Устройство для измерения динамического измерения угла вылета ротора синхронного генератора

 

Союз Советскик

Социалистическик

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кл.

H 02 J 3/24 (22) Заявлено 100478(21) 2600543/24-07 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Государствеииый комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 300680. >ллетень 1 1о 24

Дата опубликования описания 300680 (53) УДК 621.313..322..016.35(088.8) (72) Авторы изобретения

Ю.В.Хрущев, М.И.Стальная, В.А.Савич и В.В.Купчиков

Алтайский политехнический институт им. И.И.Ползунова (71 ) За яв и тель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ДИНАМИЧЕСКОГО ИЗМЕНЕНИЯ УГЛА ВЫЛЕТА РОТОРА

СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве быстродействующего измерительного органа для противоаварийной автоматики, применяемой в закольцованных энергосистемах.

Известен телефазометр, содержащий два формирующих каскада, каждый из которых состоит из усилителя-ограничителя и дифференцирующей цепочки, 10 симметричный триггер, к входам которого подключены формирующие каскады; на выходе триггера включен магнитоэлектрический миллиамперметр, позволяющий визуально контролировать 15 угол вылета ротора генератора (1$ .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устанавливающий факт выпадения генератора из синхронизма измерительный орган, входящий в состав релейного устройства для ресинхронизации синхронного генератора, состоящий из датчика скорости вращения 25 генератора, выполненного в виде тахогенератора постоянного тока, блока измерения угла вылета, выполненного в виде дифференциально-балансной усилительной схемы, одно плечо кото. З() рой подключено к датчику скорости через Т-образный фильтР, а ДРугое через запоминающий блок, выполненный в виде интегрирующей цепочки, составлеяной из активного сопротив. ления и конденсатора (2).

Однако известное устройство запоми н ает среднее з а к акой-либо период осреднения значение t p частоты контролируемого синхронного генератора перед аварией в виде уровня напряжения на интегрирующей цепочке, со. стоящей из активного сопротивления и конденсатора. Период осреднения прямо пропорционален постоянной ср. времени Т заряда конденсатора.,Цля наиболее точной фиксации предварительной частоты генератора необходимо уменьшить период осреднения ср а значит постоянную времени Т. Но для наиболее точного измерения изменений угла б требуется сохранять неизменным напряжение на конденсаторе в течение всего переходного процесса во время аварии, для чего необходимо увеличивать постоянную времени Т. Таким образом, точность устройства ограничена взаимоисключающими требованиями к величине по

3 стоянной Т времени заряда конденсатора.

Кроме того, напряжение, вырабатываемое тахогенератором, пропорционально скорости вращения контролируемого синхронного генератора беэ учета падения напряжения на самом тахогенераторе, что дополнительно влияет на точность измерения.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что н устройство для измерения динамического изменения угла вылета ротора синхронного генератора., содержащее датчик скорости нращения генератора, запоминающий блок, блок измерения угла вылета, дополнительно введены высокочастотный генератор импульсов, соединеннь|й с блоком изме рения угла вылета, блок автоматического управления, к входу которого подключен датчик скорости, а запоминающий блок выполнен в виде образцового и сравнивающего счетчиков импульсов, счетные входы которых соеди иены с генератором импульсов, управляющие — с блоком автоматического управления, а их выход — с элементом

cpcLBHeHHH причем выход элемента сравнения соединен с блоком автомати ческого управления и с управляющим входом сравнивающего счетчика, а выход блока автоматического управления подключен к блоку измерения угла вылета.

На фиг.1 изображена. блок-схема предложенного устройства на фиг.2

I а.— л — временные диаграммы, иллюстрирующие работу устройства.

Устройство содержит датчик 1 скорости контролируемого генератора, выполненный н виде синхронного тахогенератора, установленного на валу генератора, высокочастотный генератор 2 импульсов, блок 3 автоматического управления, к выходу которого подключен датчик 1 скорости, запоминающиЙ блок 4, состоящиЙ из образцового 5 и сравнивающего 6 счетчиков импульсов„ счетные входы которых соединены с генератором 2 импульсов, управляющие — c блоком 3 автоматичес кого управления, и.элемента 7 сравне ния, к двум входам которого подключены выходы счетчиков 5 и 6, причем

pro выход соединен с блоком 3 антома тического управления и со счетчиком

6. Блок 3 автоматического управления соединен с блоком 8 измерения угла ньлета. К входу блока 8 измерения угла вылета подключен высокочастотный генератор 2 импульсов.

На фиг.2.а показано напряжение на выходе датчика 1 скорости; на фиг.2 сигнал от релейной защиты; на фиг.2 импульсы с частотой 2, вырабатываемые в блоке 3, B момент прохождения

ЭДС генератора через нуль; на фиг.2 управления, поступающие от блока 3 в образцовый счетчик 5 импульсон; на фиг.2 д — постоянное число и, записанное в сче †чи 5 на

I фиг.2 е — разрешающий сигнал от бло-. ка 3 в сравнивающий счетчик 6, на фиг.2 ж — постоянные числа N,,записываемые в счетчике 6 на фиг.2 э

t импульсы с частотой 2 4 на выходе элемента 7 сравнения; на фиг.2 и— импульсы с частотой f на ныходе блока 3, поступающие в блок 8 измерения угла вылета; на фиг.2к — импульсы с частотой f на выходе блока

3, поступающие в блок 8 измерения угла вылета; на фиг.2л — значение угла вылета на выходе блока 8 измерения угла вылета.

До поступления в блок 3 автоматического управления блоки 3-8 ныдают нулевые сигналы.

Рри аварии на каком-либо элементе схемы, отличаемом релейной защитой, разрешающий сигнал с релейной защиты поступает в блок 3 автоматического управления в момент времени

Напряжение с датчика 1 подается в блок 3, где оно выпрямляется, ограничивается по амплитуде и проходит через нуль-орган, н результате чего н момент прохождения ЭДС генератора через нуль вырабатываются импульсы с частотой, равной удвоенной частоте 2 1 ЭДС генератора. Время между двумя соседними импульсами предстанляет собой длительность полупериода

ЭДС генератора. Блок 3 выдает разрешение на счет н счетчике 5 с началом первого целого полупериода ЭДС генератора, следующего эа полупериодом, но время которого произошла авария, т.е. н момент времени t<. Счет прекращается после прихода из блока 3 автоматического управления второго импульса, соответствующего окончанию первого целого полупериода ЭДС генератора, в момент времени tз .Длительность первого целого полупериода — ЭДС генератора запоминается L в счетчике 5 импульсов количеством

И импульсов на все время переходного процесса. Непосредственно после анарии в течение первого полупериода частота ЭДС генератора и угол вылета d не успевают существенно измениться и продОлжают оставаться равными частоте и углу вылета сР перед аварией . Поэтому длительность первого целого полупериода является образцовой и принимается за параметр, характеризующий энергоприемиую систему после аварий. Скорость счета счетчиков 5 и 6 одинакова, так как они считаот число импульсов, поступающее от одного высокочастотного высокостабильного генератора 2 импульсов. Следовательно, после истечения нремени — и счетчике 6 запишется то ч.

744842 число И импульсов. Как только числ в счетчиках 5 и 6 станут одинаковыми, элемент 7 сравнения выдает сигнал в момент времени t в блок 3 автоматического управления и на управляющий вход сравнивающего счетчика 6. В счетчике 6 этот сигнал производит сброс, и счетчик 6 начинает новый цикл.

Таким образом, элемент 7 сравне ния вырабатывает импульсы с частоI л той 25 = —, частота которых в блоке 3 делится на два и на его выход поступают сигналы с частотой <, Аналогичным образом в блоке 3 происходит деление частоты 2f импульсов на два, и на выход блока 3 поступают также сигналы с частотой

После начала аварии контролируемый генератор начинает разгоняться, частота его ЭДС увеличивается, поэтому второй полупериод частоты ЭДС генератора закончится раньше (момент времени 14, чем образцовый полупериод — (момент времени ), и на

2 выход блока 3 поступает сигнал с частотой 7 раньше, чем сигнал с частотой о . Угол о измеряется числом импульсов генератора 2, поступивших на вход блока 8 измерения угла вылета., за время между приходом сигнала с частотой 1 и сигнала с частотой. f, т.е. между моментаapeMeHH t<

Величина угла о записывается в блоке 8 измерения угла вылета, выполненным в виде счетчика, в двоичном коде, поэтому возможно дальнейшее дифференцирование с помощью арифметических устройств угла вылета б с целью получения на выходе устройства величин скольжения и ускосИ. рения

<я д Яф

При торможении контролируемого генератора устройство работает аналогичным образом. Угол о измеряется числом импульсов генератора 2, поступивших на вход блока 8 за время между приходом сигнала с частотой 1„ и сигнала с частотой 1

Устройство позволяет повысить точность измерения динамических изменений угла вылета ротора синхронного генератора, так как запоминающий блок, состоящий из двух счетчиков и подключенного к ним элемента сравнения, фиксирует частоту ЭДС генератора в первый полупериод после аварии, а не ее среднее значение за какой-либо период.осреднения 1 р до аварии, и сохраняет это значение на все время переходного процесса без изменения.

Возможность реализации устройства на унифицированных логических элементах, выполненных в виде микросхем, высокая помехозащищенность являются также его достоинствами.

В связи с внедрением в настоящее время в системь1 управления энергосистемами цифровых вычислительных машин (ЦБМ) необходимо сказать о простом согласовании устройства дискретного типа с ЦВИ

Формула изобретения

Устройство для измерения динамического изменения угла вылета ротора синхронного генератора, содержащее датчик скорости вращения генератора, запоминающий блок, блок измерения угла вылета, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено высокочастотным генератором импульсов, соединенным с блоком измерения угла вылета, блоком автоматического управления, к входу которого подключен датчик скорости, запоминающий блок состоит из образцового и сравнивающего счетчиков

35 импульсов, счетные входы которых соединены с генератором импульсов, а управляющие — с блоком автоматического управления, и элемента сравнения, к двум входам которого подклю4Q чены выходы счетчиков импульсов, причем его выход соединен с блоком автоматического управления и с управляющим входом сравнивакщего счетчика, а выход блока автоматического управления подключен к блоку измерения угла вылета.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. "Электрические станции", 1962., g 9 2, с.75.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 109918, кл. Н 02 J 3/40,,1956.

744842

I (I

I ф (1

У

Подписное

Тираж 783

Заказ 3675/3.0

ЦНИИПИ

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