Устройство для выявления асинхронного режима синхронного генератора Советский патент 1983 года по МПК H02J3/24 

Изобретение относится к обласхи электротехники и предназначено для автоматического выявления асинхронного режима синхронного генератора

Известно устройство для выявления асинхронного режима синхронного генератора по снижению тока в цепи обмотки возбуждения до уставки срабатывания и ниже l ,

Недостатками этого устройства являются его низкая чувствительность и избирательность, обусловленные неизменностью условий срабатывания устройства в различных режимах работы генератора

Известно устройство для выявления асинхронного режима синхронного генератора по снижению тока в цепи обмотки возбуждения до уставки срабатывании или ниже ее, которая определяется в зависимости от выдаваемой активной мощности генератора 2.

Недостатком данного, устройства является возможность его неселективной работы при синхронных качани Uo(xrtXa,)niojA6t()5)- eHKojtrno JXr( Ц/ Xo x t«not}Kni6)+ieM odk6(iSt

где UQ напряжение шины высокого

напряжения станции; 5 - скольжение генератора; Vgj - сопротивление взаимоиндукции генератора; i(..MS) частотная характеристика

генератора;

)- частотная характеристика, соответствующая операторному сопротивлению рассеяния обмотки возбуждения генератора; .

сопротивление внешней сети; Xg - синхронное индуктивное сопротивление генератора. Однако и при таком формировании уставки не обеспечивается селективное выявление асинхронного режима, особенно в области малых скольжений.

Uol rtXft,inodi r i5lnioJi 6t(i5)-XeH«o r«itoJkrUSlXd1 ср/XojXwl« od«r(i5)eHlwo« 6tUS

и блок сравнения, к одному входу которого подключен выход блока измерения тока возбуждения, введены блок -. задания предельного, из условий сохранения статической устойчивости, значения Активной мощности, два дополнительных блока формирования уставок и блок выбора минимальной уставки, причем выход блока задания предельной мощности и выход блока

ях и при отключениях коротких замыканий по внешней сети,когда ток в обмотке возбуждения может снизиться ниже уставки срабатывания. Известно также устройство для вы i явления асинхронного режима синхронного генератора по снижению тока в обмотке возбуждения ниже уставки срабатывания, которая формируется по измеренным скольжению генератора

и напряжению шин высокого напряжет НИН электростанции содержащее блок измерения скольжения генератора и блок измерения напряжения шин высокого напряжения электростанции, выходы которых соединены с входом блока формирования уставки, выход этого блока соединен с входом блока сравнения, на второй вход которого подается ток возбуждения с выхода

0 блока измерения тока возбуждения з. .

В блоке Формированияуставки ее величина задается в соответствии с измеренными величинами согласно выражению

вследствие неучета условий существовании области установившихся асинхронных режимов и условия нарушения статической устойчивости синхронного генератора.

Целью изобретения является повышение селективности устройства в выявлении асинхронного режима.

Указанная цель достигается тем,

то в известное устройство выявления асинхронного режима синхронного генератора, содержащее блок

измерения скольжения генератора и блок измерения напряжения шин высокого напряжения электростанции, выходы которых соединены с входом блока формирования уставки согласно выражению

(1)

измерения напр.яжения соединены с входом дополнительного блока формирования уставки согласно выражению

Хг РПР

(2)

ч

Р« /ad«o выходы блоков измерения скольжения и напряжения шин высокого напряже- ВИЯ электростанции соединены с входом второго Дополнительного блока формирования уставки согласно вы ражению ,. Un X «-:JmS(is)J (3) а выходы всех блоков формирования уставок соединены с. входом блока вы бора минимальной уставки, выход которого соединен с вторыМ входом бл ка сравнения, где в приведенных вы.ражениях S - скольжение генератора; гт10(3 х(у5)- модуль частотной характеристики, соответствующей операторному сопротивлению рассеяния обмотки возбуждения генератора; Хд сопротивление взаимоиндукции генера тора по продольной оси; хд - сопротивление рассеяния обмотки статора генератора; xgH - сопротивление внешней сети; Хр - синхронное индук тивное сопротивление генератора; Xj х +XBH суммарное сопротивление внешней сети и .генератора при от- . сутствии скольжения; 3fj, Yj (} 5) - мни мая часть частотной характеристики генератора с учетом сопротивления внешней сети; - значение акФивной мощности, предельное из условия сохранения статической устойчивости На фиг.1 приведена функционгшьна схема устройства выявления асинхрон ного режима; на фиг.2 - зависимости поясняющие выбор уставок; на фиг,3, 4 и 5 - блоки выбора уставок. На фиг.2 приведены уставки сра батывания, соответствующие выражениям (1), (2) и (3) в функции скол жения, кривая Г соответствует выражению (1), прямая 2 - выражению (2) кривая 3 - выражению (3), область 4 срабатывания устройства выявления асинхронного режима, сформированная блоком выбора минимальной уставки, заштрихована. Выражения {1)-(3), представляющи нелинейные зависимости 1{ист гут быть без большой погрешности аппроксимированы кусочно-линейными функциями, . li,, К-1 : Icp., UaHtXr p p , где Ha фиг.2 нанесены соответствувдщи линии и указаны коэффициенты лийейных функций (1а)-{3 а),, которые Могут быть легко определены графическ по известным зависимостям (1)-(3). Наиболее точная аппроксимация желательна для зависимости (I) в диапазоне скольжения от 3г., когда fcp f, з - чгоч 1 соответствующего моменту срабатывания автомата безопасности турбины, для зависимости (3) - в диапазоне сколь-. жений от-нуля до 3 , когда icpT, (3) k2. Схема содержит блок 5 измерения скольжения, блок 6 измерения напр.яжения шин высокого напряжения станции, блок 7 формирования уставки согласно выражению (1) или (1а), блок 8 формирования уставки согласно выражению (2), блок 9 формирования уставки согласно выражению (3) или (За), блок 10 выбора минимальной из сформированных уставок, блок 11 измерения тока возбуждения, блок 12 сравнения, блок 13 задания РПР. Блоки 6,7 и 8 формирования уставок в соответствий со структурой выражений (1а)-(3а) могут быть реализованы на стандартных усилителях, сумматорах, перемножителях (см. фиг.3,4 и 5). Устройство работает следующим образом. Блок 5 производит измерение скольжения генератора, блок 6 измеряет напряжение шин высокого напряжения электростанции, величина скольжения и напряжения с выходов блоков 5 и 6 подаются на вход блока 7, где с учетом известных частотных характеристик формируется устав,ка согласно выражению (1) или (1а). Напряжение с- выхода блока 6 и величина с-выхода блока 13 подаются на вход блока 8, где формируется уставка согласно выражению (2), величины скольжения и напряжения с выходов блоков 5 и б соответ- . ственно подаются на вход блока 9, где формируется уставка согласно выражению (3) или ..(За) . Сформированные в блоках 7,8 и 9 уставки подаются на вход блока 10, где выбирается меньшая из них. С выхода блока 10 величина тока срабатывания, соответствующая минимально.. . уставке, подается на .вход блока12 сравнения, на второй вход которого подается величина тока возбуждения с измерительного блока 11. В случае снижения тока возбуждения ниже уставки в блоке 12 вырабатывается сигнал, подаваемый на исполнительную схему. Блок 7 формирования уставки по току возбуждения, соответствующей выражению (Г), представленный на фиг.З, содержит резисторы 14-17, операционный усилитель 18 и умножитель 19. Практически в этом блоке величина уставки задается согласно В1фажению, представляющему собой линеаризованное выражение (1), что является допустимым, так как блок 7 формирует уставку лишь при значительных (закритических) величинах скольжения, при которых выражение (1а) незначительно отличается от выражения (1) .

В выражении (1а) А - величина уставки и Uo 1. Величина А задается резистором 14.Коэффициент k oпpeдeляeJгcя отношением величин резисторрЪ 17 и 16.

Асинхронный режим генератора наступает, как правило, при скольжениях меньших критического. Поэтому в устройство введены блоки 8 и 9 формирования уставок по току возбуждения в области малых скольжений.

БЛОК 8 задания уставки (фиг.5) формирует уставку согласно выражению ) и содержит резисторы 20-24 операционные усилители 25 и 26 и умножитель 27, включенный в цепь -. обратной связи операционного усили-. теля 26.

На резистор 20 подается потенциал с задатчика мощности Р„л . отXs

равно отношению велич

ношение

Xad

резисторов 22 и 21. Для деления на UQ умножитель включен в обратную связь операционного усилителя 26.

Блок 9 задания уставки согласно выражению (За), представленный на фиг.5, содержит резисторы 28 и операционный усилитель 30 и умножитель 31.

Формирование сигнгша пропорционального производится .операционным усилителем .30. Коэффициент kопределяется отношением величин. резисторов 29 и 28. Умножение на DO производится умножителем 31.

Использование предлагаемого устройства выявления асинхронного режима генератора позволит повысить селективность выявления асинхронного режима синхронного генератора, а следовательно, и надежность его выявления.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ АСИНХРОННОГО РЕЖИМА СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА, содержащее блок измерения скольжения генератора и блок измере ния напряжения цган высокого напряже ния электростанции, выходы которых : соединены с входог блока формировани уставки согласно выражению )J rUgi BiOJ«6|(j5VlltMXafl W T yMite ««i lwioJirUSV4«ew3inoat64US1 и блок сравнения, к одному входу которого подключен выход блока изме рения тока возбуждения, о т л и ч а и щ е е с я тем, что, с целью повы иения селективности выявления асинхронного режима, в него введены блок задания предельного, из условий сохранения статической устойчивости, значения активной мощности, два дополнительных блока формирования уставок и блок выбора минимальной уставки, причем выход блока задания предельной мощности и выход блока измерения напряжения соединен с входом дополнительного блока формирования уставки согласно выражению , I .dUo, выходы блоков измерения скольжения и напряжения шин высокого напряжения электростанции соединены с -входом второго дополнительного блока формирования устанки согласно выражению icp, а выходы всех блоков формирования уставок соединены с входом блока выбора минимальной уставки, выход ко- , торого соединен с вторым входом блока сравнения, где в приведенных выражениях S - скольжение генератора-, moj х с ( i 5) - модуль частотной характеристики генератора, соответству ющий измеренному скольжению; mod )Сб (iS) - модуль частотной характеристики, соответствующей операторному сопротивлению рассеяния обмотки возбуждения генератора; XQJ - сопротивление взаимоиндукции генератора по продольной оси; Лс сопротивление рассеяния обмотки статора генератора.; х 9Н - сопротивлеие внешней сети; х - синхронное индуктивное сопротивление генер 1 тора} UQ - напряжение шин высокого напряжения электростанции ,, . суммарное сопротивление генератора и внешней jceTH при отсутствии скольжения; - значение активной мощности, предельное из условия сохранения статической устойчивости3tn(.iS) мнимая часть частотной характеристики синхронного генера- . тора и внешней сети.

fcpaS.

%