Регулятор угла зажигания вентилей-выпрямителей подстанции линии электропередачи постоянного тока

 

СПИ

ИЗОБРЕТЕН Ия (,ц 528678

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29.11.72 (21) 1851411/07 (51) М. Кл.з Н 02Р 13/16//

G 06F 1 46

Н 02J 3/46 с присоединением заявки X (23) Приоритет

Опубликовано 15.09.76. Бюллетень М 34

Дата опубликования описания 08.10.76

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.314.57 (088.8) (72) Авторы изобретения

Е. С. Алексаньянц, А. В. Станкевич и В. Е. Тараканов

Научно-исследовательский институт постоянного тока (71) Заявитель (54) РЕГУЛЯТОР УГЛА ЗАЖИГАНИЯ ВЕНТИЛЕИ—

ВЫПРЯМИТЕЛЕИ ПОДСТАНЦИИ ЛИНИИ

ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехнике и предназначено, в частности, для регулирования угла зажигания вентилей — преобразователей постоянного тока линии электропередачи, соединяющей две системы переменного тока.

В настоящее время мощные преобразовательные подстанции как выпрямительные, так и инверторные для осуществления экономически выгодного режима работы передачи постоянного тока снабжены регуляторами угла зажигания, осуществляющими регулирование выходного напряжения подстанций с помощью трансформаторов с отводами или генераторов с регуляторами напряжения.

Известные регуляторы угла зажигания не могут быть использованы в мощных сверхдальних передачах постоянного тока в силу малой функциональной надежности измерения угла зажигания, вследствие ненадежной фиксации углов зажигания в том случае, когда они равны нулю или близки к нулю, а также из-за невысокой точности регулирования угла при различных по величине возмущающих воздействиях и большого износа контактов переключателей отпаек, вызванного неоправданными в ряде переходных режимов переключениями отводов трансформатора. Это особенно остро проявляется в мощных, сверхдальних передачах постоянного тока ввиду большой стоимости основного оборудования (в частности, регулируемых трансформаторов) и весьма значительных потерь от реактивной мощности из-за неточности работы регулятора угла

5 зажигания.

Целью изобретения является повышение функциональной надежности и увеличение точности регулирования угла при различных по величине возмущающих воздействиях. В

)о описываемом регуляторе это достигается тем, что в него введены элементы времени, позволяющие надежно фиксировать угол зажигания в рабочем диапазоне, элементы времени, обеспечивающие разные выдержки времени при

15 различных возмущающих воздействиях, а также два канала регулирования с органами сравнения: один — с переменной чувствительностью, а второй — с постоянной чувствительностью, р евер си вны и р аспредел итель, осущест20 вляющий как поочередное (раздельное), так и одновременное (групповое) переключение регулирующих органов.

На фиг. 1 изображена схема выпрямитель25 ной подстанции биполярной передачи постоянного тока, на фиг. 2 — функциональная схема описываемого регулятора; на фиг. 3 — примерная статическая характеристика органов сравнения; на фиг. 4 — временная диаграмЗо ма, поясняющая работу элемента времени; на

4f

1;

528678 "

0()

65 фиг. 5 — временная диаграмма, поясняющая работу реверсивного распределителя.

Схема выпрям!Игельной подстанции состоит из системы перс.,!енного тока передающе!1 подстанции 1; грансформатора постоянного тока первой иолуцепи 2; регулятора тока i!ервой полуцепп 3; трансформатора с регулируемым коэффпцпе!!!Ом трансформации 1; трансформатора тока схемных обмоток преобразовательного моста 5; преобразовательного моста 6; измерительного трансформатора напряжения 7; регулятора угла зажигания 8; блока счета мостов 9; трансформатора с регулируемым коэффициентом трансформации 10; тр анс1рор!1атор а тока схемных обмоток преобразовательного моста 11; преобразовательного моста 12; трансформатора с регулируемым коэффицие!Игом трансформации 13; трансформатора тока- схемных обмоток преобразовательного моста 14; преобразовательного моста

15.

Регулятор угла зажигания включает в себя измерительные органы, состоящие из датчиков тока 16, дагчпков напряжения 17, элементов времени 18 и формирователей импульсов 19; блок изменения коэффициента усиления регулятора 20; блок усреднения угла 21; блок задания уставкп угла 22; два органа сравнения

23 и 24; два элемента времени 25 и 26; реверсивный распределитель 27.

Подстанция состоит из двух полуцепей.

Первая полуцепь условно показана двумя преобразовательнымп мостами 6 II 12, вторая— одним мостом !5. Преобразовательные мосты питаются от системы переменного тока 1 через трансформаторы 4, 10 и 13 с регулируемым коэффициентом трансформации. Основными регулирующими устройствами полуцепи вынряьп11ег1ы!ой подстанции являются регулятор тока 3 и регулятор угла за кигания 8.

Регулятор тока предназначен для поддержания заданного значения выпрямленного тока полуцепи. 11а вход регулятора подаются выпрямительный ток от трансформатора постоянного тока 2 и сигнал уставки Ур,. Регулятор тока 3 вырабатывает выходной сигнал в зависимости от разности входных сигналов и воздействует на углы зажигания вентилей преобразовательных мостов 6 и 12. Сигнал на выходах регулятора 8 возникает тогда, когда измеренное значение угла не соответствует уставке, Регулятор угла зажигания воздействует на трансформаторы 4 и 10 преобразователей.

При этом изменяется выпрямленное напряжение полуцепп, а следовательно, и выпрямленный ток. В работу вступает регулятор тока 3, который возвращает ток полуцепи к первоначальному значению, изменяя углы зажигания так, чтобы уменьшить разность измеренного угла и угла уставки на входе регулятора 8.

В измерительном органе регулятора угла зажигания 8 датчики тока 16 соединены с первыми входами формирователей импульсов 19 через элементы времени 18. Вторые входы формирователей импульсов подключены к вы5

Зо

50 ходам датчиков напряжения. Выходы формирователей 19 соединены соответственно с первым и вторым входами блока изменения коэффициента усиления регулятора 20. Третий вход блока 20 подключен к блоку счета работающих в полуцепи мостов 9. Выходы блока

20 соеди соответственно с первым и вторым входами блока усреднения угла 21, а выход последнего — с первыми входами органов сравнения 23 и 24. Вторые входы органов сравнения 23 и 24 подсоединены к выходу блока задания уставки угла 22. Выходы органов сравнения 23 и 24 соединены со входами элементов времени 25 и 26, выходы которых— с первым и третьим входами реверсивного распределителя 27 соответственно. Второй вход распределителя 27 подключен параллельно входу элемента времени 25, а выходы реверсивного распредел1!!еля соединены со схемами управления переключателями отпаек (на фиг. 2 нс показаны) соответствующих регулируемых трансформаторов 4 и 10 полуцепи.

Угол зажигания определяется как интервал времени между моментом перехода через ноль ко ымутир) Iощего напряжения и моме1!том зажигания вентиля. Переход через ноль коммутирующего напряжения определяется при помощи датчика напряжения, на вход которого подается указанное напряжение с измерительных трансформаторов напряжения 7. Момент зажигания вентиля фиксируется с помощью датчика тока. Для этого вход каждого элеме1гга тока соединен с измерительным трансформатором тока (5 или 10) схемной обмотки трансформатора преобразователя. На выходах элемента напряже ия и элемента тока имеют место импульсные сигналы, совпадающие по времени соответственно с моментом перехода через ноль коммутирующего напряжения и моментом зажигания вентиля. Выходной сигнал датчика тока подается на вход элемента времени 18 (например, одновибратор). Последний, не изменяя практически формы входного сигнала, сдвигает его на определенное время (,. Это позволяет строго зафиксировать очередность поступления сигналов на входы формирователя импульсов: сигнал от датчика напряжения, сигнал от датчика тока, снова сигнал от датчика напряжения и так далее даже при углах зажигания, равных нулю.

Выходной сигнал формирователя имеет форму прямоугольных импульсов. Лмплитуда импульсов стабилизирована с большой точностью, а ширина каждого импульса равна сумме соответствующего угла зажигания и времени задержки элемента 18 я!+ с

На фиг. 2 условно показано два измерительных органа. Реальное число измерительных органов, определяемое конкретными условиями, может быть больше. При этом число измерительных органов на каждый преобразовательный мост должно быть одинаковым, 528678

00 вв

Выходные сигналы формирователей импульсов подаются на входы блока изменения коэффициента усиления рег ллтора 20. Лослсдттпе ттзмсттлтот вечичттн сигналов фоп>тттповатслсй (например, амплитуду) обратно пропорционально числу мостов полуцепи преобразователя. Brrvoqrrr,re сигналы блока 20 подаются на входы блока усреднения угла 21. На выходе блока 21 получается постоянное напряжение, величина которого определяется сречниттт значением входных сигналов.

Это напряжение позволяет наиболее полно охарактеризовать зону пег ..члтопа тока 3 при возмо>кном разбросе углов зажигания вентилей преобразователей, особенно в многомостовой схеме преобразоватечьной полстанции.

Этот сигнал подается на пепвые вхо,чы органов сравнения 23 и 24. На втопые входы органов сравнения поступает сигнал уставки с блока задания уставки 22, котопый представляет собой постоянное напря>кение постоянной величины или зависящей от тока пот— цепи.

Примерные статические хапактепттстиктт опганов сравнештл 23 и 24 привечеттьт на фиг. 3. где по оси абсцисс отложен сигнал, павнттй разности сигналов на обоих входах, а по осп ординат — их выходные сигналы, Оба органа сравнения имеют зону нечувствителытости, опган сравнения 24 — постоянную тт равнкю А: орган сравнения 23 — переменную и равную

А

А, А/2,... — соответственно прп одном, двух, и ...и. мостах. работающих в пол,цепи.

Выходные сигналы органов сравнения 23 и

?4 подаются на входы элементов впсмени 25 и 26. Эти элементы предназначены длл того. чтобы регулятор угла зажигания не раоотал в перекодньтк Пе>кгтктак, сопповожчающпкся кт>атт<оврсктеттттымтт изменениямтт угла зажигания.

Впеме натт диагпамма, приведенная тта сЬпг. 4. поясняет т>аботк =лемеHTB Br>eìeíè 25.

На ней по оси абсцттсс отложено впемя, по оси опдинат — выходной сигнал элементов 23 и 25.

Время tr,, — время вьтдержт<и элемента 25.

Элемент времени 26 работает аналогично элементу 25, только время вьтдепжки его t>, ( (1ьс В элементах времени 25 и 26 возможно регчлиоование времени выдержки fr,, Выходные сигналы элементов времени подаются соответственно на первый и тпетий входы реверсивного распределителя 27. На второй вход последнего подается сигнал с органа сравнения 23.

Таким образом, на первый вход распределителя 27 подается информация о наличии рассогласования при малых возмущаютпик воздействиях, на третий вход — при бо,чьттттrx.

На второй вход подается информация о знаке рассогласования. Реверсивный распределитель предназначен для того, чтобы обеспечить поочередное (раздельттое) и одновременное (групповое) переключение регулируемык

45 трансформаторов полуцепи с паузами необходимой длительности.

Реверсивным распределитсль паботает так, что прп наличии сигналов на пе»вом тт втором входак сигнал появляется поочередно на обоих в.,ткодак (см. фттг. 5, где по осп абсцисс отложено время, а по оси ординат — вы.<одные сигналы элементов 23, ?5 rr 27).

В обсттект случае, если в полупепп имеется

К пегулируемык трансформа гппов, ревепсивный распределитель имеет /г вт.ткодов. Выходной сигнал появляется поочередно на первом, ВтОрОМ, ... /г-1, .„А-М Вт.!КОдс. П»тт СКтЕНЕ рс;та команды. наппимер с "с i.анды «Увсчтттттть» на командк « >råíüïrr.òü». сттгнал появляется на том выходе распределителя, на котором он приск тствовал последним до смены рода команды.

При таком порядке работы распред лителл

27 рассогласоваште отпаек регулируемых тпансформатопов полуцепп rrc ппсвышает одной ступени. Напряжештс по.чупепп делится тттежду мостамп практически поровну.

Следует отметить наличпс пауз ктежду переключениями (:; — r; 1-,— f„; f — .,; с 1- — fi.„cM.

Фиг. 51. которые формирует распределитель.

Этп паузы рав Ihr между с»ботс и устанавлив»ются большими длпте,чьности затухания псрекодньтк процессов в полуцептт пе,тсдачтт и в регуляторе. вьтзванттьтк пттедьтт,ттттткт переключением трансформатопа. Паузы меж ту переключениякит позволяют умс ньцшть перерегулированпе при регулировашш угла зажигания.

Ппп наличии сигналов rra втором и тпетье т вкодак распределителя. сигнал на первом В>,оде распределителя олокпруется, Б этом с.чучае сигнач появляется rra всск выходах реверсивного распределителя. Проискочпт групповое переключение трансформатора в полуцептт с паузами. аналогичныкти опттсаттнт-.тiт выше, до мо»errata исчезновения сигнала на выходе элемента врементт 26. В том счучае, когда сигна,ч на выходе элемента времени 26 исчез, а на выходе элемента 25 остался. »егулппование угла продолжается путем поочередного (раздельттого1 переключения трансформатора полу цепи.

<1> о р .ч у л а т з о б р с т с и т я

Регулятор угла зажигания вентилей — выпрямителей подстанции arrr;rrrr электпопередачи постоянного тока, содержащий измерительные органы по числу выпрямителей, каждый из которых имеет датчики тока и напплжения, связатшыс с формирователем ттттпульсов, выкоды которык через блок изменения коэффициента усиления регулятора сосдтптены со входами блока усреднения зна теттия угла .зажигания. а также пмеющттй блок заданття уставкп угла, выко т которого соедштен с исполните,чьньтм органом, состоящим из элементов впемени и переключателя отпаек, о т I и ч à Ioшийся тем, что, с целью повышения функциональной надежности и увеличения точно528678

Фиг. 2 сти регулирования угла при различных по величине возмущающих воздействиях, измерительные органы снабжены элементами времени, включенными между датчиками тока и соответствующими формирователями импульсов, исполнительный орган снабжен двумя органами сравнения, первый — с переменной чувствительностью, второй — с постоянной чувствительностью, двумя элементами времени с различной выдержкой и реверсивным распределителем, причем выход блока усреднения подключен к первым входам органа сравнения, вторые входы которых соединены между собой и подсоединены к упомянутому

5 блоку задания уставки, а выходы этих органов через соответствующие элементы времени подключены ко входам указанного распределителя, дополнительный вход которого соединен с выходом органа сравнения с переменной

10 чувствительностью, 528678

Фиг:о

9и- ч моиг.5

Составитель T. Добровольский

Техред Е. Подурушнна Корректор Л. Котова

Редактор Л. Тюрина

Типография. пр. Сапунова, 2

Заказ 1970/15 Изд. Уо 1590 Тираж 882 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскаи наб.. д. 4,5