Способ группового регулированияактивной мощности электростанции иустройство для его осуществления

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (ii> 843144 (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 140879 (21) 2831508/24-07 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 3006В1. Бюллетень ¹ 24.

Дата опубликования описания 300681 (51)М. Кл.

Н 02 Р 9/04

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (5Ç) ПЖ 621. 316. 72R:.

:621.311 (088.8) К.Е. Баскин, Л.С.Гольдберг, В В.Камоско, В.Н.Коганов, А.В. 11аскаев, М.Ч. Руденский и A.A. Сергиенко (72) Авторы изобретения

Производственное объединение по наладке, совершенствованию ,технологии и эксплуатации электростанций и сетей, Центральное проектно-конструкторское бюро Производственного объединения

"Союзэнергоавтоматика" и Всесоюзный государственный проектноизыскательский и научно-исследовательский институт (71) Заявители

"Гидропроект" им. С.Я.,<Ука (54) СПОСОБ ГРУППОВОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ АКТИВНО

МОДНОСТИ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ И УСТРОЙСТВО ДЛ

ЕГО ОСУ111ЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике, а именно,к способам группового регулированитя активной мощности агрегатов электростанций, используемым преимущественно на гидроэлектростанциях (ГЭС) . Оно предназначено для крупных многоагрегатных электростанций, играющих существенную роль в регулировании мощности энергообъединения, для ГЭС, управляемых как дистанционно с пульта управления, так и телемеханически из центра системы, с отработкой сигнала задания по фактической суммарной мощности.

Известен способ регулирования

1лощности электростанции с системой группового регулирования путем воздействия, в зависимости от параметров энергосистемы, на изменение мощности агрегатов электростанции., Недостаток известного способа заключается в том, что не обеспечивается непрерывный автоматический контроль процесса регулирования и защита от самопроизвольного изменения мос1ности электростанции при йеисправностях или отказах в -В элементах реальной системы регулирования.

Для небольшой или средней электростанции можно ограничиться частичными мерами (контроль напряжений питания, защита от качаний частоты и др.) . Однако, для крупной многоагрегатной электростанции такие меры недостаточны, так как велик риск ущерба для энергосистемы при самопроизвольном изменении мощности электростанции из-за неисправности системы группового регулирования активной мощности (ГРАМ). Поэтому для такой категории электростанций,да и для меньших электростанций, необходимы контроль правильного функционирования всего контура и защита при неисправности системы ГРАМ.

Известно устройство группового регулирования активной мощности (ГРЖ1) электростанции. Такая система ГРАМ содержит центральный регулятор с задающими блоками на входах, связанный с агрегатами, и

25 измерительные преобразователи мощ ности (1).

Недостатком устройства является то, что оно не обеспечивает непрерывного автоматического контроля

3() процесса регулирования и защиты

843144 от самопроизвольного изменения мощности электростанции при неисправностях или отказах в элементах реальной системы регулирования.

Цель изобретения — повышение надежности регулирования. .Указанная цель достигается тем, что моделируют систему группового регулирования и электростанцию, измеряют мощность каждого агрега-. та, суммируют полученные сигналы, измеряют выходной сигнал модели . электростанции, сравнивают полученные.сигналы и по результату сравнения судят о состоянии как системы группового регулирования, так и агрегатов электростанции.

Устройство дополнительно снабжено дублирующим центральным регулятором, идентичным основному, мо- . делью электростанции, анализатором, блоком суммирования фактической мощности, причем на входы дублируюцего центрального регулятора подключены выходы задающих блоков, вход дублируюцего центрального регулятора соединен с входом модели электростанции, а выход последней связан с анализатором, одновременно с анализатором сьязан выход блока . суммирования фактической мощности.

Кроме того, с целью обеспечения оперативной замены центральных регуляторов, устройство снабжено дополнительными цепями с переключаюцими контактами, включенными между основным и дублирующим регуляторами, агрегатами и моделью.

На чертеже представлена функциональная схема устройства ГРАМ с непрерывным автоматическим контролем и защитой.

Такая система ГРАИ содержит центральные регуляторы (ЦР) 1 (показан как основной, Работающий в реальной системе регулирования) и 2 (показан как дублирующий, дополнительный) идентичный основному, работающий с моделью ГЭС.

Центральный регулятор 1 или 2 .состоит из сумматора 3 заданий, сумматора 4 фактической мощности, управляемого делителя (УД) 5, измерительного преобразователя 6 частоты (ИПЧ), регулятора 7 частоты (РЧ) 4 или без него, промежуточного сумматора (ПС) 8, элемента 9 пропорционального воздействия (П), интегратора (И) 10, выходного сумматора (ВС) 11, ограничителя 12 пределов регулирования (ОПР), а также ряда вспомогательных узлов (не показаны).

Кроме того, система регулирования содержит: управляющие устройства 13 гидроагрегатов 14, измерительные преобразователи 15 мощности (ИПМ) с сумматором 16, задающие блоки 17 (например, станционный задатчик мощности ЭИ), устройство 18 телемеханического (ТИ) управления из центра энергосистемы, измеритель 19 частоты.

Система дополнительно снабжена моделью 20 электростанции, которая содержит масштабирующий множительный блок (ИИБ) 21, модель 22 упраляющего устройства (Иуу) и агрегата 23, анализатор (АН) 24 с

1блоком 25 компенсации мощности фактического режима (КФР) и сумматором 26 фактической мощности.

Кроме указанного, система содержит блок 27 дискретного задания сигналов (БДЗ), регистрирующий ин15 дикатор (PH) 28, переключающие контакты 29-40 и перекрестные цепи

41 и 42.

Дублирующий (дополнительный) центральный регулятор 2 специаль- . но устанавливается на электростанциях (ГЭС) для получения возможности непрерывного автоматического контроля и защиты системы ГРАЛ да>хе в том случае, если других причин для установки дополнительного центрального регулятора нет.

На глногоагрегатных ГЭС крупной, а иногда и средней мощности,. Устанавливается более одного центрального регулятора мощности. В

ЗО этом случае он является групповым регулятором. Это необходимо при разделении оборудования ГЭС на несинхронно работающие части, когда требуется автоматическое

35 групповое регулирование каждой из разделившихся частей; когда требуется повышенный запас надежности группового регулирования и необходима быстрая замена неисправно4О го регулятора.

При наличии дополнительного центрального регулятора он иногда вкгпзчается по схеме слежения эа основным центральным регулятором, 45 но для целей непрерывного контро-! ля и защиты дополнительный центральный (или групповой) регулятор ранее не использовался.

Иасштабирующий множительный

50 блок 21 учитывает количество агрегатов, работающих в составе системы ГРАИ, его коффициент передачи можно изменять автоматически или вручную прямо пропорционально числу (й) работающих в системе

ГРАМ агрегатов.

Модель 22 управляющего устройства и модель 23 агрегата учитывапт такие факторы, как нелинейность характеристики главного зо40 лотника направляющего аппарата, инерционность следящей гидромеханической системы,нелинейность характеристики открытие направляюцего аппарата - мощность,изменение этой

65 характеристики при изменении на843144 пора, гидроудар в водоводах и его зависимость от открытия направляющего аппарата и напора, динамическую характеристику, генератора. Учет всех или части из перечисленных факторов в сочетании с подачей всех командных и управляющих сигналов одновременно на оба центральных регулятора обеспечивает достаточное для практики совпадение как в статическом, так и в динамическом режимах выходного сигнала модели 23 гидроагрегата с сум марным сигналом всех измерительных преобразователей 15 мощности на выходе сумматора 26 в течение всего процесса регулирования.

Блок 25 компенсации мощности фактического ре>хима автоматически вводит поправку на случай, если часть включенных в сеть гидроагрегатов отключена от системы группового регулирования, а сумматор 26 таким образовал выявляет только мощ— ность агрегатов, подключенных к системе. группового регулирования.

Центральный регулятор 1, управляющие устройства 13, агрегаты

14, измерительные преобразователи

15 мощности, сумматор 16, соединенные последовательно через соответствующие переключатели, образуют замкнутый контур реальной систе,мы регулирования мощности, а дублирующий центральный регулятор 2, модель 20 электростанции (с масштабирующим мно>хительным блоком 21 моделью 22 управляющего устройства и моделью 23 гидроагрегата) сое> диненные последовательно через самостоятельную группу переключателей, образуют вспомогательный замкнутый контрольный контур, моделирующий реальную систему регулирования.

Лнализатор 24 непрерывно анализирует текущие значения процессов регулирования реальной системы и ее модели. Если в соответствии с алгоритмом анализа, выявляется взаимное соответствие текущих значений процессов, то сигнал на выходе анализатора 24 отсутствует, в противном случае выходной сигнал блока 24 действует в схему центральной сигнализации и с необходимой выдержкой времени переводит гидроагрегаты из ре>тима группового регулирования в ре>хим индивидуального регулирования, т.е ° осуществляет защиту системы.

При включении в сеть агрегата или при аварийном сбросе нагрузки на одном из агрегатов для исключения неправильной работы .анализатора 24 выходной сигнал блока 25 компенсируется.

Все воздействия, в том числе по количеству работающих агрегатов

10 !

2S

60 й, по уставке ограничителей 12 пределов регулирования для обоих центральных регуляторов одинаковы; последним дополнительно обеспечивается правильная работа анализатора 24.

Система контроля срабатывает при возникновении неисправности в любом из элементов двух замкнутых контуров, защищая реальную сис.— тему и ее модель и обеспечивая постоянную готовность к работе дополнительного (дублирующего) центрального регулятора и оперативность замены центральных регуляторов.

Для этого введены перекрестные связи. 41 и 42 на выходах центральных регуляторов 1 и 2 и переключающие контакты 29-34 и 37-38. Для замены центральных регуляторов достаточно одновременно изменить на инверсное состояние койтактов 29-34 и 37-38 переключателя. При этом агрегаты без толчка нагрузки подключаются к центральному регулятору 2, а модель 20 подключается к центральному регулятору 1. Такая схема позволяет, осуществлять периодическую оперативную проверку дублирующего центрального регулятора на стандартный переходный процесс.

Для этого достаточно, заблокировав на время проверки выходной сигнал анализатора 24,подключить к проверяемому дублирующему центральному регулятору блок 27 дискретного задания

БДЗ и регистрирующий индикатор РИ 28 (например, одноканальный самопишущий миллиамперметр), произвести запись переходного процесса в замкнутой через модель 20 системе регулирования и сравнить этот процесс с эталоном. Таким образом, дополненная блоком дискретного задания 27 и регистрирующим индикатором 28 система позволяет производить стандартное тестирование моделируемой системы с дублирующим центральным регулятором, обеспечивая стабильность, наглядность и оперативность проверки регуляторов для определения их исправности.

Кроме того, система позволяет осу>хествить автоматический переход в режим группового регулирования двух частей электростанции при аварийном разделении станции на несинхронно работающие части. В этом случае происходит подключение дублирующего центрального регулятора к отделившейся группе агрегатов, отключение от него обратной связи по сигналу модели, подключение к дублирующему центральному регулятору обратной связи по мощности отделившейся группы агрегатов и автоматический перевод задатчиков мощности основного и дублирующего регуляторов в положение, соответствующее фактической нагрузке каждой группы агрегатов.

При переходе электростанции в режим астатического регулирования частоты с отключением обратной связи по мощности схема защиты системы ГРАМ осуществляется в соответствии с известными способами.

Предлагаемый способ группового регулирования позволяет решить задачу непрерывного автоматического контроля и защиты всех элементов замкнутого контура регулирования мощности.

Система, содержащая основной и дублирующий центральные регуляторы, обеспечивает непрерывный автоматический контроль всех элементов одновременно двух замкнутых контуров регулирования (реальной системы и ее модели) и защиту от самопро извольного изменения мощности гидроэлектростанции из-за неполадок в системе ГРЛИ. Это определяет суцественный экономический эффект и повышает надежность работы крупных энергетических объединений.

Предлагаемое устройство снижает (или .почти исключает) трудозатраты высококвалифицированного персонала наладочной организации при проведении регламентных или внеочередных испытаний аппаратуры системы

ГРМ1 в условиях эксплуатации.

Дублирующий (дополнительный) центральный регулятор работает во вспомогательном замкнутом контуре регулирования, моделирующем реальную систему, что обеспечивает не только непрерывный контроль состояния системы, но и постоянную готовность к работе дублирующего регулятора, оперативность замены регуляторов, исключается воэможность ввода в режим управления агрегатами регулятора, имеющего неполадки.

Оба центральных регулятора равнозначны и взаимозаменяемы, что обеспечивает удобство управления ими оперативным дежурным персоналом.

Предлагаемая система обеспечивает стабильность, наглядность и оперативность стандартного тестирования аппаратуры системы группового регулирования. Кроме того, она позволяет экономично решить задачу группового автоматического регулирования двух частей электростан

843144 ции при аварийном разделении станции на несинхронно работающие части, Формула изобретения

1. Способ группового регулирования активной мощности электростанции с системой группового регулирования путем воздействия, в зависимости от параметров энергосисте10 мы, на изменение мощности агрегатов электростанции, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности, моделируют систему группового регулирования и

15 электростанцию, измеряют мощность каждого агрегата, суммируют полученные сигналы, измеряют выходной сигнал модели электростанции, сравнивают полученные сигналы и по результату сравнения судят о состоянии как системы группового регулирования так и агрегатов электростанции.

2. Устройство для группого регулирования активной мощности электростанции, содер>кащее центральный с регулятор с задающими блоками на входах, связанный с агрегатами, и измерительные преобразователи можности, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что> с целью повышения надежности, устройство снабжено дублирующим центральным регулятором, идентичным основному, моделью электростанции, анализатором, блоком сум35 мирования фактической мощности приЯ чем на входы дублирующего центрального регулятора подключены выходы задающих блоков, выход дублирующего центрального регулятора соединен с входом модели электростан40 ции,а выход последней связан с анализатором, одновременно с анализатором связан выход блока суммирования фактической мощности.

3. Устройство по п.2, о т л и

45 обеспечения оперативной замены центральных регуляторов, устройство снабжено дополнительными цепями с переключающимися контактами, включенными между основным и дублирую50 щим регуляторами, агрегатами и моделью.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Киселев Г.С. и др. Системы

55 группового регулирования мощности гидроэлектростанций. И., "Энергия"

1974, с. 48, 113.

843144

Составитель К. Фотина

Редактор М. Янович Техред A,Бабинец Корректор М Пежо

Заказ:5157/77 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, Ул.Проектная,4