Устройство для регулирования возбуждения синхронного генератора Советский патент 1987 года по МПК H02P9/14 

JO

20

25

11325658

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования возбуждения мощных синхронных генераторов, управляемых с помощью автоматических регуляторов возбуждения сплошного действия (АРВ СД),

Цель изобретения - повьппение пределов динамической устойчивости и качества демпфирования колебаний синхронного генератора путем повышения чувствительности регулятора к аварийному возмущению.

На чертеже представлена блок-схе- ма устройства.

Устройство для регулирования возбуждения синхронного генератора 1 содержит подключенньй к роторной цепи синхронного генератора возбудитель 2, соединенный с выходом ос- . новного сумматора 3, к входам которого подключены датчики отклонения напряжения генератора 4, производной напряжения генератора 5, отклонения стабилизирующего режимного параметра

6,производной стабилизирующего режимного параметра 7 и выход блока 8 обратных связей по току

и напряжение, вход которого соеинен с выходом возбудителя 2.

Устройство также содержит блок 9 емпфирования больших колебаний, включающий в себя генератор 10 пило бразного напряжения, блок 11 умножения и дополнительньй сумматор I2, причем вход генератора 10 пилообразного напряжения и один из входов дополнительного сумматора 12 подключеы К выходу датчика 6, второй вход ополнительного сумматора I2 соедиен с выходом блока 11 умножения, ходы которого соединены соответстенно с выходом генератора пилообразного напряжения 10 и выходом датчика .

7,причем выход дополнительного суматора 12 соединен с одним из входов сновного сумматора 3 через управляеый ключ 13, к управляющему входу коорого подключен выход элемента

ИЛИ 14, один из входов которого че- рез первый компаратор 15 подключен к ыходу цепи, содержащей последоваельно соединенные диод 16 и П-образ- ый RCR четырехполюсник (RC-цепь) 17 з двух резисторов 18 и 19 и конденатора 20 между ними, свободный вход иода 16 соединен с выходом датчика , а второй вход элемента ИЛИ 14 j:

по ра ра но

5 ре вх до R1 R2

ра

с об

ос ра ро си ге ни го ну ру ру

30

35

40

на вр си с вх вх

си не с на су го 6. би ни ин

ра

45 пр но си по вы

50 но ра ре пр ко

55 ле вх вы на от

подключен к выходу второго компаратора 21, причем к первому входу компаратора 21 подключен задатчик предельно допустимого значения производной

режимного параметра 22, а второй вход компаратора 21 соединен с выходом датчика 7. Причем сопротивление R1 резистора 18 меньше сопротивления R2 резистора 19.

Устройство работает следующим образом.

Во всех режимах работы сигналы с выходов датчиков 4 7 и блока 8 обратных связей поступают на входы

основного сумматора, обеспечивая работу регулятора по схеме унифицированного АРВ СД. При этом выходной сигнал датчика 6 поступает на вход генератора 10 пилообразного напряжения , который фиксирует момент калдо- го изменения знака (перехода через нуль ) сигнала отклонения стабилизирующего режимного параметра и формирует на выходе вспомогательный .сиг

нал, по величине пропорциональный времени с момента изменения знака сигнала на выходе датчика 6, сигнал с выхода генерат ора 10 поступает на вход блока II умножения, на второй вход которого поступает выходной

сигнал датчика 7 производной отклонения режимного параметра. Снгнгш с выхода блока I1 умножения подается на один из входов дополнительного сумматора 12, на второй вход которого поступает выходной сигнал датчика 6. Сформированньй таким образом стабилизирующий сигнал с выхода дополнительного сумматора 12 подают на ин- информационный вход ключа 13

В нормальном режиме работы генератора 1 выходной сигнал датчика 7

45 производной существенно меньше выход ного сигнала задатчика 22. Выходные сигналы датчика 7 и задатчика 22 поступают-на входы компаратора 21, выходной сигнал которого при указан50 ном соотношении входных сигналов равен нулю. Поскольку в указанном режиме выходной сигнал датчика 7 практически равен нулю, на выходе компаратора 1 5 также присутствует ну55 левой сигнал . При нулевых сигналах на входах элемента ИЛИ 14 , сигнал на его выходе также равен нулю, и ключ 13 находится в разомкнутом состоянии, отключая выходной сигнал блока 9

демпфирования больших колебаний от сумматора 3.

В аварийном режиме работы генератора 1 на выходе датчика 7 производной .возникает существенно отличный от нуля переменный сигнал, положительные полуволны которого через диод 16 поступают на вход цепи 17,

Поступающий на вход RC-цепи 17 сигнал соответствует текущему значению производной режимного параметра на участке положительной полуволны. По мере увеличения текущего значения производной диода 6 происходит его сравнение с ранее зафиксированным на RC-депи 17 экстремальным значением (при первом аварийном увеличении производной происходит сравнение с нулевым сигналом). В этот момент, когда текущее значение превысит ранее запомненное экстремаль- -ное, через конденсатор 20, резистор 18, RC-цепи 17 начинает протекать ток, заряжающий конденсатор 20, вы- зьшающий падение, напряж ения на резисторе 18 и появление положительного потенциала на входе компараторов 15. Тем самым производится фиксирование превышения текущего значения над ранее запомненным экстремальным. На выходе компаратора 15 при этс5м формируется ненулевой сигнал, который поступает на управляющий вход ключа 13, вызывает его замыкание. В результате выход блока 9 демпфирования больших колебаний подключают -к одному из входов сумматора 3. Тем самым стабилизирующий сигнал подают на вькодной cy tMaTop регулятора.

В описанном состоянии схема находится до момента достижения производной режимного параметра экстремального значения. В этот момент напряжение на входе RC-цепи 17 перестает увеличиваться, ток по цепи 20-18 прекращается и напряжение на выходе RC-цепи 17 становится равным нулю, тем самым фиксируется момент достижения текущим значением режимно го параметра нового экстремального значения. Это значение запоминается на конденсаторе 20 и используется в дальнейшем в качестве предьщзлцего. экстремального значения. Прекращение тока в RC-цепи 20-18 и обнуление его выходного сигнала приводит к опрокидьшанию Kot-inapaTOpa 15, нуле25658 .

вые входные сигналы которого приводят к появлению нулевого выходного сигнала, снятию управляющего сигнала с . входа ключа 13, его размыканию и отключению блока демпфирования от входа основного сумматора 3.

После момента достижения экстремального значения напряжение на вхо-IQ де RC-цепи 17 начинает уменьшаться в соответствии с изменением положитель-: ной полуволны выходного сигнала датчика 6. При этом ток в RC-цепи 17 изменяет направление, т.е. конденсатор

5 20 разряжается по контуру сопротивления 18-20-19. Выбор сопротивлений контура из условий R K (R и R I соответственно сопротивления резисторов 18 и 19 обеспечивает запоминание

20, экстремального значения на время

10 - 20 с, соответствующее затуханию практически любых электромеханических переходных процессов генератора, вызванных аварийным возмущением.

25 Если же в процессе демпфирования возмущенного движения последующее текущее значение производной превы- сит зафиксированное, то весь цикл операций повторится. Превьщ1ение те30 кущим значением предельно допустимой величины, определяемой величиной выходного сигнала задатчика.22, приводит к появлению ненулевого выходного сигнала компаратора 21 и, соответственно, управляющего сигнала на входе ключа 13, который при этом замыкается незавиомо от состояния компаратора 15. Снижение сигнала производной ниже уровня выходного сигна40 ла задатчика 22 приводит к появлению нулевого выходного сигнала компаратора 21, поступающего на один из входов элемента ИЛИ 14. Если при .этом на выходе компаратора 15 выход42 ной сигнал не равен нулю, то ключ 13 остается замкнутым, в противном случае ключ размыкается, отключая выход блока 9 демпфирования больших колебаний от сумматора 3.

50

Формула изобретения

Устройство для регулирования возбуждения синхронного генератора, со- gg держащее датчики отклонения напряжения генератора, производной напряжения генератора, отклонения стабилизирующего режимного параметра, производной стабилизирующего режимно35

1325658

го параметра, блок обратных связей по току и напряжению, подключенные к входам основного сумматора, выход которого соединен с входом возбудителя, выходом подключенного к входу блока обратных связей по току и напряжению, блок демпфирования больших колебаний, содержащий генератор пилообразного напряжения, блок умножения и дополнительный сумматор, причем вход генератора пилообразного напряжения и один из входов дополни- . тельного су1- матора соединены с выходом датчика отклонения стабилизирующего режимного параметра, а другой вход дополнительного сумматора подключен к выходу блока умножения, входы которого соединены соответственно с выходом генератора пилообразного напряжения и датчика производной стабилизирующего режимного параметра, о

тличающееся тем.

что, с целью повышения динамич еской устойчивости и качества демпфировани

8

колебаний синхронного генератора,до-, полнительно введены управляемый ключ, задатчик предельно допустимого значения производной режимного

параметра, логический элемент ИЛИ, два компаратора и последовательно соединенные диод и П-образный RCR-че- тырехполюсник, выход которого подключен к входу первого компаратора,

выходом соединенного с одним из входом логического элемента ИЛИ, другой вход которого соединен с выходом второго компаратора, первый вход которого подключен к задатчику предельно допустимого значения производной режимного параметра, а второй - к выходу датчика производной стабилизирующего режимного параметра и свободному выводу диода, выход логичес- i

кого элемента ИЛИ соединен с управляющим входом ключа, включенного между выходом дополнительного сумматора и одним из входов основного сумматора.

Изобретение относится к электротехнике и м.б.использовано для регулирования возбуждения мощных синхронных генераторов (Г) управляемьтх с помощью автоматических регуляторов (Р) возбуждения сильного действия. Цель изобретения - повьшение пределов динамической устойчивости и качества колебаний синхронного Г путем повышения чувствительности Р к аварийному возмущению, обеспечивается измерением экстремального значения режимного, параметра, фиксацией пре- вьшения текущим значением экстремального и подачей выходного сигнала демпфирования больших возмущений на вход Р. Для этой- цели Р дополни- тельно снабжен блоками фиксации пре- вышения текущего значения над экстремальным и предельно допустимого значения режимного параметра,характеризующего устойчивость Г. I ил. S (Л

Составитель А.Астахов Редактор Г.Гербер Техред А.Кравчук Корректор Л.Патай

Заказ 3123/54 Тираж 659Подписное

ВНИИ1Ш Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная, 4