Устройство для испытаний автоматического регулятора возбуждения турбогенератора

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при испытаниях и проверке автоматических регуляторов возбуждения /АРВ/, на электростанциях при остановленном турбогенераторе, а в лабораторных условиях с любой моделью энергосистемы. Целью изобретения является повышение надежности проверки АРВ и снижение материальных затрат. Сущность изобретения заключается в том, что при испытаниях АРВ существующая блок-модель 3 генератора дополняется блоком-моделью 4 бесщеточного возбудителя и блоком-моделью 5 реакции якоря. Введение указанных блоков-моделей 4 и 5 позволяет осуществить реальное моделирование бесщеточного турбогенератора и ввести в АРВ все необходимые обратные связи по регулируемым параметрам. Благодаря использованию нелинейных обратных связей, охватывающих усилители блоков-моделей, выходные параметры блока-модели 3 генератора могут имитировать различные режимы работы, а также учет нелинейностей, присущих самому турбогенератору. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ «/Я (Х

1 (21) 4382939/24-07 (22) 14.12.87 (46) 15.12.90, Бюл. ¹ 46 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электромашинастроения (72) В.В.Буевич, В.А,Кожевников, А.Ю.Маторный, С.В. Романов, В,Ф.Филюрин и

А,А.Юрганов (53) 621.313.126:621,313.39 .002.54 (088.8) (56) Кожевников В.А. и др. Математическая модель бесщеточного диодного возбудителя для расчета статической устойчивости турбогенератора, — В сб.: Бесщеточные системы возбуждения мощных синхронных машин/ ВНИИэлектромашиностроения. — Л., 1986, с. 90-103, Наумов В,Ф. и др. Двухканальный. анализатор устойчивости регулирования возбуждения синхронных генераторов. Электрические станции, 1986, M 10, с.54-57. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛЯТОРА ВОЗБУЖДЕНИЯ ТУРБОГЕНЕРАТОРА

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при испытании автоматических регуляторов возбуждения, (APB), преимущественно на электростанциях с бесщеточными турбогенераторами в предпусковый период.

Цель изобретения — повышение надежности проверки автоматического регулятора возбуждения и снижение материальных затрат при испытаниях.

„„5JJ „„1614092 А1

rs»s Н 02 P 9/14, G 05 В 17/02 (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при испытаниях и проверке автоматических регуляторов возбуждения (APB), на электро станциях при остановленном турбогенераторе, а в лабораторных условиях с любой моделью энергосистемы. Целью изобретения является повышение надежности проверки

APB и снижение материальных затрат, Сущность изобретения заключается в том, что при испытаниях АРВ существующая блок-модель

3 генератора дополняется блоком-моделью 4 бесщеточного возбудителя и блоком-моделью 5 реакции якоря. Введение укаэанных блоков-моделей 4 и 5 позволяет осуществить реальное моделирование бесщеточного турбогенератора и ввести в APB все необходимые обратные связи по регулируемым параметрам. Благодаря использованию нелинейных обратных связей, охватывающих усилители блоков-моделей, выходные параметры блок-модели 3 генератора могут имитировать различные режимы работы, а также учет нелинейностей, присущих самому турбогенератору. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Автоматический регулятор возбуждения 1 с тремя входами: по отклонению напряжения генератора, по отклонению тока ротора и по отклонению напряжения возбуждения, своим выходом соединен с входом управления тиристорного преобразователя 2. Блок-модель 3 генератора имеет два выхода, один из которых подключается к входу flo отклонению

1614092 напряжения АРВ, а другой — к входу по Устройство работает следующим обраотклонению тока ротора АРВ, и один «ход зом. по огклонению напряжния возбуждения. Выходное напряжение APB через тириБлок-модель 4 бесщеточного возбудителя сторный преобразователь 2вызываетиэмеимеет вход, соединенный с выходом тири- 5 нение напряжения на входе операционного сторного преобразователя 2, и вход для со- усилителя 17. При соблюдении условий поединения с выходом блока-модели 5 добия нап!зяжение на выходе операционнореакции якоря, и два выхода один из кото- ro усилителя пропорционально магнитному рых соединен с входом АРВ 1 по отклоне- потоку возбудителя при его холостом ходе. нию напряжения возбуждения, а другой 10 Сумматор, собранный на операционном выход — с входом блока-модели 3 генерато- усилителе 18, формирует на своем выходе ра. Блок-модель 5 реакции якоря выполнен напряжение, которое после выпрямителя 19 на операционном усилителе 6, охваченном . пропорционально напряжению возбуждецепочкойобратной связи из последователь- ния генератора. Через вспомогательный но соединенных резистора 7 и конденсато- 15 усилитель 20 напряжение, пропорциональра 8 и параллельно включенного им ное напряжению возбуждения, поступает резистора9. Входусилителя6,являющийся на вход АРВ. Таким образом, последовавходом блока-модели 5 реакции якоря,сое- тельно соединенные операционные усилидинен с выходом блока-модели 3 генерато- тели 17и18, выпрямитель19иусилитель20, ра по отклонению тока ротора, а выход 20 связанные между собой и с внешней схеоперационного усилителя 6 — с соответству- мой, представляют модель бесщеточного ющимвходом блока-модели4бесщеточного возбудителя. При этом выпрямитель 19 возбудителя. Блок-модель 3 генератора обеспечивает прохождение на выход блока функционально содержит в себе два узла: только напряжение положительной поляродин из которых выполнен на последова- 25 ности, что существенно для имитации дейтельно соединенных операционных усили- ствия бесщеточного возбудителя. телях 10 и 11, вход первого из которых Блок-модель генератора имитирует фиявляется входом по отклонению напряже- зические процессы в синхронном генератония возбудителя, а выход второго усилителя ре, работающем в режиме холостого хода. — выходом по отклонению тока ротора. Вто- 30 Инерционное звено, собранное на усилитерой узел блока-модели 3 генератора пред- ле 10 и включенное на выход выпрямителя ставляет собой три последовательно 19, формирует на своем выходе напряжесоединенных усилителя 12 — 14..Усилители ние, пропорциональное току ротора генера12 и 14 осуществляют моделирование насы- тора !г. Таким образом, реализован первый щения магнитопровода генератора путем 35 канал блока-модели генератора, осуществохвата усилителя 13 цепью обратной связи, . ляющий связь l(Ut), где 0 — напряжение выполненной на резисторе 15 и усилителя возбуждения.

12 обратной связью с диодом 16. Выход Второй канал указанного блока необхоусилителя 14 является выходом блока-моде- дим для реализации зависимости U (U ), где ли 3 генератора по отклонению напряже- 40 Ur — напряжение генератора. С этой целью ния. Блок-модель 4 бесщеточного используются связанные между собой опевозбудителя состоит из последовательно рационныеусилители12и13. Напряжение, включенных инерционного звена, суммато- пропорциональное величине l<„поступает ра (операционных усилителей 17 и 18), вы- на вход усилителя 13. а на его выходе обрапрямителя 19 и выходного операционного 45 зуется напряжение, пропорциональное Ог. усилителя 20. Выход выпрямителя 19 соеди- С целью отражения нелинейной зависимонен с входом усилителя 10 блока-модели 3 сти напряжения генератора от тока воэбужгенератора. дения используется цепь обратной связи, При испытаниях APB на злектростан- охватывак)щей усилитель 13. Усилитель 12 ции используют штатный тиристорный пре- 50 присоединен своим инвертирующим вхообразователь, присоединенный своим дом к источнику напряжения смещения, и информационным входом к выходу АРВ, а выходуусилителя 13 и черездиод16 ксвоевходами питания — через трансформатор к му выходу. Такое включение обеспечивает шинам собственных нужд электростанции, воэможность кусочно-линейной аппроксиБлоки 3-5 служат для замены натурных зле- 55 мации характеристики холостого хода генементов системы автоматического регулиро- ратора.

Вспомогательный усилитель 14 служит

При лабораторных испытаниях возмож- для формирования величины отклонения на замена тиристорного преобразователя напряжения генератораотзаданногозначеего моделью. ния.

1614092

Таким образом, на вход APB поступают напряжения, пропорциональные Жг,Ь U, и

Ir, обеспечивающие возможность испытания APB до пуска турбогенератора. Три указанных величины формируются при помощи блока-модели 3 генератора, блоке-модели 4 бесщеточного возбудителя и блока 5 реакции якоря.

Блок реакции якоря содержит операци. онный усилитель 6, охваченный специальной обратной связью, Соотношение между параметрами элементов укаэанной обрат-. ной связи подбирается таким, чтобы передаточная функция блока правильно отражала реакцию якоря возбудителя. Передаточная функция блока реакции якоря имеет вид:

1+ рТг

М21+ РТ1 где kz — эквивалентное приведенное сопро- тивление реакции якоря возбудителя; р — оператор дифференцирования;

T> — постоянная времени запаздывания реакции якоря;

Tz — переходная постоянная времени реакции якоря..

Сигнал I через блок реакции якоря поступает на второй вход сумматора 18 блокамодели и бесщеточного возбудителя.

Поскольку величина Л Ui, формируется как сигнал, эквивалентный выходному сигналу измерительного органа АРВ, он включается взамен выхода измерительного органа. Динамические характеристики измерительного органа могут учитываться тем, что точка ввода сигнала AU<. переносится на вход фильтра измерительного органа.

Использование изобретения позволяет осуществлять настройку и проверку APB на остановленном.турбогенераторе и сократить время на осуществление этих операций.

Формула изобретения

1. Устройство для испытаний автоматического регулятора возбуждения турбогенератора, содержащее аналоговый блок-модель генератора с входом по напряжению возбуждения и выходами по напряжению генератора и току ротора, тиристорный преобразователь, управляю10

I щий вход которого предназначен для соединения с выходом автоматического регулятора возбуждения, первый выход блока модели генератора является вывбдом для подключения к измерительному входу автоматического регулятора возбуждения по отклонению регулируемого напряжения, а второй выход блока-модели генератора является выводом для подключения к входу автоматического регулятора возбуждения потокуротора, отл и чаю щееся тем, что, с целью повышения надежности проверки автоматического регулятора возбуждения и снижения материальных затрат на испытания, в него дополнительно введены блок-модели бесщеточного возбудителя и реакции якоря, причем блок-модель бесщеточного возбудителя выполнена в виде последовательно соединенных инерционного звена, сумматора, выпрямителя и усилителя, вход инерционного звена соединен с выходом тиристорного преобразователя, второй вход усилителя соединен с источником напряжения смещения, а выход усилителя предназначен для соединения со входом автоматического регулятора возбуждения по отклонению напряжения возбуждения, второй вход сумматора соединен с выходом блока модели реакции якоря, который содержит операционный усилитель, охваченный цепью обратной связи, выполненной в виде последовательной

RC-цепи, зашунтированной резистором, вход блока модели реакции якоря соединен с выходом блока-модели генератора потоку ротора, а вход блока-модели генератора по напряжению возбуждения соединен с выходом выпрямителя блока-модели бесщеточного возбудителя., 40 2. Устройство по п.l, отл и ч а ю щеес я тем, что передаточная функция блока реакции якоря имеет вид

1+ РТ2

" 1+ рТ1

45 где kz — эквивалентное приведенное сопротивление реакции якоря возбудителя; р — оператор дифференцирования;

T> — постоянная времени запаздывания реакции якоря;

5О Тг — переходная постоянная времени реакции якоря.

1614092

Составитель А. Лебедев

Редактор Л. Пчолинская Техред М.Моргентал Корректор В. Гирняк

Заказ 3897 Тираж.455 Подписное

ВНИИХИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101