Устройство для автоматического регулирования возбуждения синхронной машины

 

Союз Советскик

Со 4иалистииескид

Республик 681534 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлеио 160475(21) 2125074/24-07 (5 )М. Кл.2

Н 02 P 9/14 присоединением заявки Мо

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытнй (23) Приоритет (53) УДК 6?l 316 . 722: 621. 313. . 32 (088. 8) Опубликовано 25.08.79 Бюллетень М 31

Дата опубликования описания . 250879 (72) Авторы изобретения

О. И. Башнин, Н. И. Иванов, В. E. Каштелян, В . В .Семенов и Н.С.Сирый (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННОЙ МАШИНЫ

Изобретение относится к области электроэнергетики, в частности к устройствам автоматического регулирования возбуждения синхронных машин.

Автоматический регулятор возбуждения (АРВ) является неотъемлемой частью систе ." возбужде:=.ия крупных: синхронных генераторов.

Известен АРВ, в котором трехфаз- () ное напряжение генератора, получаемое от трансформатора, су жируется с напряжением, получаемое от трансформатора, сум ируется с напряжением, пропорциональным реактивному току генератора (токовая компенсация), выпрямляется, фильтруется, сравнивается с опорным напряжением от стабилизатора с термокомпенсированным стабилитроном и усиливается операционным усилителем. Усиленный сигнал подается на вход тиристорного преобразователя (управляемый возбудитель).

Для демпфирования колебаний предусмотрен системный стабилизатор — регулирование по изменению частоты и ее первой производной (1) .

Известен также АРВ, в котором регулирование в нормальных режимах осушествляется по отклонению напряжения генератора с введением дополнительной составляющей по реактивному току генератора для компенсации падения напряжения в повысительном трансформаторе . Для ст абили 3 ации системы операционный усилителЬ охвачен сложного вида активно-емкостной цепью обратной связи. Для повышения надежности генераторов при работе в режимах перегрузок, а также для наиболее полного использования возможностей синхронных машин по потреблению и генерированию реактивной мощности АРВ снабжен ограничителями токов ротора и статора и ограничителем угла (21.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному устройству является унифицированный APB сильного действия, в котором блоки выявления отклонений напряжения и частоты своими входами подключены к напряжению генератора, а выходами через пропорционально-дифференцируюшие блоки — к входу сумьыруюшего усилителя. Выход суммируюшет о усилителя соединен с входом управляемого возбудителя и через блок обратной связи со своим же входом.

Трехфазное напряжение генератора по схеме регулирования суммирует::я

6 815 34 с напряжением, пропорциональным реактивному току, выпрямляется, фильтруется, а затем годается на сбалансированный нелинейный мост (выявительный элемент отклонения напряжения). С выхода нелинейного моста сигнал, пропорциональный отклонению напряжения, после усиления (суммирующим усилителем) подается на вход системы управления возбудителем (3).

Однако известные АРБ отличаются ограничительным диапазоном уставок статиэма, что объясняется связанностью регулировок усиления по высокой и низкой частоте в канале напряжения и нестабильностью статической харак- 15 теристики из-за дрейфа каналов напряжения и частоты.

Кроме того структура их не позволяет разрешить противоречие меж- ду требованиями высокого быстродейст- gp эия и статической точности.

Целью изобретения является повышение быстродействия, статической точности и расширение диапазона уставок статкзма регулирования напряжения.

Это достигается тем, что предложенное устройство для автоматического регулирования возбуждения синхи д р бл 3О явления отклонения напряжения и частоты, пропорционально-дифференцирующие блоки, суммирующий усилитель и блок обратной связи, причем выходы блоков выявления отклонения напряжения и частоты связаны через пропор35 ционально-дифференцирующие блоки с сумьырующим усилителем, а вход блока обратной связи включен на вход суммирующего усилителя, снабжено пропорционально-интегрирующим усили- 40 телем и блоком частотной компенсации, причем выход пропорциональноинтегрирующего усилителя связан со входом суммирующего усилителя, а вход — с выходами блоков выявления 45 отклонения напряжения и обратной связи и через блок частотной компенсации — с выходом блока выявления отклонения частоты.

Для дальнейшего повышения быстродействия и точности блок выявления отклонения напряжения содержит быстродействующий и прецизионный элементы, причем выход быстродействующего элемента подключен к пропорционально-дифференцирующему блоку, а выход прецизионного — к входу пропорционально-интегрирующего усилителя.

Для дальнейшего увеличения быстродействия и помехоустойчивости выход пропорционально-интегрирующего усили теля связан с сумматором через быстродействующий элемент блока выявления отклонения напряжения и пропорцион аль но-ди фференцирующий блок . 65

На фиг. 1 представлена схема предложенного устройства для автоматического регулирования возбуждения синхронного генератора; на фиг. 2 — то же, но с блоком выявления отклонения напряжения, выполненным с применением быстродействующего и прицизионного элементов; наф фиг. 3 — то же, но с иным подключением пропорционально-интегрирующего усилителя.

Устройство содержит блок 1 задания уставки напряжения, подключенный ко входу блока 2 выявления отклонения напряжения. Блок 3 выявления .

Отклонения частоты 3 и блок 2 выявления отклонения напряжения подключены через пропорционально-дифференцирующий блоки 4 и 5 к входу суммирующего усилителя б, воздействующего на возбудитель с системой управленин 7 ° Блок 8 обратной связи включен с выхода суммирующего усилителя б на вход пропорционально-интегрирующего усилителя 9, Блок 10 частотной компенсации включен с выхода блока выявления отклонения частоты на вход пропорционально-интегрирующего усилителя 9.

Устройство работает следующим образом.

При быстрых изменениях регулируемого напряжения устройство работает аналогично известным. На низких частотах вступает в работу пропорционально-интегрирующий усилитель.

Так как на егo входе сравниваются сигнал отклонения напряжения и сигнал выхода регулятора, подаваемого через блок обратной связи,он обеспечивает с высокой точностью эаданную статическую характеристику. Для исключения влияния пропорциональноинтегрирующего усилителя на эффективность стабилизирующего воздействия по частоте на его вход через специальное устройство подается и сигнал, пропорциональный изменению частоты. Быстродействие и точность регулирования напряжения такого устройства определяются целиком воэможностями измерительного элемента.

Принципиально невозможно построение выявителя отклонения напряжения, обладающего высоким быстродействием и в то же время большой статической точностью.

Для дальнейшего повышения быстродействия и точности регулирования блок напряжения содержит быстродействующий элемент 11 и прецйэионный элемент 12, причем выход быстродействующего элемента подключен к пропорционально-дифференцирующему блоку, а выход прецизионного — ко входу пропорционально-интегрирующего усилителя.

681534

Такое устройство с большим быстро. действием реагирует на изменение регулируемого напржкения и в то же время, может осуществлять регулирование с любым статиэмом, вплоть до астатического.

ТаК как усиление интегрирующего усилителя на низкой частоте имеет очень большое значение,. заданный статизм регулкрования обеспечивается с высокой точностью.

Для увеличения крутизны быстродействующего запоминающего устройстна (что позволяет увеличить быстродействие регулятора за счет уменьшения постоянной времени в канале напряжения) н устройстве выход пропорционально-интегрирующего усилителя связан с сумматором через быстродействующий элемент блока напряжения и пропорцконально-дифференцкрующий блок.

Предложенное устройство просто по конструкции к технологично, выполнено оно на недефицитных стандартных элементах широкого применения.

Для него характерны возможность регулирования с любым статиэмом, вплоть до астатического, повышение точности регулирования напряжения примерно на порядок, увеличение быстродействия регулирования напряжения не. менее, чем н три раза. При этом максимальное чистое запаздывание не превышает половины периода регулируемого напряжения. Пульсации по тракту регулирования напряжения уменьшаются примерно на порядок.

Формула изобретения

1. Устройство для автоматического регулирования возбуждения синхронной машины, содержащее блоки выявленйя отклонений напряжения и частоты, пропорционально-дифференцирующке блоки, суммирующий усилктель и блок обратной связи, прячем выходы блоков выявления отклонений напряжения и частоты связаны через пропорционально-дифференцирующие блоки с суммирующим усилителем, а вход блока обратной связи включен на вход суммирующего усилителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, точности и расширения диапазона уставок статиэма, оно снабжено пропорционально-интегрирующим усилителем и блоком частотной компенсации, причем выход пропорционально-интег1Î рируюшего усилителя связан со входом суммирующего усилителя, а вход— с выходом блоков ныявления отклонения частоты.

2. Устройство по п.1, о т л и

15 ч а ю щ е е с я тем, что, с целью дальнейшего повышения быстродействия и точности, блок выявления отклонения напряжения содержит быстродействующий и прецизионный элементы, причем выход быстродействующего элемента подключен к пропорционально-дкфференцкрующему блоку, а выход прецизионного — к входу пропорционально-интегрирующего усилителя.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью дальнейшего повышения быстродействия к помехоустойчивости, выход пропорционально-интегрирующего усилителя связан с сумматором через быстродействующий элемент блока выявления отклонения напряжения и пропорционально-дкфференцирующий блок.

Источники информации, принятые во,внимание при экспертизе

1. KIay F.W.> South W.H. "А soIidstate reguIator vor eIectric ufiIity

appIications" IEEE Trans. Power

Appar. and Syst., 1971, V 90 И 4.

2. Peneder F. "Uni troI- RegIer

40 aIs SpannungIer fur Generatoren"

Brown Boveri Hitt., 1969, 56 М 9

3. Автоматический регулятор возбуждения сильного действия для гидрогенераторов, турбогенераторов и

4S синхронных компенсаторов, унифицированный АРВтСД. Техническое описание и инструкции по эксплуатации.

N. ВЭИ им. Ленина, 1970.

681534

Составитель К.Фотина

Редактор Е.Кравцова Техред Л. Гьяферова Корректор В. Бутяга

Заказ 5102/50 Тираж 857 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r.Óæroðoä, ул.Проектная,4