Устройство для регулирования возбуждения синхронного генератора

 

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение устойчивости и качества регулирования. Устройство содержит датчики:отклонения напряжения генератора 4, производной этого напряжения 5, отклонения стабилизирующего режимного параметра 6 и его производной 7, выходы которых подключены ко входам сумматора 3, блок 9 демпфирования больших колебаний, выход которого связан через управляемый ключ 13 с выходом сумматора 3, цепи управления ключом 13, включающие элементы 14-25. Сущность изобретения заключается в том, что в цепях управления ключом 13 использован измеритель 23 амплитудных значений сигнала. Особенность функционирования устройства состоит в том, что блок 9 демпфирования больших колебаний подключается к входу сумматора 3 в моменты превышения амплитудным значением режимного параметра заданной величины. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (1% (11) А2 (51)4 Н 02 Р 9/14 г

1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (61) 1325658 (21) 4381351/24-07 (22) 22.02.88 (46) 15 ° 10.89 ° Бюл. 9 38 (7 1) Научно-исследовательский институт по передаче электроэнергии постоянным током высокого напряжения (72) А.С.Зеккель, А.В.Черкасский, Т.А.Эдлин и А.Х.Есипович (53) 621.313.322 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1325658, кл. Н 02 P 9/14, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение устойчивости и качества регулирования. Устройство содержит датчики: отклонения напряжения генера2 тора 4, производной этого напряжения 5, отклонения стабилизирующего режимного параметра 6 и его производной 7, — выходы которых подключены к входам сумматора 3, блок 9 демпфирования больших колебаний, выход которого связан через управляемый ключ 13 с выходом сумматора 3, цепи управления ключом 13, включающие элементы

14-25. Сущность изобретения заключается в том, что в цепях управления ключом 13 использован измеритель 23 амплитудных значений сигнала. Особенность функционирования устройства состоит в том, что блок 9 демпфирования больших колебаний подключается к вхое ду сумматора 3 в моменты превышения амплитудным значением режимного параметра заданной величины. 2 ил.

1515329

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования возбуждения мощных синхронных генераторов, управляемых с помощью автоматических регуляторов возбуждения сильного действия (АРВ

СД).

Цель. изобретения — повышение устойчивости и качества регулирования пу- 10 тем повышения чувствительности устройства к аварийным возмущениям.

На фиг.1 представлена структурнаясхема устройства, на фиг.2 — принципиальная электрическая схема измерителя амплитудного значения сигналае

Устройство для регулирования возбуждения синхронного генератора содержит подключенный к роторной цепи синхронного генератора 1 возбудитель

2, соединенный с выходом сумматора 3, к входам которого подключены датчики: отклонения напряжения генератора, 5 производной напряжения генератора, 25

6 отклонения стабилизирующего режимного параметра, 7 производной стаби лизирующего режимного параметра, и выход блока 8 обратных связей по току и напряжению, вход которого соединен с выходом возбудителя 2.

Устройство также содержит блок 9 демпфирования больших колебаний, включающий в себя генератор 10 пилообразного напряжения, блок 11 умножения и дополнительный сумматор 12, причем вход генератора 10 пилообразного напряжения и один из выходов дополни- тельного сумматора 12 подключен к выходу датчика 6, второй вход допол- 40 нительного сумматора 12 соединен с выходом блока 11 умножения, входы которого соединены соответственно с выходом генератора 10 пилообразного напряжения к вых1эдом датчика 7, при 45 чем выход дополнительного сумматора

12 соединен с одним иэ входов основного сумматора 3 через управляемый ключ 13, к управляющему входу которого подключен выход элемента ИЛИ 14, один из входов которого через первый компаратор 15 подключен к выходу цепи, содержащей последовательно соединенные диод 16 и П-образный К СЖ-четырехполюсннк (RC-цепь) 17 из двух резисторов 18 и 19 и конденсатора 20 между ними, свободный вход диода 16 .соединен с выходом датчика 7, а второй выход элемента ИЛИ 14 подключен к выходу второго компаратора 21, причем к первому входу компаратора 21 подключен задатчик 22 предельно допустимого значения производной режимного параметра, а второй вход компаратора 21 соединен .с выходом измерителя 23 амплитудных значений сигнала, вход которого соединен с выходом датчика 7. Причем сояротивление R, резистора 18 меньше сопротивления R резистора 19.

Измеритель 23 амплитудных значений сигнала выполнен на выпрямителе

24 и преобразователе 25 амплитудных значений, причем вход выпрямителя 24 соединен с входом измерителя 23 амплитудных значений сигнала, а его ваход подключен к информационному входу преобразователя 25 амплитудных значений. Силовая часть проеобразователя 25 амплитудных значений включает в себя ключ 26, соединенный последовательно с запоминающим конденсатором 27. выводы которого являются выходом измерителя амплитудных значений сигнала. Блок управления пре образователем содержит экстрематор 28, вход которого подключен к входу из 1 мерителя амплитудных значений сигнала, а выход через дифференцирующий преобразователь 29 и одновибратор

30 — к цепям управления ключа 26 °

Экстрематор включает в себя дополнительный. ключ 31, через который осуществлена связь входа измерителя амплитудных значений сигнала с последовательно включенными дополнительним конденсатором 32 и низкоомным входом усилителя 33, выход которого через триггер 34 подключен к входу дифференцирующего преобразователя 29.

Устройство работает следующим образом.

Во всех режимах работы сигналы с выходов датчиков 4-7 и блока 8 обратных связей поступают на входы основного сумматора, обеспечивая работу регулятора по схеме унифицированного APB

СД. При этом выходной сигнал датчика 6 поступает на вход генератора 10 пилообразного напряжения, который фиксирует момент каждого изменения знака (перехода через нуль) сигнала отклонения стабилизирующего режимного параметра и формирует на выходе вспомогательный сигнал, по величине пропорциональной времени с момента изменения знака сигнала на выходе дат329

5 1515 чика 6. Сигнал с выхода генератора 10 поступает на вход блока 11 умножения, на второй вход которого поступает выходной сигнал датчика 7 производной отклонения режимного параметра. Сиг5 нал с выхода блока 11 умножения подается на один из входов дополнительного сумматора 12, на второй вход которого поступает выходной сигнал дат- 1р чика 6. Сформированный таким образом стабилизирующий сигнал с выхода дополнительного сумматора 12 подают на информационный вход ключа 13.

В нормальном режиме работы генера- 15 тора 1 выходной сигнал датчика 7 производной существенно меньше выходного сигнала задатчика 22, поступающего на вход компаратора 21, выходной сигнал которого при указанном 20 соотношении входных сигналов равен нулю. Поскольку в указанном режиме выходной сигнал датчика,7 практически равен нулю, на выходе компаратора 15 также присутствует нулевой сигнал. 25

При;нулевых сигналах на входах элемента ИЛИ 14 сигнал на его выходе также равен нулю и ключ 13 находится в разомкнутом состоянии, отключая выходной сигнал блока 9 демпфирования 3О больших колебаний от сумматора 3.

В аварийном режиме работы генератора 1 на выходе датчика 7 производ ной возникает существенно отличный от .нуля переменный сигнал, положительные ю

35 полуволны которого через диод 16 поступают на вход цепи 17.

Поступающий на вход RC-цепи Ф7 сигнал соответствует текущему значению производной режимного параметра на участке gp положительной полуволны. По мере увеличения текущего значения производной происходит его сравнение с ранее зафиксированным aà RC-цепи 17 экстремальньпк значением (при первом аварий- 45 ном увеличении производной происходит сравнение с нулевым сигналом).

В тот момент, когда текущее значение превысит ранее запомненное . экстремальное, через конденсатор 20, резис- 5р тор 18 RC-цепи 17 начинает протекать ток, заряжающий конденсатор 20, вызывающий падение напряжения на резисторе 18 и появление положительного потенциала на входе компаратора 15.

Тем самым производится фиксирование превышения текущего значения над ранее запомненным экстремальным. На выходе компаратора 15 при этом формируется ненулевой сигнал, который поступает на управляющий вход ключа 13 и вызывает его замыкание. В результате выхода блока 9 демпфирования больших колебаний подключают к одному из входов сумматора 3. Тем самым стабилизирующий сигнал подают на выходной сумматор регулятора.

В описанном состоянии схема находится до момента достижения производ- ной режимного параметра экстремального значения. В этот момент напряжение на входе RC-цепи перестает увеличиваться, ток по цепи 20-18 прекращается и напряжение на выходе RC-цепи 17 становится равным нулю, тем самым фиксируется момент достижения текущим значением режимного параметра нового экстремального значения. Это значение запоминается на конденсаторе 20 и используется в дальнейшем в качестве предыдущего экстремального значения. Прекращение тока в RCцепи 20-18 и обнуление его выходного сигнала приводит к опрокидыванию компаратора 15 нулевые входные сигналы которого приводят к появлению нулевого выходного сигнала, снятию управляющего сигнала с входа ключа 13, его размыканию и отключению блока демпфирования от входа основного сумматора 3.

После момента достижения экстремального значения напряжение на входе RC-цепи 17 начинает уменьшаться в соответствии с изменением положительной полуволны выходного сигнала датчика 7. При этом ток в RC-цепи 17 изменяет направление, т.е. конденса тор 20 разряжается по контуру сопротивления 18-20-19. Выбор сопротивлений контура иэ условий R < T R,(R

10-20 с, соответствующее затуханию практически любых электромеханических переходных процессов генератора, вызванных аварийным возмущением.

Если же в процессе демпфирования возмущенного движения последующее текущее значение производной превышает зафиксированное, то весь цикл операций повторяется.

Во всех режимах работы устройства измеритель 23 амплитудных значений сигнала, на входы которого поступает выходной сигнал блока 7 производной

1515329 стабилиэирующе го параметра, формирует выходной ступенчатый сигнал, величина ступени которого равна зафиксированному амплитудному значению произ5 водной стабилизирующего параметра.

Величина выходного сигнала измерителя 23 амплитудных значений сигнала изменяется в момент прохождения вход» ным сигналом своего амплитудного зна- 10 чения.

Превышение амплитудным значением предельно допустимой величины, определяемой величиной выходного сигнала задатчика 22, приводит к появлению ненулевого выходного сигнала компаратора 21 и, соответственно, управляющего сигнала на входе ключа 13, который при этом замыкается независимо от состояния компаратора 15. Снижение амплитудного значения сигнала производной ниже уровня выходного сигнала датчика 22 приводит к появлению нулевого выходного сигнала компаратора 21, поступающего на один из входов элемен-25 та ИЛИ 14. Если при этом на выходе компаратора 15 выходной сигнал не равен нулю, то ключ 13 остается замкнутым, в противном случае ключ размыкается, отключая выход блока 9 демпфирования больших колебаний от сумматора 3.

Измеритель амплитудных значений сигнала 23 функционирует следующим образом.

Поступающий на вход измерителя амплитудных значений сигнала переменный сигнал дифференцируется и усиливается цепью, включающей дополнительный конденсатор 32 и усилитель 33, и 40 поступает на вход триггера 34. Триггер 34 находится в одном из устойчивых состояний и переключается в моменты перехода сигнала на его входе через нуль, которые соответствуют моментам прохождения сигнала на входе измерителя амплитудных значений сигнала экстремальных значений. Опрокидывание триггера приводит к появлению на выходе дифференцирующего преобразователя 29 импульсов, запускающих одновибратор 30, На время появления короткого сигнала на выходе одновибратора замыкается ключ 26, который обеспечивает заряд запоминающего конденсатора 27 до напряжения, равного выходному напряжению выпрямителя 24, которое в момент замыкания ключа 26 соответствует амплитудному значению входного сигнала измерителя 23 амплитудного значения сигнала. Поэтому напряжение на запоминающем конденсаторе имеет ступенчатую форму и по величине равно амплитудным значениям указанного сигнала.

Применение устройства для регулирования возбуждения синхронного генератора позволяет обеспечить сильное воздействие на аварийное возмущение, что повышает устойчивость и качество регулирования.

Формула изобретения

Устройство для регулирования возбуждения синхронного генератора по авт. св. Р 1325658, о тл и ч ающ е е с я тем, что, с целью повышения устойчивости и качества регулирования путем повышения чувствительности устройства к аварийным возмущениям, введен измеритель амплитудных значений сигнала, через который второй вход второго компаратора подключен к выходу датчика производной стабилизирующего режимного параметра и свободному выводу диода.

1515329 иг2

Составитель А.Акимов

Техред А.Кравчук Корректо С Че ни

Тирам 551 Подписное комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Редактор. Л. Веселовская

Заказ 6291754

ВНИИПИ Государственного

113035, Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Уигород, ул. Гагарина, 101