Устройство для управления электроэнергетической установкой переменного тока Советский патент 1977 года по МПК H02P9/14 H02P9/04 

Изобретение относится к области автоматизации автономных энергосистем и предназначено для использования, например, в судовых электростанциях переменного тока.

Известные устройства для автоматизированного управления электроэнергетической установкой переменного тока, состоящей из синхронных генераторов и первичных двигателей, включают в себя регуляторы напряжения и частоты и блок для распределения активной нагрузки.

Регу.тяторы напряжения независимо от их конструкции обеспечивают регулирующее воздействие в функции возмущения и отклонения регулируе.мой величины. Замкнутый контур регулирования по отклонению называют корректором напря}кения. Цепи корректора питаются через измерительные трансформаторы от шин генератора (1).

Блок для распределения активной нагрузки формирует и усиливает сигнал, пропорциональный разности активных мощностей генераторов. Выход блока подключен к серводвигателю, изменяющему уставку регулятора скорости первичного двигателя. Такое подключение блока для расиределения активных нагрузок целесообразно только для устройств, в которых в состав регуляторов первичных двигателей входит серводвигатель.

Известны устройства для управленпя электроэнергетической установкой переменного тока, состоящей пз параллельно работающих синхронных генераторов, приводимых во вращеипе первичными двигателями, содерл ащие астатические регуляторы иервичных двигателей, чувствительные к изменению угла между вектором напряжения эталонной частоты и вектором э. д. с. генератора, регуляторы наирялчения генераторов, содержащие корректор напряжения с элементо.м изменения уставки (2).

Использование астатического регулятора угла обеспечивает распределение активной нагрузки при параллельиой работе генераторов пропорционально жесткости их угловых характеристик.

В этой системе вследствие неидентичности угловых характеристик генераторов, вызванной разбросом их параметров, и ошибки в распределении реактивиой нагрузки точность распределения активной нагрузки может уменьшиться. Для повышения точности расиределения активной нагрузки предлагаемое устройство д,ля управления электроэнергетической установкой переменного тока, состоящей из параллельно работающих синхронных генераторов, приводимых во вращение первичными двигателями,

содержащее астатические регуляторы первичных двигателей, чувствительные к изменению угла между вектором напряжения эталонной частоты и вектором э. д. с. генератора, регуляторы напряжения генераторов, содержаш,ие корректор напряжения с элементом изменения уставки, снабжено блоком для распределения активных нагрузок между генераторами, выходы которого подключены к элементам изменения уставки корректоров напряжения каждого из параллельно работающих синхронных генераторов.

На чертеже изображена структурная схема описываемого устройства, содержащего первичные двигатели 1, 2, снабженные астатическими регуляторами 3, 4, чувствительными к изменению угла между вектором напряжения эталонной частоты и э.д.с. управляемых генераторов 5, 6. Для регулирования напряжения синхронных генераторов 5, 6 применены регуляторы напряжения 7, 8. Система управления имеет также в своем составе блок для распределения активной нагрузки 9. Выход блока 9 подключен к обмотке уиравлеиия 10 дросселя насыщения 11, чувствительного к знаку выходного сигнала устройства 9. Дроссель насыщения 11 представляет собой элемент изменения уставки и включен в цепь питания измерительного трансформатора 12 корректора напряжения 13 регулятора 8.

В установивщемся режиме при равенстве активных мощностей (нагрузок) генераторов, определяемых общей нагрузкой 14, выходной сигнал блока 9 равен нулю. Ток в обмотке управления 10 отсутствует. Дроссель насыщения 11 ие изменяет уставку по напряя«нию регулятора 8.

При наличии рассогласования в активных мощностях генераторов 5 и 6 на выходе устройства 9 появится напряжение, которое вызовет появление тока в обмотке управления 10 дросселя 11. Изменится насыщение дросселя И и падение напряжения на его рабочих обмотках. Измерительный трансформатор 12 корректора 13 воспримет это как изменение напряжеиия генератора, причем направление тока в обмотке управления 10 таково, что падение напряжения увеличится, если активная мощность генератора 6 меньше активной мощности генератора 5. Измерительный трансформатор 12 корректора 13 воспримет это как уменьшение напряжеиия генератора 6. Регулятор 8, стремясь стабилизировать напряжение, увеличит ток возбуждения. Увеличатся э. д. с. генератора 6 и его активная мощность. Появнвщаяся разность э. д. с. генератора 5 и 6 вызовет уравнительный ток в цепи статора генераторов, намагничивающий магнитную систему генератора 5. Регулятор 7 уменьшит ток возбуждения и, следовательно, э. д. с. генератора 5. Напряжение на шинах станции, являющееся функцией э. д. с. генераторов 5 и 6 при постояииых параметрах нагрузки 14, останется неизменным, а активная мощность генератора 5 уменьшится. Рассмотренный процесс сопровождается изменением углов между вектором напрялсения эталоиной частоты и векторами э. д. с. генераторов 5, 6, так как при этом нарушается равенство моментов первичных

0 двигателей 1, 2 и генераторов 5, 6.

Регуляторы 4, 3, чувствительные к изменению этих углов, соответственно увеличат подачу топлива в первичный двигатель 2 и уменьшат подачу в двигатель 1.

5 Процесс будет протекать до тех пор, пока сигнал на выходе блока 9 практически не станет равным нулю.

Наступит равенство моментов первичных двигателей 1, 2 и синхронных генераторов 5,6,

0 соответствуюшее новому распределенному значению активных мощностей (нагрузок) генераторов. Углы между указанными векторами также будут равны 0. Таким образом, система позволяет повысить

5 точность распределения активной нагрузки и не требует преобразования электрического сигнала в механическое перемещение, что необходимо при традиционной схеме распределе ПИЯ активных нагрузок.

Формула изобретения

Устройство для управления электроэнерге5 тической установкой перемениого тока, состоящей из параллельно работающих синхронных генераторов, приводимых во вращение первич- ными двигателями, содержащее астатические регуляторы первичных двигателей, чувствительные к изменению угла между вектором напряжения эталоиной частоты и вектором э.д.с. генератора, регуляторы напряжения генераторов, содержащие корректор напряжения с элементом изменения уставки, отличающее5 с я тем, что, с целью повышения точности расиределения активной нагрузки, оно снабжено блоком для распределения активиых нагрузок между генераторами, выходы которого подключены к элементам изменения уставки корректоров напряжения каждого из параллельно работающих синхронных генераторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1.Ю. К. Баленко и др. «Справочник по корабельиой автоматике, М., 1974, стр. 274-

281.

2.В. В. Краснова и др. «Система управления синхронными генераторами по углу, ж. «Судостроение, № 3, 1970.