Устройство для выявления асинхронного режима синхронного генератора

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ АСИНХРОННОГО РЕЖИМА СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА , содержащее блок измерения скольжения генератора и блок измере ния напряжения цган высокого напряже ния электростанции, выходы которых : соединены с входог блока формировани уставки согласно выражению )J rUgi BiOJ«6|(j5VlltMXafl W T yMite ««i lwioJirUSV4«ew3inoat64US1 и блок сравнения, к одному входу которого подключен выход блока изме рения тока возбуждения, о т л и ч а и щ е е с я тем, что, с целью повы иения селективности выявления асинхронного режима, в него введены блок задания предельного, из условий сохранения статической устойчивости, значения активной мощности, два дополнительных блока формирования уставок и блок выбора минимальной уставки , причем выход блока задания предельной мощности и выход блока измерения напряжения соединен с входом дополнительного блока формирования уставки согласно выражению , I .dUo, выходы блоков измерения скольжения и напряжения шин высокого напряжения электростанции соединены с -входом второго дополнительного блока формирования устанки согласно выражению icp, а выходы всех блоков формирования уставок соединены с входом блока выбора минимальной уставки, выход ко- , торого соединен с вторым входом блока сравнения, где в приведенных выражениях S - скольжение генератора- , moj х с ( i 5) - модуль частотной характеристики генератора, соответству ющий измеренному скольжению; mod )Сб (iS) - модуль частотной характеристики , соответствующей операторному сопротивлению рассеяния обмотки возбуждения генератора; XQJ - сопротивление взаимоиндукции генератора по продольной оси; Лс сопротивление рассеяния обмотки статора генератора.; х 9Н - сопротивлеие внешней сети; х - синхронное индуктивное сопротивление генер 1 тора} UQ - напряжение шин высокого напряжения электростанции ,, . суммарное сопротивление генератора и внешней jceTH при отсутствии скольжения; - значение активной мощности, предельное из условия сохранения статической устойчивости3tn (.iS) мнимая часть частотной характеристики синхронного генера- . тора и внешней сети.

—,.„SU„„1042129 А

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИК

=,У51) Н 02 ) 3/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР.

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИЙ

-V

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ -,„, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ: (21) 3241077/24-07 (22) 23.01.81 (46) 15.09.83 Бюл. 9 34 (72) Б.З.Гамм, Н.Н.Ефименко и В.Ф.Токаев (71) Сибирский научно-исследователь-, . ский институт энергетики (53) 621.316.92:621.313.322(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 553708, кл. Н 02 Н .7/06, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

9 396784, кл. Н 02 Н 7/06, 1971.

3. Авторское свидетельство СССР

В 796987, кл. Н 02 g 3/24, 1979. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ

АСИНХРОННОГО РЕЖИМА СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА, содержащее блок измерения: скольжения генератора и блок измере- . ния напряжения шин высокого напряже",-, ния электростанции, выходы которых ,соединены с входом блока формирования . уставки согласно выражению

llo(x +a Ä)nels (i@mo4Cl ) "е " 9 11 а дх ейто4,061 "м 3еюбб ОМ и блок сравнения, к одному входу которого подключен выход блока изме-. =. рения тока возбуждения, о т л и ч а -=. ю щ е е с я тем, что, с целью пови шения селективности выявления ас:,ин--„ хронного режима, в него введены блоК: задания предельного, из условий со- - . хранения статической устойчивости, значения активной мощности, два до=- . полнительных блока формирования уставок и блок выбора минймальной устав- . ки, причем выход блока задания пре -:.;. дельной мощности и выход блока измерения напряжения соединен с входом дополнительного блока формирова,-." ния уставкн согласно выражению хт Р„

1ср х 0„ выходы блоков измерения скольжения н напряжения шин высокого напряжения электростанции соединены с .входом второго дополнительного блока формирования уставки согласно выражению

l) о х3„ (((4, ГЬ "а1 .а выходы всех блоков формирования уставок соединены с входом блока выбора минимальной уставки, выход ко-, торого соединен с вторым входом блока сравнения, где в приведенных выражениях б — скольжение генератора; я04 x > (j 5) - модуль частотной характеристики генератора,- соответствующий измеренному скольженйю еоД хб((jS) — модуль частбтной характеристики, соответствующей операторному сопротивлению рассеяния обмотки возбуждения генератора;

Хп, — сопротивление взаимоиндукции генератора по продольной оси; ky

:.сопротивление рассеяния обмотки статора генератора; х рн †. сопротивление внешней сети; х„ - синхронное индуктивное сопротивление генера,тора Ц - напряжение шин вйсокого напряжения электростанции; Хт-хд +кзн суммарное сопротивление генератора и внешней Сети при отсутствии скольжения; Ряр - значение актив.ной мощности, предельное из условия сохранения статической устойчивости

Д п (j5) - мнимая часть частотной характеристики синхронного генера- . тора и внешней сети.

1042129

1)а(лг х а подхгЬЬ) п303Х6ф(1 ) "он "од(аад хе(18)-ль) е

Х > ON(Хс(Ф) 4 Х в ) иод Хб (1Я ()o(a,tX „)modxrtjSl W4i6)(j )-ХВй "едб"64 "41 ) "63 (g) ср, х л „(,модх (1Ч+хемЗпМ х (1®) 60

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для автоматического выявления асинхронного режима синхронного генератора.

Известно устройство для выявления -асинхронного режима синхронного генератора по снижению тока в цепи обмотки возбуждения до уставки срабатывания и. ниже (1) .

Недостатками этого устройства являются его низкая чувствительность и избирательность, обусловленные неизменностью условий срабатывания устройства в различных режимах работы генератора.

Известно устройство для выявления асинхронного режима синхронного генератора по снижению тока в цепи обмотки возбуждения до уставки срабатывании или ниже ее, которая определяется в зависимости от выдаваемой активной мощности генератора {2) .

° Недостатком данного, устройства является возможность его неселективной работы при синхронных качанигде Оа — напряжение шины высокого напряжения станции;

5 — - скольжение генератора; сопротивление взаимоина дукции генератора; (15)- частотная характеристика г( генератора1 ц;(j5)- частотная характеристика, $( соответствующая операторному сопротивлению рассеяния обмотки возбуждения генератора;

Х к — сопротивление внешней сети; синхронное индуктивное сов противление генератора.

Однако и при таком формировании уставки не обеспечивается селективное выявление асинхронного режима, особенно в области малых скольжений, и блок сравнения, к одному входу ко- торого подключен выход блока измерения тока возбуждения, введены блок задания предельного, из условий со- хранения статической устойчивости„ значения активной мощности, два дополнительных блока формирования уставок и блок выбора минимальной уставки, причем выход блока задания предельной мощности и выход блока ях и при отключениях коротких замыканий по внешней сети, когда ток в обмотке возбуждения может снизиться ниже уставки срабатывания.

Известно также устройство для выявления асинхронного режима синхронного генератора по снижению тока в обмотке возбуждения ниже уставки срабатывания, которая формируется по измеренным скольжению генератора и напряжению шин высокого напряже-. ния электростанции содержащее блок измерения скольжения генератора и блок измерения напряжения шин высокого напряжения электростанции, вы15 ходы которых соединены с входом блока формирования уставки, выход этого блока соединен с входом блока сравнения, на второй вход которого подается ток возбуждения с выхода

Я блока измерения тока возбуждения f3), В блоке формирования уставки ее величина задается в соответствии с измеренными веЛичинами согласно выражению вследствие неучета условий существовании области установившихся асинхронных режимов и условия нарушения

35 статической устойчивости синхронного генератора.

Целью изобретения является повышение селективности устройства в выявлении асинхронного режима.

Указанная цель достигается тем, . что в известное устройство выявления асинхронного режима синхронного генератора, содержащее блок измерения скольжения генератора и блок измерения напряжения шин высокого напряжения электростанции, выходы которых соединены с входом блока формирования уставки. согласно выражению измерения напряжения соединены с входом дополнительного блока формирования уставки согласно выражению

ДОа выходы блоков измерения скольжения и напряжения шин высокого напряжения электростанции соединены с входом второго дополнительного бл

1042129 ка формирования уставки согласнб выражению й, Х

1 рз ш Y .(1Б) !

На фиг.l приведена функциональная схема устройства выявления асинхронного режима; на фиг.2 — зависимости, поясняющие выбор уставок; на фиг.З, 4 и 5. — блоки выбора уставок.

На фиг.2 приведены уставки сра батывания, соответствующие выражениям (1), (2) и (3) в функции сколь жения, кривая Т соответствует выражению (1), прямая 2 — выражению (2), кривая 3 - выражению (3), область 4 срабатывания устройства выявления асинхронного режима, сформировайная блоком выбора минимальной уставки, заштрихована.

Выражения (1) †(3), представляющие нелинейные зависимости Ig< (5), могут быть беэ большой погрешности аппроксимированы кусочно-линейными функциями

Ifср (М = (А,-К,5) Оо

К2

Ifс

СP 2 (la) (2а) (3a). Рз Ж = Кэ5 "о ( (X 8H + X I- Ррр гДе К2 = х,,)

На фиг.2 нанесены соответствующие линии и указаны коэффициенты линейных функций (la) †(3a),, которые могут быть легко определены графически по известным зависимостям (1)-(3).

Наиболее точная аппроксимация желательна для зависимости (Т) в диаа выходы всех блоков формирования уставок соединены с. входом блока. выбора минимальной уставки, выход которого соединен с вторьп4 входом блока сравнения, где в приведенных вы-. ражениях Ь вЂ” скольжение генератора;

nloj х„()5) — модуль частотной характеристики, соответствующей операторному сопротивлению рассеяния -об+ мотки возбуждения генератора; хд,( сопротивление взаимоиндукции генератора по продольной оси; хд, — сопротивление рассеяния обмотки статора генератора; хян — сопротивление внешней сети; х — синхронное индуктивное сопротивление генератора; х =х +х н суммарное сопротивление E внешней сети и .генератора при отсутствии скольжения; 3 > Y> (j 5) — мнимая часть частотной характеристики генератора с учетом сопротивления внешней сети; Р„ — значение активной мощности, предельное из условия сохранения статической устойчивости. )0 ции, блок 7 формирования уставки

65,на уставки задается согпасно выра30

60 I.,пазоне скольжения от 52, когда

cp(б)=kg äî7 -)qt oq>соответ ствующего моменту срабатывания автомата безопасности турбины, для зависимости (3) — в диапазоне сколь-. жений от нуля до 3, когда (ср (5) ) 2 °

Схема содержит блок 5 измерения скольжения, блок б измерения напряжения шин высокого напряжения стансогласно выражению (1) или (l а), блок 8 формирования уставки согласно выражению (2), блок 9 формирования уставки согласно выражению (3) или (За), блок 10 выбора минимальной из сформированных уставок, блок 11 измерения тока возбуждения, блок 12 сравнения, блок 13 задания Ряр .

Блоки 6,7 и 8 формирования уставок в соответствии со структурой выражений (la) †(За) могут быть реализованы на стандартных усилителях, сумматорах, перемножителях (cM. фиг.3,4 и 5).

Устройство работает следующим образом.

Блок 5 производит измерение скольжения генератора, блок 6 измеряет напряжение шин высокого напряжения электростанции, величина скольжения и напряжения с выходов блоков 5 и б подаются на вход блока 7, где с учетом известных частотных характеристик формируется уставка согласно выражению (1) или (la);

Напряжение с" выхода блока. б и величина Pqp с выхода блока 13 подаются на вход блока 8, где формируется уставка согласно выражению (2), величины скольжения и напряжения с выходов блоков 5 и 6 соответ- . ственно подаются на вход блока 9, где формируется уставка согласно выражению (3) или,{За). Сформированные в блоках 7,8 и 9 уставки подаются на вход блока 10, где выбирается меньшая из них. С выхода блока 10 величина тока срабатывания, соответствующая минимальноЯ. уставке, подается на вход блока J.2 сравнения, на второй вход которого подается величина . тока возбуждения с измерительного блока 11. В случае снижения тока возбуждения ниже уставки в блоке 12 вырабатывается сигнал, подаваемый на исполнительную схему.

Блок 7 формирования уставки по току возбуждения, соответствующей выражению (Т), представленный на фиг.3, содержит резисторы 14-17, операционный усилитель 18 и умножитель 19.

Практически в этом блоке величи1042129 жению, представляющему собой линеариэованное выражение (1), что является допустимым, так как блок 7 формирует уставку лишь при значительных (закритических) величинах скольжения, при которых выражение (1а) незначительно отличается от выражения (1) °

В выражении (1а) А - величина уставки при Ь= 0 и Uo = 1. Величина А задается резистором 14. Коэффициент ky 10 определяется отношением величин резисторов 17 и 16.

Асинхронный режим генератора наступает, как правило, при скольжени- ях меньших критического. Поэтому в 15 устройство введены блоки 8 и 9 формирования уставок по току возбуждения в области малых скольжений.

Блок 8 задания уставки (фиг.5) формирует уставку согласно выражению (g) и содержит резисторы 20-24 операционные усилители 25 и 26 и умножитель 27, включенный в цепь . обратной связи операционного усилителя 26.

На резистор 20 подается потенциал с эадатчика мощности Р„, отношение х равно отношению величин хад резисторов 22 и 21. Для деления на

Up умножитель включен в обратную связь операционного усилителя 26.

Блок 9 задания уставки согласно выражению (За), представленный на фиг.5, содержит резисторы 28 и 29, операционный усилитель 30 и умножитель .31.

Формирование сигнала пропорционального kq5 производится операционным усилителЕм 30. Коэффициент kq определяется отношением величин, резисторов 29 и 28. Умножение на Uo производится умножителем 31.

Использование предлагаемого устройства выявления .асинхронного режима генератора позволит повысить селективность выявления асинхронного режима .синхронного генератора, а следовательно, и надежность его выявления.

НИ2129

1042129

Составитель К.фотина .

Редактор В.Ковтун Техред N.Тепер Корректор 0-Т

Тигор

Заказ 7143/55 Тираж 617 Подписное

I ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент ; r. Ужгород, ул. Проектная, 4