Устройство автоматического регулирования возбуждения синхронного генератора

 

Устройство автоматического регулирования возбуждения (АРВ) синхронного генератора позволяет повысить эффективность демпфирования качаний в энергосистемах различной конфигурации. При любом возмущении в энергосистеме, которое приводит к возникновению качаний генераторов, не совпадающих по амплитуде и по фазе с изменениями средневзвешенной частоты на шинах электростанций, блок блокировки блокирует работу канйла изменения частоты и его производной , что обеспечивает подачу в устройство АРВ генератора стабилизирующих сигналов только по разности частот и ее производной. Устройство обеспечивает в этих случаях подачу стабилизирующего сигнала такой полярности , которая при частоте вращения генератора меньшей , чем частота напряжения шин электростанции уменьшает возбуждение и тормозной электромагнитный момент на валу генератора , создавая условия для ускорения вращения, а при частоте вращения генератора большей, чем частоты напряжения шин, увеличивает возбуждение и тормозной момент. Если при достижении сближения частоты вращения генераторов и частоты на шинах элект ррстанции продолжаются кач ания генераторов электростанции по отношению к энергосистеме, то блок блокировки с заданной постоянной времени прекращает блокирование канала отклонения частоты и в устройство АРВ генераторов поступают стабилизирующие сигналы по изменению частоты на шинах электростанции и по производной этого изменения. При любом возмуще- НИИ в энергосистеме частота напряжения сети и частота вращения генераторов изменяются в одну сторону, поэтому при использовании сигнала по разности этих частот исключается подача дестабилизирующего сигнала, противодействующего сигналу по основному параметру регулирования, и подается сигнал,обеспечивающий сближение частот до их совпадения.2 ил. (Л С f to tc

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1220102 (51)4 H 02 Р 9/14

ВСЕМВ:"Н 4 9

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOlVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3760612/24-07 (22) 28.07,84 (46) 23.03.86. Бюл.¹ 11 (71) Предприятие "Сибтехэнерго"

Производственного объединения по наладке, совершенствованию технологии и эксплуатации электростанций и сетей "Союзтехэнерго" (72) Ф.Л.Коган, Л.А.Москвичев, В.Г.Сутягин и В.М.Шевченко (53) 621.316.722:621.313.322(088.8) (56) Соловьев И.И. Автоматические регуляторы синхронных генераторов.M. Энергоиздат, 1981, с.1129-158, Авторское свидетельство СССР № 118886, кл. Н 02 P 9/14, 1958.

Авторское свидетельство СССР № 892640, кл. Н 02 P 9/14, 1979. (54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА (57) Устройство автоматического регулирования возбуждения (АРВ) синхронного генератора позволяет повысить эффективность демпфирования качаний в энергосистемах различной конфигурации. При любом возмущении в энергосистеме, которое приводит к возникновению качаний генераторов, ge совпадающих по амплитуде и по фазе с изменениями средневзвешенной частоты на шинах электростанций, блок блокировки блокирует работу канала изменения частоты и его производной, что обеспечивает подачу в устройство APB генератора стабилизирующих сигналов только по разности частот и ее производной. Устройство обеспечивает в этих случаях подачу стабилизирующего сигнала .такой полярности, которая при частоте вращения генератора меньшей, чем частота напряжения шин электростанции уменьшает возбуждение и тормозной электромагнитный момент на валу генератора, создавая условия для ускорения вращения, а при частоте вращения генератора, большей, чем частоты напряжения шин, увеличивает возбуждение и тормозной момент. Если при достижении сближения частоты вращения генераторов и частоты на шинах элект Е ростанции продолжаются качания генераторов электростанции по отношению к энергосистеме, то блок блокировки С с заданной постоянной времени прекращает блокирование канала отклонения частоты и в устройство АРВ генераторов поступают стабилизирующие сигналы по изменению частоты на шинах электростанции и по производной этого изменения. При любом возмуще-. нии в энергосистеме частота напряже. ния сети и частота вращения генераторов изменяются в одну сторону, К) поэтому при использовании сигнала по разности этих частот искйючается подача дестабилизирующего сигнала, противодействующего сигналу по основному параметру регулирования, и подается сигнал, обеспечивающий сближение частот до их совпадения.2 ил.

1220102

Суммирующий усилитель 4 является элементом APB генератора, который обеспечивает изменение тока возбуждения генератора пропорционально изменению основных параметров регулирования (величины напряжения статора генератора и ее производной) и стабилизирующих сигналов.

Блок блокировки (фиг.2) осуществ" ляет блокировку канала регулирования по изменению частоты и ее производной и обеспечивает адаптивность устройства. Он содержит формирователь

9 модуля, цепь 10 замедления на закрытие аналогового ключа при деблоки45

Изобретение относится к автоматическому регулированию возбуждения синхронных машин.

Цель изобретения — повышение эффективности демпфирования качаний в энергосистемах различной конфигурации.

На фиг.1 приведена блок-схема устройства; на фиг.2 — блок-схема блока блокировки. 10

Устройство содержит датчик 1 частоты напряжения U электрической сети, вход которого подключается через измерительный трансформатор напряжения к шинам .высокого напря- 15 жения электростанции или в другую точку сетки, в которую включен генератор, преобразователь 2 частоты вращения вала генератора, обеспечи- вающий формирование сигнала, пропорционального скорости вращения вала генератора щ т.е. является аналогом частоты вращения вала агре° . гата, блок 3 разностй, выходной сигнал которого пропорционален раз- 25 ности поступающих на его входы сигналов от блоков 1 и 2, суммирующий усилитель 4, на один из входов которого подается выходной сигнал блока 3 разности, а на другой— 30 производная этого сигнала по воемени . через дифференцирующий блок 5, блок

6 блокировки, вход которого подключен к выходу датчика 1 параллельно одному из входов блока 3 (показано на схеме для конкретного выполнения) или к датчику частоты любой другой точки электрической сети, а выход подключен к блоку 7 изменения частоты, выход которого подключен к суммирующему усилителю 4 непосредственно и через дифференцирующий блок 8. ровании каналов регулирования по изменению и производной частоты, аналоговый ключ !) и источник 12 напряжения смещения.

Аналоговый ключ 11 предназначен для коммутации выходного сигнала

U датчика частоты и управляется

1С1 выходным сигналом U y блока 3, преобразуемым с помощью формирователя 9 модуля и цепи 10, и позволяет коммутировать разнополярные и меняющиеся сигналы. При закрытом состоянии этого ключа обеспечивается прохождение входного сигнала Ug„ на выход ключа и далее в блок 7, а при открытом состоянии ключа его выход шунтируется.

Управляющий разнополярный сигнал рассогласования Ug проходит через формирователь 9 модуля и поступает на вход цепи 10. Эта цепь содержит, например, звено пассивного интегрирования, состоящее из конденсатора, резистора и диодного элемента, которые включены таким образом, что заряд конденсатора происходит через диод без задержки, а разряд— через резистор с заданной постоянной времени. Это обеспечивает при появлении сигнала рассогласования на выходе блока 3 разности подачу управляющего сигнала на ключ 11 беэ задержки, а при исчезйовении сигнала рассогласования U съем управляющего сигнала с заданной постоянной времени.

Кроме того, в выходной сигнал цепи 10 замедления подается напряжение смещения от источника 2 напряжения смещения, представляющего собой делитель напряжения источника питания, которое задает уставку срабатывания ключа 11, что обеспечивает отстройку от наводок и отшумового сигнала, вызванного флуктуацией ротора генератора в поле статора.

За счет постоянно поступающего на вход ключа 11 сигнала смещения, который превышает величину напряжения отсечки ключа, ключ 11 при отсутствии сигнала рассогласования

U g (с учетом зоны шумового сигнала) закрыт.

При появлении сигнала рассогласования на выходе блока 3 заряд кон. денсатора в цепи 10 происходит как указано вышее, через диодный элемент

1 220102

Устройство работает следующим образом.

При любом возмущении в энергосистеме, которое приводит к возникновению качаний генераторов, не совпадающих по амплитуде и по фазе 55 с изменениями средневзвешенной частоты на шинах электростанций, работающей в сложной энергосистеме, без задержки и если величина этого сигнала превысит уставку срабатывания ключа 11 блока блокировки 6, то ключ ll открывается и его выход шунтируется, блокируя входной сигнал канала изменения частоты. В этом случае на суммирующий усилитель 4 поступают сигналы рассогласования от блока 3 и через блок 5 производная этого сигнала, а сигналы от бло- и1 ков 7 и 8 отсутствуют, При исчезновении сигнала рассо-. гласования на выходе блока 3 (т.е. при его уменьшении ниже уставки блока блокировки) разряд конденсатора в цепи 10 происходит через ре-. зистор с заданной постоянной времени, при этом sa счет смещения напря.жения на затворе ключа нарастает, по мере его нарастания ключ 11 закрыва- 20 ется, а после достижения на его за-. творе напряжения отсечки ключ закрыт полностью. При этом напряжение Ц на выходе блока блокировки становится равным входному О с, т.е. входной сигнал канала изменения частоты деблокируется, и на суммирующий усилитель 4 поступают сигналы, образуемые блоком изменения частоты 7 и его производной 8.

Замедление в этом случае введено

t для предотвращения паразитных авто" колебаний системы в случаях периодического возникновения и исчезновения сигнала рассогласования на выходе блока разности частот (с учетом заданной уставки). Таким образом, при исчезновении разности частот ввод каналов регулирования по изменению и производной частоты проис- 40 ходит с заданной постоянной времени, а при появлении разности частот каналы регулирования по изменению и производной частоты блокируются без замедления, сразу, т.е. преимущество обеспечивается эа каналами регулирования по разности частот и ее производной. блок блокировки блокирует работу канала изменения частоты и его производной, что обеспечивает подачу в APB генератора стабилизирующих сигналов только по разности частот и ее производной. Этим исключаются возможность самораскручивания из-за подачи сигналов не в фазе с колебаниями частоты вращения роторов генераторов и возможность неправильной работы устройства при динамических ю возмущениях из-за противодействия сигналов по изменению и производной частоты сигналу по основному параметру регулирования.

Устройство обеспечивает в этих случаях подачу стабилизирующего сигнала такой полярности, чтобы при частоте вращения генератора, меньшей частоты напряжения шин электростанции, возбуждение уменьшилось, что уменьшает тормозной электромагнитный момент на валу генератора и создает условия для ускорения вращения, а при частоте вращения генератора, большей частоты напряжения шин, возбуждение увеличивалось и увеличивался тормозной момент. Кроме того, устройство обеспечивает изменение возбуждения генератора и в соответствии с производной сигнала рассогласования скорости вращения генератора и частоты напряжения шин станции, что улучшает демпфирование колебаний скорости вращения.

При любом возмущении в энергосистеме частота напряжения сети (шин электростанции) и частота вращения генераторов изменяются в одну и ту же сторону, поэтому при использовании сигнала по разности этих частот исключается подача дестабилизирующего сигнала, противодействующего сигналу по основному параметру регулирования, и подается сигнал, обеспечивающий сближение частот до их совпадения, что всегда полезно.

Если при достижении сближения частоты вращения генераторов и частоты на шинах электростанции продолжаются качания генераторов данной электростанции по отношению к энергосистеме, что характерно для случая связи электростанции с энергосистемой по одной ВЛ или при слабых связях, то блок блокировки с заданной постоянной времени прекращает

1220102 тот. блокирование канала отклонения частоты и в APB генераторов поступают стабилизирующие сигналы по изменению частоты на шинах электростанции и по производной этого изменения, полезность которых в этих случаях проверена многолетней практикой их использования. При возникно венин вновь разности частот вращения генераторов напряжения на шинах станции больше заданной уставки канал изменения частоты практически мгновенно блокируется и обеспечивается стабилизация по разности часФормула изобретения

Устройство автоматического регулирования возбуждения синхронного генератора, содержащее преобразователь частоты вращения вала генератора, датчик частоты. электрической сети, выходы которых подключены к входам блока разности, дифференциВНИИПИ Заказ 1330/59

Тираж 631 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 рующий блок, вход которого подключен к выходу блока разности, а выходы блоков разности и дифференцирующего блока подключены к входам суммирующего усилителя, о т л и ч а- ющ е е с я тем,что,с целью повышения эф. фективностидемпфирования качаний в энергосистемах различной конфигура10 ции, устройство снабжено блоком изменения частоты электрической сети и дифференцирующим блоком, подключенным к выходу блока изменения частоты, выходы каждого из

15 которых подключены к входам суммирующего усилителя, и блоком блокировки, содержащим аналоговый ключ, формирователь модуля и цепь замедления на закрытие аналогового ключа, 20 вход которого подключен к датчику частоты электрической сети, выходк блоку изменения частоты, а управляющий вход подключен к выходу блока разности через формирователь

25 модуля и цепь замедления на закрытие аналогового ключа.