Устройство для регулирования возбуждения синхронного генератора Советский патент 1989 года по МПК H02P9/14 

сл ел

со

ю

со

14)

Фаг.1

J5

20

31515329

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

сл).

Цель.изобретения - повьшекие устойчивости и качества регулирования пу- .Q тем повышения чувствительности устрой- ств а к аварийным возмущениям.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 - принципиальная электрическая схема измерителя амплитудного значения сигнала.

Устройств для регулирования возбуждения синхронного генератора содержит подключенный к роторной цепи синхронного генератора 1 возбудитель 2, соединенный с выходом сумматора 3, к входам которого подключен датчики: }4 отклонения напряжения генератора,

5производной напряжения генератора, 25

6отклонения стабилизирующего режимного параметра, 7 производной стабилизирующего режимного параметра, - и выход блока 8 обратных связей по току и напряжению, вход которого соединен с выходом воз(удителя 2. Устройство также содержит блок 9 демпфирования больших колебаний, включающий в себя генератор 10 пилообразного напряжения, блок 11 умножения и дополнительный сумматор 12, причем вход генератора 10 пилообразного напряжения и один из выходов дополни- тельного сумматора 12 подключен к выходу датчика 6, второй вход допол- Q нительного сумматора 12 соединен с выходом блока It умножения, входы которого соединены соответственно с выходом генератора 10 пилообразного напряжения и выхЬдом датчика 7, при- д чем выход дополнительного сумматора 12 соединен с одним из входов основного сумматора 3 через управляемый ключ 13, к управляющему входу которого подкдвочен выход элемента ИЛИ 14, один из входов которого через первый компаратор 15 подключен к выходу цепи, содержащей последовательно соединенные диод 16 и П-образный R CR-че- тырехполюсник (RC-цепь) 17 из двух резисторов 18 и t9 и конденсатора 20 между ними, свободный вход диода 16 соединен с выходом датчика 7, а второй вьгход элемента ИЛИ 14 подключен

30

35

50

55

ю в

вы ны л к пи з о г в п и

5

0

Q

5

Q

0

5

0

5

к выходу второго компаратора 21, причем к первому входу компаратора 21 подключен задатчик 22 предельно допустимого значения производной режимного параметра, а второй вход компаратора 21 соедин ен .с выходом измерителя 23 амплитудных значений сигнала, вход которого соединен с выходом датчика 7. Причем сопротивление R резистора 18 меньше сопротивления R резистора 19.

Измеритель 23 амплитудных значений сигнала выполнен на выпрямителе 24 и преобразователе 25 амплитудных значений, причем вход выпрямителя 24 соединен с входом измерителя 23 амплитудных значений сигнала, а его вкход подключен к информационному входу преобразователя 25 амплитудных значений. Силовая часть проеобразо- вателя 25 амплитудных значений включает в себя ключ 26, соединенный последовательно с запоминающим конденсатором 27. выводы которого являются выходом измерителя амплитудных значений сигнала. Блок управления пре- юбразователем содержит экстрематор 28, вход которого подключен к входу изп мерителя амплитудных значений сигнала, а выход через дифференцирующий преобразователь 29 и одновибратор 30 к цепям управления ключа 26. Экстрематор включает в себя дополнительный . ключ 31, через который осуществлена связь входа измерителя амплитудных значений сигнала с последовательно включенными дополнительним конденсатором 32 и низкоомным входом усилителя 33, выход которого через триггер 34 подключен к входу дифференцирующего преобразователя 29.

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 СЛ. При этом выходной сигнал датчика 6 поступает на вход генератора 10 пилообразного напряжения, который фиксирует момент каждого изменения знака (перехода через нуль) сигнала отклонения стабилизирующего режимного параметра и формирует на выходе вспомогательный сигнал, по величине пропорциональной времени с момента изменения знака сигнала на выходе датчика 6. Сигнал с выхода генератора 10 поступает на вход блока 11 умножения, на второй вход которого поступает выходной сигнал датчика 7 производной . отклонения режимного параметра. Сигнал с выхода блока 11 умножения подается на один из входов дополнительного сумматора 12, на второй вход которого поступает выходной сигнал датчика 6. Сформированный таким образом стабилизирующий сигнал с выхода дополнительного сумматора 12 подают на информационный вход ключа 13.

53296

руется ненулевой сигнал, который поступает на управляющий вход ключа 13 и вызывает его замыкание. В результате выхода блока 9 демпфирования больших колебаний подключают к одному из входов сумматора 3. Тем самьм стабилизирующий сигнал подают на выходной сумматор регулятора.

0 В описанном состоянии схема находится до момента достижения производи ной режимного параметра экстремального значения. В этот момент напряжение на входе КС-цепи перестает уве

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение устойчивости и качества регулирования. Устройство содержит датчики:отклонения напряжения генератора 4, производной этого напряжения 5, отклонения стабилизирующего режимного параметра 6 и его производной 7, выходы которых подключены ко входам сумматора 3, блок 9 демпфирования больших колебаний, выход которого связан через управляемый ключ 13 с выходом сумматора 3, цепи управления ключом 13, включающие элементы 14-25. Сущность изобретения заключается в том, что в цепях управления ключом 13 использован измеритель 23 амплитудных значений сигнала. Особенность функционирования устройства состоит в том, что блок 9 демпфирования больших колебаний подключается к входу сумматора 3 в моменты превышения амплитудным значением режимного параметра заданной величины. 2 ил.

В нормальном режиме работы генера-15 личнваться, ток по цепи 20-18 прекратора 1 выходной сигнал датчика 7 производной существенно меньше выходного сигнала задатчика 22, поступающего на вход компаратора 21, выходной сигнал которого при указанном 20 соотношении входных сигн алов равен нулю. Поскольку в указанном режиме выходной сигнал датчика 7 практически равен нулю, на выходе компаратора 15 также присутствует нулевой сигнал. 25 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 ЗО больших колебаний от сумматора 3.

В аварийном режиме работы генератора 1 на выходе датчика 7 производ- ной возникает существенно отличный от

щается и напряжение на выходе КС- це- пи 17 становится равным нулю, тем са мым фиксируется момент достижения те кущим значением режимного параметра нового экстремального значения. Это значение запоминается на конденсаторе 20 и используется в дальнейшем в качестве предыдущего экстремального значения. Прекращение тока в RC- цепи 20-18 и обнуление его выходного сигнала приводит к опрокидьшанию ком паратора 15, нулевые 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 сум матора 3.

После момента достижения экстре.нуля переменный сигнал, положительные . мального значения напряжение на вхополуволны которого через диод 16 поступают на вход цепи 17.

Поступающий на вход RC-цёпи 47 сигнал соответствует текущему значению пронзде RC-цепи 17 начинает уменьшаться в соответствии с изменением положительной полуволны выходного сигнала датчика 7. При этом ток в RC-цеПи 17

водной режимного параметра на участке 40 (изменяет направление, т.е. конденса- положительной полуволны. По мере увеличения текущего значения производной происходит его сравнение с ранее зафиксированным на RC-цепи 17 экстремальным значением (при первом авар.ий- j ном увеличении производной происходит сравнение с нулевым сигналом). В тот момент, когда текущее значение превысит ранее запомненное экстреITOP 20 разряжается по контуру сопротивления 18-20-19. Выбор сопротивлений контура из условий R . R соответственно сопротивление резисторов 18 и 19) обеспечивает запоминание экстремального значения на время 10-20 с, соответствующее затуханию практически любых электромеханических переходных процессов генератора, вызмальное, через конденсатор 20, резис- 50 ванных аварийным возмущением.

тор 18 RC-цепи 17 начинает протекать ток, заряжающий конденсатор 20, вызывающий падение напряжения на резисторе 1 8 и появление положительного по- тейциала на входе компаратора 15. Тем самым производится фиксирование превышения текущего значения над ранее запомненным экстремальным. На выходе компаратора 15 при этом формиЕсли же в процессе демпфирования возмущенного движения последующее текущее значение производной превьппает зафиксированное, то весь цикл опера- 55 ций повторяется.

Во всех режимах работы устройства измеритель 23 амплитудных значений сигнала, на входы которого поступает выходной- сигнал блока 7 производной

щается и напряжение на выходе КС- це- пи 17 становится равным нулю, тем самым фиксируется момент достижения текущим значением режимного параметра нового экстремального значения. Это значение запоминается на конденсаторе 20 и используется в дальнейшем в качестве предыдущего экстремального значения. Прекращение тока в RC- цепи 20-18 и обнуление его выходного сигнала приводит к опрокидьшанию компаратора 15, нулевые 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 экстреде RC-цепи 17 начинает уменьшаться в соответствии с изменением положительной полуволны выходного сигнала датчика 7. При этом ток в RC-цеПи 17

(изменяет направление, т.е. конденса-

ITOP 20 разряжается по контуру сопротивления 18-20-19. Выбор сопротивлений контура из условий R . R соответственно сопротивление резисто ров 18 и 19) обеспечивает запоминание экстремального значения на время 10-20 с, соответствующее затуханию практически любых электромеханических переходных процессов генератора, вызЕсли же в процессе демпфирования возмущенного движения последующее текущее значение производной превьппает зафиксированное, то весь цикл опера- ций повторяется.

Во всех режимах работы устройства измеритель 23 амплитудных значений сигнала, на входы которого поступает выходной- сигнал блока 7 производной

стабилизирующего параметра, формирует выходной ступенчатый сигнал, величина ступени которого равна зафиксированному амплитудному значению произ- водной стабилизирующего параметра. Величина выходного сигнала измерителя 23 амплитудных значений сигнала изменяется в момент прохождения вход-- ным сигналом своего амплитудного значения.

Превьшение амплитудным 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 независимо от состояния компаратора 15. Снижение амплитудного значения сигнала производной ниже уровня выходного сигнала датчика 22 приводит к появлению нулевого выходного сигнала компаратора 21 поступающего на один из входов элемен та ИЛИ 14, Если при этом на выходе компаратора 15 выходной сигнал не равен нулю, то ключ 13 остается замкнутым, в противном случае ключ размыкается , отключая выход блока 9 демпфи- рования больших колебаний от сумматора 3.

Измеритель амплитудных значений сигнала 23 функционирует следующим образом.

Поступающий на вход измерителя амплитудных значений сигнала переменный сигнал дифференцируется и усиливается цепью, включающей дополнительный конденсатор 32 и усилитель 33, и поступает на вход триггера 34. Триггер 34 находится в одном из устойчивых состояний и переключается в моменты перехода сигнала на его входе че

рез нуль, которые соответствуют моментам прохождения сигнала на входе {змерителя амплитудных значений сигнала экстремальных значений. Опрокидывание триггера приводит к появлению на выходе дифференцирующего преобразователя 29 импульсов, запускающих одноБибратор 30. На время появления короткого сигнала на йыходе одновиб- ратора замыкается ключ 26, который обеспечивает заряд запоминающего конденсатора 27 до напряжения, равного выходному напряжению выпрямителя 24, которое в момент замыкания ключа 26 соответствует амплитудному значению входного сигнала измерителя 23 амплитудного значения сигнала. Поэтому напряжение на запоминающем конденсаторе имеет ступенчатую форму и по величине равно амплитудным значениям указанного сигнала.

Применение устройства для регулирования возбуждения синхронного генератора позволяет обеспечить сильное воздействие на аварийное возмущение, что 1повыщает устойчивость и качество ре гулиров ания.

Формула изобретения

Устройство для регулирования возбуждения синхронного генератора по авт. св. N 1325658, отличающееся тем, что, с целью повьщ1ения устойчивости и качества регулирования путем повышения чувствительности устройства к аварийным возмущениям, введен измеритель амплитудных значений сигнала, через который второй вход второго компаратора подключен к выходу датчика производной стабилизирующего режимного параметра и свободному вьшоду диода.

фиг.2