Устройство для измерения угла вылета ротора синхронного генератора

Устройство для измерения угла вылета ротора синхронного генератора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

С©юз Соеетсник

Социапистичесник

Расттубпии

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (51) Дополнительное к авт. санд-ву (22) Заявлено 16. 11. 79 (21) 2840869/24-07 с присоединением заявки М (23)Приоритет

Н 02 1 3/24

Гесударстванный камнтет

СССР па делам наебретеннй н открмтнй

Опубликовано 15.08. 81. Бктллетень Ла 30 (53) Уд К621. 316. .925(088.8) Дата опубликования описания 25.08.81 (72) Авторы изобретения вкч и В.В.Купчиков

10.В.Хрущев, И.И.Стальная, В.А.С

Алтайский политехнический институт им. И.И.Ползунова (7I ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА ВЫЛЕТА

РОТОРА СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА

Изобретение относится к электротехнике и может быть использсвано в качестве быстродействующего измерительного органа противоаварийной автоматики энергосистем для измерения угла вылета ротора синхронного генератора в динамическом режиме.

Известен измерительный орган, входящий в состав релейного устройства для ресинхроннзации синхронного генератора, состоящий из датчика скорости вращения генератора, блока измерения угла вылета, выполненного в виде дифференциальнобалансной усилительной схемы, одно плечо которой подключено к датчику скорости через Т-образный фильтр, а другое через запоминающий блок, выполненный в виде интегрирующей цепочки, составленной из активного сопротивления и конденсатора (1 ).

Недостатком известного устройства является невысокая точность измерения угла вылета ротора синхронного генератора вследствие того, что частота шин бесконечной мощности, величина которой необходима для измерения относительного приращения угла вылета, моделируется на основе среднего значения частоты ЭДС контролируемого генератора перед аварией за какой-либо период осредне ния.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является устройство для измерения динамического изменения угла вылета ротора синхронного генератора, состоящее из датчика скорости вращения

3S генератора, блока автоматического управления, ко входу которого подключен датчик скорости вращения генератора, высокочастотного генератора

20 импульсов, блока измерения угла вылета, соединенного с выходом блока автоматического управления и высокочастотным генератором импульсов, запоминающего блока, содержащего об4

3 85 разцовый и сравнивающий счетчики импульсов, счетные входы которых соединены с высокочастотным генератором импульсов, а управляющие — с блоком автоматического управления, и элемента сравнения, к двум входам кото4 рого подключены выходы образцового и сравнивающего счетчиков импульсов, и его выход соединен с блоком автоматического управления и с управляющим входом сравнивающего счетчика (2$

Однако в известном устройстве частота шин бесконечной мощности моделируется на основе первого целого полупериода после поступления curHà"!à об аварии от релейной защиты.

Изменение частоты ЭДС генератора. в течение первого целого попупериода после начала аварии незначительно, и погрешность моделирования частоты шин бесконечной мощности невелика, однако эта погрешность увеличивается пропорционально времени работы устройства. Необходимо также учесть то, что от релейной защиты генератора сигнал приходит с запаздыванием, поэтому погрешность моделирования частоты шин бесконечной мощности увеличивается еще больше, что с снижает точность измерения угла вылета.

Цель изобретения — повьппение точности измерения угла вылета ротора синхронного генератора.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве для измерения динамического изменения угла вылета ротора синхронного генерато»а, состоящем из датчика скорости вращения генера-ора, блока автоматического выправления, к входу которого подключен д-тчик скорости вращения генератора, высокочастотного генератора импульсов, блока измерения угла вылета, соединенного с выходом блока автоматического управления и высокочастотным генератором импульсов, запоминающего блока, содержащего элемент сравнения, подключенный к входу блока автоматического управления, счетчик, счетный вход которого соединен с высокочастотным генератором импульсов, управляющий — с блоком автоматического управления и элементов сравнения, а выход счетчика — с первым входом элемента сравкения, согласно изобретению, запоминающий блок имеет блок хранения информации, состоящий из последова5

40 тельно соединенных регистров, входы которых связаны с блоком автоматического управления, причем выход блока хранения информации подключен ко второму входу элемента сравнения, а его вход соединен со счетчиком, На чертеже приведена блок-схема предложенного устройства, Устройство имеет датчик 1 скорости вращения генератора, выполненный, например, в виде синхронного тахогенератора, установленного на валу генератора, блок 2 автоматического управления, ко входу которого подключен датчик 1 скорости вращения генератора, высокочастотный генератор 3 импульсов, запоминающий блок ч, служащий для запоминания частоты энергоприемной системы до аварии, блок

5 измерения угла вылета, к входам которого подключены блок 2 автоматического управления и высокочастотный генератор 3 импульсов. Запоминающий блок 4 состоит из элемента 6 сравнения, счетчика 7, счетный вход которого соединен с высокочастотным генератором 3, управляющий — с блоком 2 автоматического управления и элементом 6 сравнения, а выход счетчика 7 с первым входом элемента 6 сравнения и с блоком 8 хранения информации, выполненным в виде например, трех пос;.едовательно с оединенных регистров

3-11, входы которых подключены к блоку 2 автоматического управления. Вы — . ход блока 8 хранения информации подключен ко второму входу элемента 6 сравнения. Выход элемента 6 сравнения соединен с блоком 2 автоматического управления.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение с датчика 1 скорости подается в блок 2 автоматического управления, где оно выпрямляется, ограничивается по амплитуде и проходит через нуль-орган, в результате чего в момент прохождения ЭДС генератора через нуль вырабатываются импульсы с частотой, равной удвоенной частоте

ЭДС генератора. Время между двумя соседними импульсами представляет собой длительность полупериода ЭДС генератора. Дв поступления в блок 2 автоматического управления разрешающего сигнала от релейной защиты блок 6 сравнения и блок 5 измерения угла вылета выдают нулевые сигналы, При аварии в энергосистеме, выя35 вляемой релейной защитой, разрешающий сигнал от релейной защиты поступает в блок 2 автоматического управления. Блок 2 дает сигнал на работу элемента 6 сравнения, и с этого момента импульсы на управляющие входы счетчика 7 и блока 8 от блока 2 больше не поступают, т.е, в регистрах блока 8 хранения информации смены чисел не происходит до конца переходного процесса. В регистре 11 при этом остается записанным число Й,, соответствующее полупериоду, который проследовал за три полупериода до-того, во время которого произошла авария. Этот полупериод T )2 соответствующий числу N0 и записанный в регистре 11, принимается в дальнейшем за образцовый и на основании его длительности формируется частота 1 шин бесконечной мощности. Это происходит следующим образом. Как только в счетчике 7 записывается число Йо, и числа

5 85585 а счетчик 7 производит счет импульсов, поступающих от высокочастотного генератора 3. Блок 2 автоматического управления производит сброс показаний счетчика 7 в моменты прохок5 дения напряжения с датчика 1 скорости через нуль. Таким образом, счетчик 7 измеряет каждый полупериод сигнала с датчика 1 скорости количеством импульсов N. После окончания измерения очередного полупериода по команде от блока 2 автоматического управления производится передача записанного в счетчике 7 числа и в блок 8 хранения информации и стирание показаний счетчика 7, чем обеспечивается готовность счетчика к записи следующего числа. Число N счетчика 7 записывается в блок 8 в первом по счету из последовательно сое- щ0 диненных регистров 9, при этом число, записанное ранее в регистре 9, по сигналу с блока 2 передается в реги тр 10, а число, ранее записанное в регистре 10, передается в ре- 2s гистр 11, т.е. осуществляется последовательная передача чисел из одного регистра в другой. Таким образом, . в регистре 11 постоянно находится число, соответствующее полупериоду, З0 проследовавшему за три полупериода. до того, который в данный момент записывается в счетчике 7.

3 Ь в счетчике 7 и регистре ll становятся одинаковыми, элемент 6 сравнения выдает импульс на сброс в счетчике 7, и последний начинает считать сначала до набора числа М, .

На выход элемента 6 сравнения поступают импульсы с частотой 2, частота которых в блоке 2 автоматического управления делится на два, и на выход блока 2, соединенный с блоком 5 измерения угла вылета, поступают сигналы с частотой f, соответствующей частоте шин бесконечной мощности. Аналогичным образом в блоке 2 происходит деление частоты 2 f сигналов, поступающих от датчика

I скорости после аварий, на два, и на выходе блока 2, соединенном с блоком 5 измерения угла вылета, появляются импульсы с частотой f, соответствующей изменяющейся частоте ЭДС генератора после аварии. В случае, если после начала аварии контролируемый генератор начинает разгоняться, частота его ЭДС увеличивается,поэтому полупериод ЭДС генератора заканчивается раньше, чем образцовый полупериод, и на вход блока 5 измерения угла вылета поступает сигнал с частотой f раньше, чем сигнал с частотой f . Угол вылета ротора d измеряется числом импульсов генератора 3, поступивших на вход блока 5 измерения угла вылета за время между приходом сигнала с частотой f и сигнал с частотой f . Величина угла d i записывается в блоке 5 измерения, выполненного в виде счетчика, в двоичном коде, поэтому возможно дальнейшее дифференцирование с помощью арифметических устройств угла d с цеполучения велены скольжения и ускорения : — . При торможении контролируемого генератора устройство работает аналогичным образом. Угол измеряется числом импульсов генератора, поступивших на вход блока 5 измерения угла, за время между приходом сигнала с частотой f и сигнала с частотой f.

После окончания переходного процесса и прихода второго сигнала от релейной защиты блок 2 автоматического управления устанавливает все блоки устройства в исходное состояние, устройство готово для работы в следующем. измерении.

5853 а равления, к одному выходу которого подключен блок измерения угла вылета, соединенный с высокочастотиьич генератором импульсов, запоминающий блок, состоящий из элемента сравнения, выход которого подключен к вто.— рому входу блока автоматического управления, и счетчика, счетный вход которого соединен с высокочастотным генератором импульсов, управляющий— с вторым выходом блока автоматического управления и элементом сравнения а выход - c первым входом элемента

Ф сравнения, о т л и ч а ю щ е е с я

15 тем» что с целью повышения точности измерения, в запоминающий блок введен элемент хранения информации, состоящий из соединенных последовательно регистров, входы которых соединены с дополнительным выходом блока автоматического управления, при этом вход элемента хранения информации соединен со счетчиком, а era выход подключен ко второму входу элемента сравнения.

Формула изобретения

Устройство для измерения угла зо вылета ротора синхронного генератора, содержащее датчик скорости вращения генератора, подключенный к одному входу блока автоматического упBHKGIH Заказ 6957/79 Тираж 675 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

7 85

Устройство дает возможность повысить точность измерения угла вылета ротора синхронного генератора эа счет введения в запоминающий блок блока хранения информации, состоящего иэ последовательно соединенных регистров. Это позволяет более точно моделировать частоту шин бесконечной мощности на основании полупериода, проследовавшего до начала аварии, с учетом запаздывания сигнала от релейной защиты. Если время запазды— вания сигнала от релейной защиты велико, то погрешность из-за этого можно компенсировать увеличением числа регистров в блоке хранения информации..Если релейная защита достаточно быстро выявляет аварийную ситуацию в системе, *,то число регистров можно сократить до двух. Достоинствами предложенного. устройства являются возможность его реализации на унифицированных логических элементах и его высокая помехозащищенность.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

11» 109918, кл. Н 02 J 3/40, 1956.

2. Авторское свидетельство СССР

ro заявке 11 -2600543/24-07, кл. Н 02 J 3/24, 1978.