Способ регулирования возбуждения синхронного генератора и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к электротехнике . Цель изобретения - повышение надежности работы путем повышения устойчивости синхронного генератора и предотвращения автоколебаний в системе регулирования возбуждения в переходных режимах. Регулирование возбуждения синхронного генератора производят с использованием сигналов отклонения и производной напряжения генератора , производных частоты, тока статора и тока ротора. С помощью сумматора формируют комбинированнный сигнал стабилизации путем суммирования сигналов производных напряжения и частоты напряжения генератора, производных токов статора и ротора. В нормальных режимах работы для регулирования тока возбуждения используют сумму сигналов по величине и знаку отклонения напряжения статора с комбинированным сигналом стабилизации, а в переходных режимах величину комбинированного сигнала стабилизации в указанной сумме ограничивают на определенном уровне. 2 с п. ф-лы, 1 ил. Устройство содержит измерительный трансформатор 1 тока статора, подключенный к входу детчика 2 тока статора, и измерительный трансформатор 3 напряжения статора, подключенный к входам датчика 4 напряжения статора и датчика 5 частоты напряжения статора. Выход датчика 4 подключен к входам компараторов 6 и 7, входу дифференциатора 8 и через измерительный орган 9 - к входу суммирующего усилителя 10, выход которого подключен к управляющему входу управляемого выпрямителя 11. Выход управляемого выпрямителя 11 подсо L О чэ со Ю

COrO3 CODEТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧГСКИХ

РЕСПУБЛИК г)ь Н 02 Р 9/04, 9/20

ГОСУДАРСТВЕННЬ и KOMI1TET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

СПИСАНИЕ ИЗОБРЕ ГЕНИЯ

К АВТОРСКОЬ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

6 (21) 4611579/07 (22) 30.11.88 (46) 15.02.91. Бюл. М 6 (71) Производственное объединение "Уралэле <тротяжмаш" им.В.ИЛенина и Всесоюзный научноисследовательский институт электроэнергетики (72) В.Г.Любарский, А.С,Шелепов и В.М.Катуни н (53) 621.316.722(088.8) (56} Герценберг Г.P. и др. Комплект аппаратуры управления возбуждением мощных гидротурбогенераторов и синхронных компенсаторов. — Электротехника, 1979, М 4, с,4 — 6.

Любарский В.Г. и др. Система автоматического регулирования возбуждения мощного синхронного генератора на базе микроЭВМ. — Электротехника, 19,9, М 4, с, 6-9.

Авторское свидетельство СССР (Ф 330520, кл. Н 02 P 9/10, 1972. (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА И

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при регулировании синхронных машин, преимущественно синхронных генераторов электростанций, работающих на энергосистему.

Цель изобретения — повышение надежности работы путем повышения устойчивости синхронного генератора и предотвращения аквтоколебаний в системе регулирования в переходных режимах.

На чеотеже приведена принципиальная схема устройства регулирования, реализующего способ., 533. 1628179 А1

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения — повышение надежности работы путем повышения устойчивости синхронного генератора и предотвращения автоколебаний в системе регулирования возбуждения в переходных режимах. Регулирование возбуждения синхронного генератора производят с использованием сигналов отклонения и производной напряжения генератора, производных частоты, тока статора и тока ротора. С помощью сумматора формируют комбинированнный сигнал стабилизации путем суммирования сигналов производных напряжения и частоты напряжения генератора, производных токов статора и ротора, В нормальных режимах работы для регулирования тока возбуждения используют сумму сигналов по величине и знаку отклонения напряжения статора с комбинированным сигналом стабилизации, а в переходных режимах величину комбинированного сигнала стабилизации в укаэанной сумме ограничивают на определенном уровне. 2 с.п. Ф-лы, 1 ил.

Устройство содержит измерительный трансформатор 1 тока статора, подключенный к входу датчика 2 тока статора, и измерительный трансформагор 3 напряжения стзтора, подключенный к входам датчика 4 напряжения статора и датчика 5 частоты напряжения статора. Выход датчика 4 подключен к входам компараторов 6 и 7, входу дифференциатора 8 и через измерительный орган 9 — к входу суммирующего усилителя

10, выход которого подключен к управляющему входу управляемого выпрямителя 11.

Выход управляемого выпрямителя 11 под1628179 ключен к обмотке возбуждения синхронного генератора 12 и входу датчика 13 тока ротора синхронного генератора, выход которого подключен к входу дифференциатора 14. К входам компараторов 6 и 7 подключены выходы формирователей 15 и

16 предельно допустимого максимального и минимального значений напряжения статора. Выходы компараторов 6 и 7 подключены к управляющим входам блоков 17 и 18 ограничения. Выходы датчиков 5 и 2 подключены к входам дифференциаторов 19 и 20.

Выходы дифференциаторов 8, 14, 19 и 20 подключены к входу сумматора 21, выход которого подключен к выходам блоков 17 и

18 ограничения и входу суммирующего усилителя 10. Измерительный орган 9 может быть выполнен на операционном усилителе

22 с резистором 23 на входе и резистором

24 в цепи обратной связи, а суммирующий усилитель 10 — на операционном усилителе

25 с резисторами 26 и 27 на входе и резистором 28 в цепи обратной связи. Каждый иэ компараторов 6 и 7 может быть выполнен на операционном усилителе 29 с резисторами 30 и 31 на входе и резистором 32 на выходе. Блок 17 ограничения содержит диоды ЗЗ и 34, а блок ограничения 18 — диоды

35 и 36. В данном конкретном устройстве каждый из дифференциаторов 8, 14, 19 и 20 содержит конденсатор 37 и резистор 38, а сумматор 21 выполнен на операционном усилителе 39 с резистором 40 в цепи обратной связи и резистором 41 на выходе.

Устройство работает следующим образом.

В нормальном режиме сигналы напряжения и тока статора, а также тока ротора синхронного генератора 12 поступают на входы датчиков 4, 5, 2 и 13, с выходов которых напряжения, пропорциональные отклонению напряжения статора, частоте напряжения, тока статора, тока ротора,поступают на входы дифференциаторов 8, 19, 20 и 14, с выходов последних сигналы производных напряжений частоты, токов статора и ротора синхронного генератора 12 поступают на вход операционного усилителя 39 сумматора 21. С выхода сумматора 21 комбинированный сигнал стабилизации поступает на вход операционного усилителя

25 суммирующего усилителя 10, на который поступает также напряжение, пропорциональное отклонению напряжения статора.

Напряжение с выхода датчика 4, поступающее на вход операционного усилителя 29 компаратора 6, не превышает положительного напряжения с выхода формирователя

15 предельно допустимого максимального значения напряжения статора. Отрицатель5

55 ным напряжением с выхода компаратора 6 диодный ключ блока 17 ограничения закрыт, На входе компаратора 7 напряжение, поступающее с выхода датчика 4, не превышает отрицательное напряжение с выхода формирователя 16 предельного допустимого минимального значения напряжения статора. Положительным напряжением с выхода компаратора 7 диодный ключ блока ограничения 18 закрыт. Таким образом комбинированный сигнал стабилизации с выхода сумматора

21 поступает на вход суммирующего усилителя 10, где он суммируется с сигналом отклонения напряжения с выхода измерительного органа 9. Под действием сигнала регулирования с выхода суммирующего усилителя 10, поступающего на управляющий вход выпрямителя 11, осуществляется регулирование возбуждения синхронного генератора 12.

В переходных режимах (короткие замыкания, отключение и включение линий и др.) если, например, происходит снижение напряжения статора. то увеличивается отрицательное напряжение на входе компаратора 6 и при достижении его модулем величины, заданной формирователем

15, операционный усилитель 29 переключается и на выходе компаратора 6 появляется положительное напряжение, под действием которого диод 33 переходит в проводящее состояние, а диод 34 находится под действием этого напряжения, Если в этот момент отрицательное напряжение с выхода сумматора 21 превышает величину падения напряжения на диоде 34, он переходит в проводящее состояние. В этом случае напряжение с выхода сумматора 21 ограничивается величиной падения напряжения на диоде 34, определяемом его вольт-амперной характеристикой, В этом случае сигнал регулирования возбуждения на выходе суммирующего усилителя 10 образуется путем суммирования сигнала отклонения напряжения и минимальной уставкой комбинированного сигнала стабилизации, задаваемой диодным ключом 17 блока ограничения.

Если, например, происходит увеличение напряжения статора, то увеличивается положильное напряжение на входе компаратора 7 и при его превышении напряжения уставки, определяемой отрицательным напряжением формирователя 16,на выходе компаратора 7 появляется отрицательное напряжение, прикладываемое к катоду диода 36, а диод 35 при этом переходит в проводящее состояние. Если в этот момент положительное напряжение с выхода сумматора 21 превышает напряжение, приложенное к катоду диода 36, то он переходит

1628179

10 в проводящее состояние и в этом случае напряжение с выхода сумматора 21 ограничивается на уровне падения напряжения на диоде 36, которое определяется его вольтамперной характеристикой. В этом случае сигнал регулирования возбкждения на выходе суммирующего усилителя 10 образуется путем суммирования сигнала отклонения напряжения и максимальной уьгавки комбинированного сигнала стабилизации, задаваемой диодным ключом блока 18 ограничения, диоды 34 и 36 могут представлять собой цепочку из последовательно включенных диодов или диода и стабилитрона, что позволяет получить требуемый вид вольтамперной характеристики.

Применение изобретения позволяет за счет формирования комбинированного сигнала стабилизации, не содержащего сигнала отклонения частоты, являющегося основной причиной снижения тока возбуждения при набросе нагрузки в приемной системе, обеспечить устранение автокол ебател ьн ых режимов. Наличие усилителей, контролирующих уровни текущего значения комбинированного сигнала стабилизации, позволяет осуществлять регулирование напряжения статора в пределах заданных уставок, что обеспечивает повышение устойчивости синхронной машины в переходных режимах.

Формула изобретения

1. Способ регулирования возбуждения синхронного генератора, по которому изменяют величины текущих значений напряжения, тока и частоты статора и тока ротора. формируют сигналы их производных, определяют величину и знак отклонения напряжения статора от напряжения уставки и изменяют ток возбуждения по требуемому закону, от л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности работы путем повышения устойчивости синхронного генератора и предотвращения автоколебаний в системе регулирования в переходных режимах, дополнительно задают предельно допустимые значения максимального и минимального уровней напряжения статора, суммируют сигналы производных укаэанных параметров, формируя комбинированный сигнал стабилизации, задают уровень ограничения величины комбинированного сигнала стабилизации и, если величина напряжения

50 статора не выходит за значения предельно допустимых уровней, изменяют ток возбуждения в зависимости от суммы сигналов по отклонению напряжения статора и комбинированного сигнала стабилизации, при выходе значения напряжения статора за любой предельно допустимый уровень величину комбинированного сигнала стабилизации в укаэанной сумме ограничивают на заданном уровне, 2. Устройство для регулирования возбуждения синхронного генератора, содержащее управляемый выпрямитель, датчики напряжения, тока и частоты статора, датчик тока ротора, сравнивающий измерительный орган напряжения, четыре дифференциатора и суммирующий усилитель, выход которого соединен с управляющим входом управляемого выпрямителя, выход которого предназначен для соединения с обмоткой ротора генератора и входом датчика тока ротора, выходы датчиков напряжения, тока, частоты статора и тока ротора соединены соответственно с входом одного из дифференциаторов, а выход датчика напряжения статора через сравнивающий измерительный орган напряжения также связан с одним иэ входов суммирующего усилителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы путем повышения устойчивости синхронного генератора и предотвращения атоколебаний в системе регулирования в переходных режимах, в него дополнительно введены формирователи предельно допустимого максимального и минимального значений напряжения статора, два компаратора, два блока ограничения и сумматор, при этом входы компараторов подключены к выходу датчика напряжения статора, выход формирователя предельно допустимого максимального значения напряжения статора через один компаратор подключен к управляющему входу одного из блоков ограничения, выход формирователя предельно допустимого минимального значения напряжения статора через другой компаратор подключен к управляющему входу второго блока ограничения, выходы всех дифференциаторов соединены с входом сумматора, выход которого связан с другим входом суммирующего усилителя и выходами блоков ограничения.

1628179

1г

Составитель А.Лебедев

Техред М.Моргентал Корректор А.Осауленко

Редактор Л.Пчолинская

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101

Заказ 347 Тираж 339 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушскэя наб„4/5