Автоматический регулятор возбуждения для синхронного генератора с возбудителем

 

АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР ВОЗБУЙЩЕНИЯ ДЛЯ-СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА С ВОЗБУДИТЕЛЕМ, содержащий сумматор , входы которого подключены к датчикам тока и напряжения на выходе синхронного генератора, линейный и нелинейнь элементы, входы которых подсоединены к выходу сумматора, первый усилитель, первый и второй входы которого соединены с выходами линейного и нелинейного элементов, а третий - с выходом цепи гибкой отрицательной обратной связи, включаюB€ :c- cS1 1 --.:..-- 1 Is ...,,.,.,,.,„.,,, У щей последовательно соединенные первьй выпрямитель, дифференциатор, второй усилитель, ограничитель максимальной величины сигнала, возбудитель , обмотка возбуждения которого подключена к выходу первого усилителя , выводньш клеммы обмотки якоря возбудителя через второй вьшрямитель подсоединены к обмотке возбуждения синхронного генератора и через трансформатор - к входу цепи гибкой отрицательной обратной связи, вход. питания второго усилителя подключен к согласующему трансформатору через третий выпрямитель, отличающийся тем, что, с целью повьппения качества электроэнергии за счет W усиления демпфирования колебаний ротора синхронного генератора при сильных возмущениях и расширения области применения автоматического регулятора возбуждения, вход согласующего трансформатора соединен с выходом сумматора. ел

C(M3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<(чу (tI>

14?

4(зi) Н 02 P 9/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3696084/24-07 (22) 09. 12.83 (46) 30.05.85. Бюп. Ф .20 (72) А.В.Пташкин и М.M.ÔðHäìàí (71) Предприятие "Сибтехэнерго" (533 621. 316. 722: 621. 313. 322 (088. 8) (56) 1. Соловьев И.И. Автоматические регуляторы синхронных генераторов.

М., Энергоиздат, 1981,.с. 73.

2. Авторское свидетельство СССР

752731, кл. Н 02 P 9/00, 1978. (54)(57) ABTONATH×EÑÊÈÉ РЕГУЛЯТОР

ВОЗБУЖДЕНИЯ ДЛЯ.СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА С ВОЗБУДИТЕЛЕМ, содержащий сумматор, входы которого подключены к датчикам тока и напряжения на выходе

- синхронного генератора, линейный и нелинейный элементы, входы которых подсоединены к выходу сумматора, первый усилитель, первый и второй входы которого соединены с выходами . линейного и нелинейного элементов, а третий — с выходом цепи гибкой.отрицательной обратной связи, включающей последовательно соединенные первый выпрямитель, дифференциатор, второй усилитель, ограничитель максимальной величины сигнала, возбудиI тель, обмотка возбуждения которого подключена к выходу первого усилителя, выводные клеммы обмотки якоря возбудителя через второй выпрямитель подсоединены к обмотке возбуждения синхронного генератора и через трансформатор вЂ, к входу цепи гибкой отрицательной обратной связи, вход . питания второго усилителя подключен к согласующему трансформатору через третий выпрямитель, о т л и ч а ю— шийся тем,,что, с целью повышения качества электроэнергии за счет усиления демпфирования колебаний ротора синхронного генератора при сильных возмущениях и расширения области применения автоматического регулятора всэбуждения, вход согласующего трансформатора соединен с выходом сумматора.

1159147

Изобретение относится к электро-. технике, а именно к синхронным генераторам, и может быть использовано в системах возбуждения синхронных генераторов, оборудованных автоматическим регуля;ором возбуждения непрерывного действия, реагирующим на отклонение напряжения, а также величины и фазы тока на выходе синхронного генератора. Ю

Известны автоматические регуляторы возбуждения, в которых для повы:шения запаса устойчивости регулирования применяются различного рода гибкие отрицательные обратные связи (1) .

Недостатком таких автоматических регуляторов возбуждения является обеспечение ими невысокого качества выходного напряжения синхронных генераторов из-за низкой эффективности демпфирования колебаний напряжения на выходе синхронного генератора при сильных возмущениях.

Наибопее близким по технической сущности к предлагаемому является автоматический регулятор возбуждения для синхронного генератора с возбудителем, содержащий сумматор, входы которого подключены к датчикам тока и напряжения на выходе синхронного генератора, линейный и нелинейный элементы, входы которых подсоединены к выходу сумматора, первый усилитель, первый и второй входы которого соединены с выходами линейного и.нелинейного элементов, а третий — с выходом цепи .гибкой отрицательной обратной связи,.включающий последовательно соединенные первый выпрямитель, дифференциатор, 40 второй усилитель, ограничитель максимальной величины сигнала, возбудитель, обмотка возбуждения которого . подключена к выходу первого усилителя, выводные клеммы обмотки якоря 45 возбудителя через второй вы рямитель подсоединены к обмотке возбуж1 дения синхронного генератора и через трансформатор- — к входу цепи гибкой. отрицательной обратной связи, 50 вход питания второго усилителя подключен к сог..асующему трансформатору через третий выпрямитель. Вход согласующего трансформатора подключен к дополнительному источнику пи- 55 3 тания, роль которого исполняет подвозбудитель синхронного генератора (23 °

Недостатком данного устройства является слабое демпфирование колебаний ротора синхронного генератора при сильных возмущениях, таких как короткое замыкание на выходе cHHx ронного генератора, из-за жесткого ограничения величины сигнала на выходе цепи гибкой отрицательной обратной связи, необходимого для обеспечения требуемого запаСа динамической устойчивости в процессе первого вылета .ротора. Лругим недостатком прототипа является его относительно узкая область применения из-за необходимости наличия для силового питания второго усилителя дополнительного источника питания.

Цель изобретения — повышение качества электроэнергии за счет.усиления демпфирования колебаний ротора синхрон,ого генератора при сильных возмущениях и расширение области применения автоматического.регулято.— ра возбуждения.

Поставленная цель достигается тем, что в автоматичеСком регуляторе возбуждения для синхронного генератора с возбудителем, содержащем сумматор, входы которого подключены к датчикам тока и напряжения на выходе асинхронного генератора, линейный и нелинейный элементы, входы которых подсоединены к выходу сумматора, первыь, усилитель, первый и второй входы которого соединены с выходами линейного и нелинейного элементов, а третий — с выходом цепи гибкой отрицательной обратной связи, включающей последовательно соединенные первый выпрямитель, дифференциатор, второй усилитель, ограничитель максимальной величины сигнала, возбудитель, обмотка возбуждения которого подключена к выходу первого усилителя, выводные клеммы обмотки якоря возбудителя через второй выпрямитель подсоединены к.обмотке возбуждения синхронного генератора и через трансформатор — к. входу цепи гибкой отрицательной обратной связи, вход питания второго усилителя подключен к согласующему трансформатору через третий выпрямитель, вход согласующего трансформатора .соединен с выходом. сумматора.

На чертеже представлена блок-схема системы возбуждения синхронного генератора.

3 1159147 ф

Автоматический регулятор 1 воз- нала поступает.на третий вход первобуждения для синхронного генератора го усилителя 9, 1О с, таким з. аком, 2 с возбудителем 3 содержит сумма- . чтобы воздействие первого усилителя тор 4, входы которого подключены к на возбудитель было направлено на датчикам 5 тока и 6 напряжения HR Bb> 5 устранение возникшего изменения его

f ходе синхронного генератора 2, ли- напряжения, за счет чего увеличиванейный 7 и нелинейный 8 элементы . ется запас устойчивости автоматичес. входы которых подсоединены к выходу кого регулирования возбуждения и сумматора, первый. Усилитель состоя-, обеспечивается предотвращение самощий из магнитных усилителей 9 и 1О 10 раскачивания синхронного генератора. первый и второй входы KoToporo coe действие. звена гибкой отрицательной . динены с выходами линейного и нели- обратной связи продолжается в тече-, неиного элементов, а третин — с вы ние всего переходного процесса и

1 ходом цепи гибкои отрицательнои об заканчивается с наступлением нового ,ратной связи, включающей последова 15 установившегося режима, т.е..с претельно соединенные первый выпрямитель кращением изменения во в емени нап я11, дифференциатор 12, второй усили- женин возбудителя. Максимальная велитель 13 и ограничитель 14 максималь- . чина сигнала гибкой отрицательной ной величины сигнала. Обмотка 15 воз обратной связи опр деляется уровнем буждения возбудителя подключена K 20 его.ограничения в отраничителе 14 выходу первого усилителя. Выводные максимальной величины сигнала и п и и при клеммы обмотки якоря возбудителя величине напряжения на выходе син,через второй выпрямитель 16 и сериес- хронного генератора, близкой к макную обмотку 17 возбуждения возбуди- симальной, равна примерно половине телЯ подсоеДинены к обмотке воэбУж- 5 максимальной разности сигналов по . дения синхронного генератора и че- первому и второму входаи первого. рез трансформатор 18 — к входу цепи усилителя, При резких снижениях напгибкой отрицатегьной обратной свя- ряжения на выходе синхронного гене. зи. Вход питания второго усилителя ратора соответственно снижается и подключен к выходу сумматора через вепичина сигнала на выходе цепи

30 согласующий трансформатор 19 и тре- гибкой отрицательной обратной связи .! тий выпрямитель 20. Четвертый вход вследствие того что вход питания

1 первого усилителя через блок 21, второго усилителя связан с выходом включающий измерительный орган огра- синхронного генератора. Напряжение ничителя потолка форсировки и тре- питания второго усилителя, а следоtHf! усилитель подсоединен к транс- 5 вательно, и его коэффициент усиления форматору 18. Первый усилитель полу- пропорционален напряжению на выходе чает питания с выводных клемм обмот- синхронного генератора. ки якоря возбудителя через силовой Наличие зависимости коэффициента трансформатор 22. Датчик. напряжения усиления второго усилителя от напряна выходе синхронного генератора жения на выходе синхронного генера40 соединен с одним из входов суммато- тора приводит к тому, что при коротра через настроечный автотрансформа- ком замыкании в цепи на выходе синхтор 23. ронного генератора действие гибкой

Устройство работает следующим отрицательной обратной связи автома45 тически ослабляется, причем тем в большей степени, чем ближе к выходу

При любом возмущении в цепи на синхронного генератора место коротвыходе синхронного генератора или кого замыкания и, следовательно чем в замкнутом контуре автоматического

Ф Р опасней для него .этот аварийный регулирования его возбуждения, вы- SI режим с точки зрения динамической зывающем изменение напряжения возустойчивости. будителя .3, на выходе дифференциатора 12 .цепи гибкой отрицательпой .Положительный эффект, создаваемый обратной связи появляется сигнал, наличием указанной зависимости, пропорциональный скорости этого из- 55 заключается в том, что достигается менения, который усиливается во вто- дополнительное ограничение отрицаом усилителе 13.и через ограиичи- тельного влияния действия гибкой, ель 14 максимальной величины сиг- отрицательной обратной связи на ско.

1 159147

И11ИПИ Заказ 3606/55 Тираж 646 По писное

Ф:лиэл ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная,4 рость нарастания напряжения возбудителя при форсировании возбуждения синхронного генератора вследствие резкого снижения напряжения на выходе синхронного генератора, вызванного коротким замыканием. В резуль.тате достигается усиление демпфирования колебаний ротора синхронного генератора при первом. выпете ротора, вызванном коротким замыканием.

После отключения короткого замыкания, когда напряжение якоря синхронного генератора восстанавливается, стабилизирукицее действие гибкой отрицательной обратной связи вновь про- 1S . является в полной мере, предотвращая нарастание амплитуды колебаний режимт ных параметров синхронного генератора в послеаварийном колебательном режиме и исключая возможное в этом 20 режиме нарушение синхрониэма во втором и последующем циклах качаний ротора синхронного генератора. Усиление демпфирования колебаний ротора синхронного генератора при первом вылете ротора повышает запас динами-. ческой устойчивости синхронного генератора, что позволяет увеличить максимальное значение сигнала на выходе цепи гибкой отрицательной обратной связи и, как следствие, усилить демпфирование колебаний ротора синхронного генератора при сильных воздействиях. Усиление демпфирования вышеуказанных колебаний влечет за собой повышение качества электроэнергии, вырабатываемой синхронным генератором.

Отсутствие необходимости в дополнительном источнике напряжения для питания второго усилителя расширяет область применения автоматического регулятбра возбуждения, так как появляется. воэможность его использования в системах возбуждения синхронного генератора,.не содержащих подвозбудителя.