Устройство для аварийного управления активной мощностью электростанции

 

OnИС НИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ С ВТИЛЬСТВУ

Сеез Советскна

Сециаекткческкк

Республик ро 792482 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 251278 (21) 2700040/24-07 с присоединением заявки ИУ (23) Приоритет

Ойубликовено .30.1280,. Бюллетень ЙЯ 48

Дата опубликования описания 30.1280 (51) и К„З

H 02 J 3/24

Государственный комнтет

СССР но делам нзобретеннй н открытнй (53) УДК 621 319.

44.621 316 .72(088.8) (72) Авторы иаобретення

Б.В. Катаев, Ф.И. Макаревич и В.И. Подшивалов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВАРИЙНОГО УПРАВЛЕНИЯ

АКТИВНОЙ МОЩНОСТЬЮ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

Изобретение относится к области электроэнергетики, а именно к устройствам противоаварийной автоматики, предназначенным для предотвращения нарушения устойчивости параллельной работы станций и энергосистем в случае возникновения повреждений в энергосистеме.

Известны устройства управления активной мощностью, содержащие пусковые органы, исполнительные органы и. блок расчета дозировки управляющих воздействий (блок определения величины аварийной разгрузки), определяеьых по параметрам доаварийного режима и подаваемых на исполнительные органы для предотвращения, устойчивости параллельной работы энергосистем эффективность и надежность аварийного управления.

Наиболее близким по технической сути к изобретению является устройство для аварийного управления активной мощностью электростанции (3).

Известное устройство формирует управляющее воздействие в виде последовательности прямоугольных импульсов, 10 величина и длительность которых определяется характером переходного процесса. устройство содержит датчик скорости вращения генератора, выход которого связан со входом арифметического блока выделения скольжения, дифференциатор и генератор, вход каждого из которых подключен к выходу арифметического блока выделения скольжения, 2О блок выделения и сглаживания модуля ускорения, вход которого подключен к выходу дифференциатора, функциональные преобразователи, вход одного из которых подключен к выходу арифмети25 ческого блока выделения скольжения, вход второго — к выходу генератора, а выходы каждого иэ функциональных преобразователей и дифференциатора подклвчены ко входам сумматора-определителя знака, выход которого подИ иГ2 .

Однако в этих установках расчет дозировки для всех фиксируемых повреждений осуществляется на основании предварительно проведенных расчетов устойчивости в зависимости от величины исходного возмущения, что не учитывает характера переходного процесса, предъявляет очень высокие требования к точности измерения возмущаю.щего воэд". йстг;.я и тем самым снижает

Сибирский научно-исследовательский институт энергетики

792482

96

26 ключен ко входу логического блока, в цепь обратной связи которого включен ограничитель напряжения, ко входу которого подключен выход блока выделения и сглаживания модуля ускорения, ныход логического блок соединен с первым входом блока сравнения и со входом анализатора фронтов управляю-. щих импульсов, один выход которого подключен к управляющему входу управляемого переключателя, включенного между выходом экспоненциальных сигналов источника стандартных сигналов и вторым входом блока сравнения,выход которого связан с первым входом исполнительного блока, второй выход анализатора фронта управляющих импульсов связан с управляющим входом управляемого переключателя, включенного между выходом прямоугольных сигналов источника стандартных сигналон н вторым входом исполнительного блока.

Таким образом, известное устройстно, формируя при возникновении аварии управляющее воздействие н виде импульсов прямоугольной формы, обеспечивает .необходимые скорости изменения выходного сигнала как при подаче, так и прн снятии управляющего ноздейстния.

Однако н силу значительного количества электронных элементов и связей между ними, характерного для данного устройства, его аппаратная надежность является достаточно низкой, н результате чего не исключается воэможность подачи на исполнительные органы объекта ложного управляющего сигнала, сформированного при выходе нз отроя одного или нескольких составных элементов устройства.

Цель изобретения - повышение надежности устройства путем исключения возможности подачи на исполнительные органы ложного управляющего ноздейстния и обеспечения автоматического контроля функционирования устройства.

Эта цель достигнута. н устройстве для аварийного управления активной мощностью электростанций, содержащем датчик скорости ьращення генератора, выход которого связан со входом арифметического блока выделения скольжения, дифференциатор н генератор, выход каждого иэ которых подключен к выходу ариФметического блока выделения скольжения, блок выделения и сглаживания модуля ускорения, вход которого подключен к выходу дифферен. циатора, функциональные преобразователи, вход одного из которых подключен к выходу арифметического блока выделения скольжения, вход другого к выходу интегратора, а выходы каждого из функциональных преобраэовате" лей и дифференциатора подключены ко входам сумматора-определителя знака

2$

36

3$

4$

Ю

3$

40 выход которого подключен ко входу логического блока, в цепь обратной связи которого включен ограничитель напряжения, ко нходу которого подключен выход блока выделения и сглаживания модуля ускорения, выход логического блока соединен с первым входом блока сравнения и со входом анализатора фронтов управляющих импульсов, один ныход которого подключен к управляющему входу управляемого переключателя, включенного между выходом экспоненциальных сигналов источника стандартных сигналов и вторым входом блока сравнения, выход которого связан с первым входом исполнительного блока; второй выход анализатора фронтов управляющих импульсов связан с управляющим входом управляющего. переключателя, включенного между выходом прямоугольных сигналов источника стандартных сигналов и вторым входом исполнительного блока.

Новым в устройстве является то. что оно снабжено датчиком электромагнитной мощности, пусковым блоком, эталонным блоком и шестью дополнительными управляемыми переключателями, а блок стандартных сигналон дополнен источником пилообразного напряжения, причем между выходом блока сравнения и первым входом исполнительного блока включены последовательно соединенные первый и второй дополнительные управляемые переключатели7 к выходу блока сравнения че-. рез третий дополнительный переключатель подключен вход эталонного блока и через первый дополнительный управляемый переключатель — вход nyc" коного блока ко второму входу которого подключен выход датчика электромагнитной мощности, выход эталонного блока соединен с управляющим входом второго дополнительного переключате" ля1 между датчиком скорости и арифметическим блоком выделения скольжения включен четвертый дополнительный управляемый переключатель, между выходом пилообразного напряжения источника стандартных сигналов и входом арифметического блока выделения скольжения включен пятый дополнительный управляемый переключатель,а между выходом анализатора фронтов управляющих импульсов и управляющим входом управляемого переключателя, включенного между выходом прямоугольных сигналов источника стандартных сигналов и вторым входом исполнитель- ного блока, включен шестой дополнительный управляемый переключатель, при этом управляющие входы первого, четвертого и шестого дополнительных управляемых переключателей подключены к первому выходу пускового блока, а входы третьего и пятого дополнительных управляемых переключателей

792482 подключены ко второму выходу пускового .блока.

На чертеже представлена блок-схема устройства согласно изобретению.

В этом устройстве датчик 1 скорости подключен через управляемый переключатель 2 к одному иэ входов арифметического блока 3, второй вход которого через управляемый переключатель 4 соединен с каналом имитирую-. щего напряжения источника 5 стандартных сигналов, а выход - со входами. дифференциатора 6, интегратора. 7, функционального преобразователя 8. С выходом интегратора 7 соединен вход функционального преобразователя 9, выход которого наряду с выходами дифференциатора 6 и функционального преобразователя 8 подключен к входам сумматора-определителя знака 10. Второй выход дифференциатора 6 связан со входом блока 11 выделения и сглаживания модуля ускорения, выход которого соединен с ограничителем 12 напряжения. Ограничитель 12 напряжения включен в обратную связь выходного логического блока 13, вход которого соединен с выходом сумматораопределителя знака 10. Выход логического блока 13 включен на первый вход блока 14 сравнения и на вход анализатора 15 фронтов управляющего сигнала, который одним иэ своих выходов подключен к управляющему входу переключателя 16, а вторыи - через переключатель 17 к управляющему входу переключателя 18, Второй вход блока 14 сравнейия соединен через переключатель 16 с каналом экспоненциальных сигналов источника 5 стандартных сигналов. Выход блока 14 сравнения соединен, во-первых, через переключатель 19 с первым входом пускового блока 20, второй вход которого подключен к выходу датчика

21 электромагнитной мощности, а выходы подключены к управляющим входам переключателей 2, 17, 19 (первый выход) и к управляющим входам переключателей 4, 22 (второй выход).Кроме того, выход блока 14 сравнения через переключатель 22 соединен со вхо-. дом эталонного блока 23, выход которого подключен к управляющему входу переключателя 24, а также выход блока 14 через переключатели 19, 24 соединен с первым входом исполнительного блока 25, ко второму входу которого через переключатель 18 подключен выход канала прямоугольных импульсов источника 5 стандартных сигналов.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

В исхсдном состоянии (нормальный реким работы турбоагрегата) переключатели 2, 16, 17, 18, 19 находятся в разомкнутом положении. Таким образом, выход датчика 1 скорости отклю5

15 чен от входа арифметического блока

3, выход блока 14 сравнения отключен от входа пусконого блока 20 и от входа исполнительного блока 25, выходы канала прямоугольных импульсов и канала экспоненциальных сигналов источника 5 стандартных сигналов отключены от нхода блока 14 сравнения и от второго входа исполнительного блока 20. При этом переключатели 4 и 22, управляемые от второго выхода пускового блока 20, замкнуты и таким образом, выход канала пилообразного напряжения источника 5 стандартных сигналов подключен к входу арифметического блока 3, а выход блока 14 сравнения подключен к входу эталонного блока 23. Следовательно,имитирующий пилообразный сигнал поступает на вход арИфметического блока

3 и обрабатывается всеми элементами устройства. Выходной сигнал блока 14 сравнения поступает н эталонный блок

23,.где сранннваетсн с заранее определенной величиной эталонного сигнала. При величине выходного сигнала эталонного блока 23, лежащей н определенной зоне вокруг нулевого значения, что свидетельствует о нормальной работе устройства, выходной сигнал блока 23 переводит переключатель

24 н замкнутое состояние, тем саьым

ЗО готовя цепь прохождения управляющего сигнала на вход исполнительного блока 25. Но поскольку переключатели

19 н 18 находятся н разомкнутом положении, то сигналы н режиме автомаЗЗ тического контроля ни на один вход исполнительного блока не проходят.

Нри отклонении от нуля выходного сигнала эталонного блока 23 на величину большую заданной, что характеризует ,Иъ неисправность одного или нескольких элементов устройства, перекличатель

24 находится н разомкнутом положении и блок 23 выдает звуковой или световой сигнал для эксплуатационноto персонала. допустим, по результату контроля работы устройства н доанарийном режиме переключатель 24 замкнут.

При возникновении аварийного возмущения, например, при сбросе элект>О ромагнитной мощности на одной из отходящих от станции линий, по сигналу, пропорциональному отклонении мощности, пусковой блок 20 формирует командные сигналы на разыскание пе55 реключателей 4 и 22 и на эамыкание

2, 17, 19.

Таким образом, имитиру1щий сигнал отключается от входа арифметического блока 3, а на его вход поступает сигнал, пропорциональный скорости вращения ротора генератора н переходном процессе на основании которого на выходе логического блока 13 формируется управляющий сигнал ка разгрузку турбины, подаваемый в блок 14

792482 и анализатор 15. Выходной сигнал блока 13, сравниваясь в блоке 14 с нулевым значением второго входного сигнала (экспоненциальный выход источника 5 отключен переключателем

16 от второго входа блока 14), поступает через переключатели 19 и 24 на первый вход исполнительного блока 25.

Одновременно в анализаторе 15 формируют командный сигнал переключателю 18 на подключение (переключатель

17 уже замкнут) канала прямоугольных импульсов источника 5 ко второму входу исполнительного блока 25. Таким образом, при возникновении аварийной ситуации при положительном результате автоматического контроля функционирования устройства в доаварийном режиме, на исполнительный блок органов аварийной разгрузки поступают основной управляющий сигнал и корректирующий его прямоугольный импульс, длительность которого определяется временем нарастания основного управляющего сигнала. Снятие корректирующего импульса и подача экспоненциально убывающего сигнала производится аналогично известному устройству.

При отрицательном результате автоматического контроля функционирования устройства (неисправность одного или нескольких элементов устройства) в аварийной ситуации на вход исполнительного блока 25 подается только корректирующий импульс, Формируемый одним источником стандартных сигналов. По окончании переходного процесса (при равенстве выходного сигнала блока 14 сравнения нулю) нулевой сигнал, приходящий на второй вход пускового блока 20, формирует командные сигналы на размыкание переключателей 2, 17, 19 и на замыкание переключателей. 4 и 22, возвращая устройство в описанный выше исходный режим автоматического контроля функционирования.

Таким образом, введение в устройство датчика электромагнитной мощности, пускового устройства, эталонного блока и шести дополнительных переключателей обеспечивает автоматический контроль функционирования устройства аварийного управления и исключает возможность подачи ложного управляющего сигнала на исполнительный блок аварийной Разгрузки станции, что повышает надежность и эффективность аварийного управления активной мощностью электростанций.

Формула изобретения

Устройство для аварийного управления активной мощностью электростанции, содержащее датчик скорости вращения генератора, выход которого связан со входом арифметического блока выделения скольжения, дифференциатор и интегратор, вход каждого из которых подключен к выходу арифметического блока выделения скольжения, блок выделения и сглаживания модуля ускорения, вход которого подключен к выходу дифференциатора, функциональные преобразователи, вход одного из которых подключен к выходу арифметического блока выделения

Ю скольжения, вход второго — к выходу интегратора, а выходы каждого из функциональных преобразователей и . дифференциатора подключены ко входам сумматора-определителя знака, выход

3$ которого подключен ко входу логического блока, в цепь обратной связи которого включен ограничитель напряжения, ко входу которого подключен выход блока выделения и сглаживания о модуля ускорения", выход логического блока соединен с первым входом блока сравнения и со входом анализатора

Фронтов Управляющих импульсов, один выход которого подключен к управляющему входу управляемого переключателя, включенного между выходом экспоненциальных сигналов источника стандартных сигналов и вторым входом блока сравнения,.выход которого связан с первым входом исполнительного

З0 блока, второй выход анализатора фронтов управляющих импульсов связан с управляющим входом управляемого переключателя, включенного между выходом прямоугольных сигналов источника

35 стандартных сигналов и вторым входом исполнительного блока, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повьыения надежности путем исключения возможности подачи на исполнительный

40 орган ложного управляющего воздействия и обеспечения контроля функционирования устройства, оно снабжено датчиком электромагнитной мощности, пусковым блоком, эталонным блоком и шестью дополнительными управляемы4 ми переключателями, а блок стандартных сигналов дополнен источником пилообразного напряжения, причем между выходом блока сравнения и первым входом исполнительного блока включены © последовательно соединенные первый и второй дополнительные управляемые переключатели, к выходу блока сравнения через третий дополнительный переключатель подключен вход эталонно55 го блока и через первый дополнительиый управляемый переключатель — вход пускового блока, ко второму входу которого подключен выход датчика электромагнитной мощности, выход эталонноО го блока соединен с управляющим входом второго дополнительного переключателя, между датчиком скорости и арифметическим блоком выделения скольжения включен четвертый дополнительный управляемый переключатель, 792482

1О

Составитель К. Фотина

Редактор Л. Гольдина Техред А.Савка Корректор С. Щомак

Заказ 9595/60 Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Фи.™иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 между выходом пилообразного напряжения источника стандартных сигналов и входом арифметического блока выделения скольжения включен пятый дополнительный управляемый переключатель, а между выходом анализатора фронтов управляющих импульсов и управляющим входом управляемого переключателя, включенного между выходом прямоугольных сигналов источников стандартных сигналов и вторым входом исполнительного блока, включен шестой дополнительный управляемый переключатель, при этом управляющие входы первого, четвертого и шестого дополнительных управляемых переключателей подключе.ны к перному выходу пускового блока, а входы третьего н пятого дополнительных управляемых переключателей подключены ко второму выходу пускового блока °

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 248041, кл. Н 02 J 3/24, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР

У 532151, кл. Н 02 J 3/24, 1974.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке В 2603576/24-07, кл. H 02 J 3/24, 1978.