Способ автоматического распределения реактивных нагрузок между генераторами электростанции и устройство для его осуществления

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик р >866649 (6 I } Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 2901.80 (21) 2878394/24-07 (51)М. Кл.з с присоединением заявки ¹â€”

Н 02 T 3/48

Государствеиинй комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) ПриоритетОпубликовано 230981. Бюллетень Н9 35

Дата опубликования описания 2309.81 (53) УДК 21. 313.

322 016 32 (088. 8) (72) Авторы изобретения

М.И.Гумин, Л.B.Ðîñìàí и В.Э. Бло фйзньй осударчтн

-иЪследова ельсК электрйческнх се оекФ 4; (1,- -;:..

Ордена Октябрьской Революции Вс проектно-изыскательский и научи институт энергетических систем Энергосетьп (71) Заявители (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ РЕАКТИВНЫХ

НАГРУЗОК МЕЖДУ ГЕНЕРАТОРАМИ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ

И УСТРОИСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике, предназначено для автомати ческого регулирования напряжения в энергосистемах и может применяться на блочных электростанциях, а также подстанциях с синхронными компенсаторами, работающими на,обс1ие шины, в системах группового управления возбуждением (ГУВ) генераторов.

Изьестны способ и устройство, предназначенные для автоматического распределения реактивных нагрузок между генераторами электростанции, которые предусматривают принудительное распределение реактивных нагрузок между параллельно работающими генераторами путем выдачи в систему возбуждения каждого генератора управляющего сигнала, функционально зависящего от разности между заданным и фактическим значениями одного однозначно выбранного параметра распределения реактивной мощности генера" тора. В частности, осуществляет распределение по реактивному току и обеспечивает выдачу в схему распределения корректирующего сигнала, также однозначного, не зависящего от режима регулируемой группы генераторов (1) и 121.

ЗО

Недостатком указанных способа и устройства является недоиспользование нагрузочного диапазона регулируемой группы генераторов в случае их неодинаковой загрузки по активной мощности. При распределении реактивBbl): нагрузок по реактивной мощнос-. ти (току) это имеет место в режиме выдачи реактивной мощности генераторами группы, а при распределении по току (напряжению) ротора — в режиме ее потребления. При указанных условиях качество распределения реактивных нагрузок между генераторами снижается.

Известен способ автоматического распределения реактивных нагрузок между генераторами электростанции путем измерения параметра режима, принятого в качестве параметра рас пределения, на каждом генераторе контролируемой группы генераторов, сравнения его с заданным значением и воздействия в зависимости от величины и знака их разности на возбуждение соответствующего, генератора, и устройство для осуществления его, содержащее индивидуальные дпя каждого генератора измерители токов роторов и исполнительные блоки с задающим

8б6649 и Регулировочным входами и выходами, соединенными с установочными элементами APB (автоматическое регулирование возбуждения) соответствующих генераторов, и общий для группы генераторов центральный задатчик с выходным сигналом, пропорциональным заданному значению тока ротора (3) и (4), Общими недостатками указанных способа и устройства являются недостаточное качество распределения и недоиспользование регулировочных возможностей генераторов, что обусловлено однозначностью выбора. параметра распределения независимо от

Режима регулируемой группы. Это вы- 15 ражается в вынужденной преимущественной нагрузке отрицательной реактивной мощностью -генератора с большей, активной нагрузкой в режиме потребления реактивной мощности регулируе- 20 .мой группой генераторов. Последнее-. нежелательно по условиям устойчивости и нагрева,и в отдельных случаях приводит к необходимости отключения части генераторов группы от Гуй и 25 переводу их на.индивидуальное управлвние, что представляет определенйые эксплуатационные неудобства.

Цель изобретения — повышение качества распределения и эффективности использования регулировочных возможностей генератора.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу автоматического распределения реактивных нагрузок между генераторами электростанции путем измерения параметра режима на каждом генераторе контролируемой группы генераторов, сравнения его с заданным значением и воздействия в зависимости от величины и знака их 4Q разности на возбуждение соответствующего генератора, дополнительно контролируют параметр, характеризующий режим контролируемой группы генераторов например суммарную реак-! тивную мощность генераторов и при достижении этим параметром заданного значения блокируют воздействие на возбуждение генераторов цо ранее принятому параметру распределения и осуществляют воздействйе на возбуждение генераторов по.другому параметру,принимаемому в качестве параметра ,распределения, например реактивной мощности генератора. Кроме того, устройство для осуществления спосо- 55 .ба, содержащее индивидуальные для каждого. генератора измерители токов роторов и исполнительные блоки с задающим и регулировочным входами и выходами, соединенными с установоч- ц ными элементами APB соответствующих генераторов, и общий для группы генераторов центральный задатчик с выходным сигналом, пропорциональным заданному значению тока Ротора, до- 5 полнительно снабжено реле суммарной реактивной мощности генераторов группы и индивидуальными измерителями Реактивных мощностей генераторов„ центральный задатчик снабжен дополнительно вторым выходом, выдающим сигнал, пропорциональный заданному значению реактивной мощности, причем задающие Входи исполниl.епюных блоков соединены с первым выходом центрального задатчика через раэмыкающие, а с вторым — через замыкающие контакты реле .суммарной реактивной мощности генераторов, а регулировочные входы исполнительных блоков на каждом генераторе соединены с соответствующими выходами измерителей токов роторов через раэмыкающие, а с выходами измерителей реактивных мощностей — через замыкающие контакты реле суммарной реактивной мощности.

Способ реализуется следующим образом.

Если генераторы работают в режиме выдачи реактивной мощности, то их

/Ф суммарная реактивная мощность положительна. В этом случае распределение нагрузок между генераторами осуществляют по условию равенства относительных значений их токов роторов, что наиболее рационально по условиям технологии. При переходе в режим потребления, т.е. при изменении о знака суммарной реактивной мощности или при достижении им заданного отрицательного значения и ниже, распределение по первому параметру (току ротора) блокируется, и дальнейшее распределение реактивных нагрузок между генераторами осуществляется по условию равенства относительных значений их реактивных мощностей.

Правильный выбор параметра распределения и его изменение по режиму позволяет без изменения структуры и принципа распределения улучшить качество распределения, приблизив

его к оптимальному за счет установления в режиме выдачи реактивной мощности заданных значений токов (напряжений) роторов, генераторов, а в режиме потребления — заданных значений их реактивных мощностей (токов).

Это обусловлено тем, что в режиме выдачи реактивной мощности нагрузочную способность генераторов ограничивает ток ротора, а в режиме потребления ограничение производится по углу сдвига ротора или по нагреву, и нор мируемым параметром, косвенно определяющим граничные условия, является реактивная мощность.

Таким образом, изменение параметра распределения позволяет приблизить условия распределения к оптимальным.

На чертеже представлена блок-схема устройствазоауществляющая предлагаемы способ.

866649

Устройство содержит центральный задатчик 1, индивидуальные иэмери" тели 2 и 3 токов роторов и реактив.ных мощностей, соответственно, исполнительные блоки 4 с двумя аналоговыми входами — измерительным и регулировочным, установочные устройства APB-генераторов 5 и реле 6 суммарной реактивной Мощности генераторов регулируемой группы APB-генератора 7.

° t0

Центральный эадатчик 1 выполнен в виде регулятора напряжения, включаемого на напряжение шин и имеющего два аналоговых выхода, предназначенных для подключения к задающим входам исполнительных блоков 4. Зн а t5 чения выходных сйгналов центрального задатчика 1 функционально зависят от величины входного напряжения (напряжения на шинах электростанции) и определяют заданные значения то- 20 ков роторов и реактивных мощностей . генераторов.

Устройство работает следующим образом.

Если группа генераторов работает в режиме выдачи реактивной мощности, и ставки реле 6 суммарной реактивно

У мощности равны нулю. При этом иэм— ерительные цепи исполнительных блоков

4 через раэмыкающие контакты реле е 6 .суммарной реактивной мощности подключены к первому выходу центрально.го эадатчика 1 и выходам соответствующих измерителей 2 токов роторов генераторов. Соответственно на задающий и регулировочный входы исполнительных блоков 4 поступают сигналы, пропорциональные заданному и. Фактическому значениям токов роторов, и распределение производится по условию равенства относительных значений 40 токов роторов генераторов.

При переходе в режим потребления реактивной мощности, т.е. при изменении направления суммарной реактивной мощности контролируемой группы генераторов, контакты реле 6 сум- . марной реактивной мощности переключаются, в связи с чем блокируются входные сигналы исполнительных блоков 4, поступающие от индивидуальных измерителей токов роторов 2 и первого выхода центрального задатчика 1. На входы исполнительных блоков 4 подключаются цепи второго выхода центрального задатчика 1 и И выходные цепи измерителей 3 реактив- ной мощности генераторов.

В результате на измерительные входы исполнительных блоков 4 подаются аналоговые сигналы, пропорци- g0 ональные заданному и фактическому значениям реактивных мощностей гене-раторов, и дальнейшее расйределеиие реактивных нагрузок между генерато- рами впредь до очередного изменения знака суммарной реактивной мощности производится по условиям равенства относительных значений реактивных мощностей генераторов, что в данном режиме является предпочтительным и обеспечивает распределение, близкое к оптимальному с точки зрения использований нагрузочного диапазона генераторов.

При обратном изменении направления (или знака отклонения реактивной мощности от заданной уставки) происходит обратное переключение цепей

«эмерения и задания и восстанавливается схема распределения по токам регистров, оптимальная в режиме выдачи реактивной мощности.

Таким образом, автоматическое изменение параметра распределения в зависимости от направления суммарной реактивной мощности обеспечивает приближение распределения реактивных нагрузок между параллельно-работающими генераторами.

Уставка реле мощности не обязательно выбирается равной нулю, а может быть и отличной от нуля в зависимости от особенностей технологической схемы энергообъекта. Соответственно реле суммарной мощности должно иметь возможность настройки уставки срабатывания на заданное значение реактивной мощности.

8 приведенном варианте выполнения устройства Функции центрального эадатчкка выполняет центральный регулятор. напряжения, измеряющий напряжение на шинах электростанции,и Формирующий Функционально связанные с указанным напряжением сигналы эаданияпо току ротора и реактивной мощности, выдаваемые в систему распределения по схеме ИЛИ в зависимссти от режима.

Следует отметить, что центральный задатчик может быть выполнен и в виде центрального распределителя. В этом случае его входными сигналами являются суммарные значения реактивных мощностей и токов роторов генераторов, с учетом которых раздельно по входным и выходным каналам для каждого параметра Формируются выходные сигналы, пропорциональные заданным эна =ениям тока ротора и реактивной мощности. Последние выдавтся в исполнительную схему по той же схеме s зависимости от режима. Способ распределения и схема реализации задания, равно как и схема контроля и выбора параметра распределения при этом остаются неизменными. Меняется лишь схема формирования сигнала задания.

Экономический эффект от применения изобретения получается за счет максимального использования нагрузочных возможностей генераторов в крайних режимах, а также эа счет обеспечения максимального нагрузочного ре866649 сурса в режимах, близких к предельH Wlvt .

Формула изобретения

1. Способ автоматического распреде5 ления реактивных нагрузок между генераторами электростанции путем измерения параметра режима, принятого в качестве параметра распределения,. на каждом генераторе контролируемой группы генераторов, сравнения его с заданным значением и воздействия в зависимости от величины и знака их разности на возбуждение соответствующего генератора, о т л и ч а ю - 15 шийся тем, что, с целью повышения качества распределения и эффективности использования регулировочных воэможностей генератора, дополнительно контролируют параметр, характеризующий режим контролируемой группы генераторов, например, суммарную реактивную мощность генераторов, и при достижении этим параметром заданного значения блокируют воздействие на возбуждение генераторов но ранее принятому параметру распределения и осуществляют воздействие на возбуждение генераторов по другому парамет-, ру, принимаемому в качестве параметра распределения, например, реактивной мощности генератора..

2. Устройство для осуцествления спсжоба, содержащее индивидуальные для каждого генератора измерители токов роторов и испытательные блоки с задающим и регулировочным входами и выходами, соединенными с установочными элементами АРВ соответствуюцих генераторов, и общий для группы генераторов центральный эадатчик с выходным сигналом, пропорциональным заданному значению тока ротора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно дополнительно снабжено реле суммарной реактивной мощности генераторов группы и индивидуальными измерителями реактивных мощностей генераторов, центральный задатчик выполнен с дополнительным выходом, выдающим сигнал, пропорциональный заданному значению реактивной моцности, причем задающие входы исполнительных блоков соединены с первым входом центрального эадатчика через раэмыкающие, а с вторымчереэ замыкающие контакты реле суммарной реактивной мощности генераторов, а регулировочные входы исполнительных блоков на каждом генераторе соединены с соответствующими выходами измерителей токов роторов через размыкающие, а с выходами измерителей реактивных мощностей — через замыкающие контакты реле суммарной реактивной мощности.

Источники информацйи, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 117947. кл. Н 02.J 3!46, 1956.

2. Алексинская и др. Системы группового регулирования напряжения ГЭС и ТЭС Труды ВЭИ, 1977, вып.83, . с. 81-93.

3. Росман Л.В. Групповое управление возбуждения синхронных генераторов электростанции. М., ГЭИ, 1962, с. 25-29.

Гумин М.И. Комплексная система регулирования электростанцииЭкспресс-информация Средства и системы управления в энергетике, И., 1972, вып. 6-7.

866.649

Составитель А.Раздин

Редактор н.данкулич техред С.Мигунова корректор В.синицкая

Заказ 8092/76 Тираж 678 Подписное

BHHHIIH Государствеиного Комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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