу большой демпфирующий момент, которыи возвращает генератор к синхронной, скорости и удерживает его в синхронизме.

Через время, определяемое уставкой одновибратора 15, сигнал на его выходе исчезает, что ведет к отключению ключа 16.

При этом с дополнительного входа сумматора 6 плавно снимается сигнал, обусловленный неточностью датчика 10 скорости, и схема возвращается в.исходное состоя- И ние. Поскольку в процессе ресси хрониза- . ции никакого воздействия на блок 1 не производилось, то сигнал на выходе сумматора 6 принимает исходное значение и, следовательно, восстанавливается исход- З0 ное значение момента и активной мощности модельного генератора, подключенного к предложенному устройству.

В тех случаях, когда скорость модельного генератора не выходит за пределы рабочего диапазона, а по условиям проведения эксперимента требуется осуществить рессинхронизацию и восстановление исходного режима, это может быть осуществлено путем подачи единичного сигнала на 40 третий вход схемы 14 "ИЛИ" с выхода блока единичных импульсов 11- При этом процесс рессинхронизации и восстановления .исходного режима происходит точно так же, как и при срабатывании блока 12 или 13. 45

Уставка одновибратора 15, определяю.3 щая время процесса рессинхронизации а

1п восстановления исходного режима, выбирает ся большей, чем время, требуемое для возврата модельного генератора к синхронной скорости и снятия аварийного возмущения.

Предложенное устройствр может быть использовано на электродинамических модеjnax при исследованиях статической и ди намической устойчивости, исследовании ,средств релейной защиты и противоаварий ной автоматики. Оно позволяет автоматизиГ ровать проведение экспериментов, повысить, точность и скорость восстановления предаварийного режима модельных генераторов.

Кроме того, данное устройство обеспечивает защиту модельных генераторов от разгона за пределы допустимых значений скорости.

Предмет изобретения

Устройство для моделировании первичного двигателя синхронного генератора, содержащее последовательно соединенные блок изменения скорости вращения, блок моделирования регулятора скорости, блок моделирования турбины, сумматор; усилитель мощности и двигатель, через датчик скорости подключенный ко входу блока моделирования регулятора скорости, блок моделирования гидроудара и парового котла, па входу соединенный с блоком моделирования регулятора скорости и выходом под.,ключенный к блоку моделирования турбины, блок коррекции, по входу подключенный к . блоку моделирования турбины и выходом подключенный к сумматору, источник задающих напряжений и источник единйчных

,импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем,,что, с целью повышения точности и быстродействия, оно содержит блоки сравнения, ,схему ".ИЛИ, одновибратор, блок вычитания, усилитель, ключ и блок запаздывания, причем выход датчика скорости подключен к первым входам блоков сравнения и блока вычитания, ко вторым входам которых подключены выходы источника задающих напряжений, выходы блоков сравнения подключены к первым двум входам схемы "ИЛИ", третий вход которой подключен к выходу источника единичных импульсов, выход схе-! мы ИЛИ подключен к одновибратору, соединенному выходом с управляющим вхо дом ключа, выход блока вычитания . через

:последовательно соединенные усилитель, ключ и блок запаздывания подключен к дополнительному входу сумматора. г с

Составитель E.ÒHMîõèíà

Техред Н.Ханеева <орректор д. отава

Редактор E.Ãîí÷àð

Заказ .р р

3 А

Изд. № Д ) TNpBK @7 Подписное

Предприятие <; Патент», Москва, Г-59, Бережковская наб., 24

LIHHHI IH Государственного комитета Совета Министров СССР

Во делам изобретений и открытий

Москва, 113035, Раушская наб., 4