Устройство регулирования токов синхронного генератора в режиме ограничения перегрузки Советский патент 1979 года по МПК H02P9/10 H02P9/14 

I

Изобретение относится к эпектротех нической промышленности и может быть использовано в системах автоматического регулирования возбуждения синхронных генераторов.

Известно устройство для регулирования токов синхронного генератора в режиме ограничения перегрузки, содержащее синхронный генератор, возбудитель, автоматический регулятор, возбуждения и датчику ческий регулятор возбуждений идатчики гока, соединенные с регулятором и обмоткой возбуждения; датчики при возникновении перегрузки воздействуют на регулятор, воздействие на обмотку возбуждения по пропорциональному, либо нелинейному закону l. Однако в таком устройстве контур регулирования тока возбуждения малоустойчив, а регулирование по нелинейному закону очень усложняет устройство и малоэффективно.

Кроме того. Известно устройствоjсодержащее синхронный генератор и систему регулирования- с блоком ограничения перегрузки, который через электронное реле выдержки времени осуществляет воздействие на входные цепи убавить и приба вить регулятора возбуждения генератора 2. Это устройство из-за импульсного воздействия только на орган изменения уставки регулятора по основному параметру имеет большое время прекращения перегуузки и послеаварийного восстановления напряжения.

Наиболее близким к изобретению техническим рещением является устройство для регулирования токов синхронного генератора в режиме ограничения перегрузки, содержащее возбудитель, выход которого подключен к обмотке возбуждения генератора, а вход - к выходу автоматического регулятора возбуждения, включающего в себя орган изменения уставки по регулируемому параметру, подключенный на вход усилителя, выход которого является выходом регулятора, блок ограничения перегрузки, содержащий орган измерения величины нагрева обмоток генератора и сравнения вепичшшг нагрева с заданным значением, двухступенчатый орган возврата, на выход которого подклю- чеия реде нижней в верхней ступеней воз врата, а на вход - датчики тока ротора н статора, исполнительный орган, выполненный в виде реде з. Однако в в этом устройстве контур ограничения тока обмотки до номинального значения малоустойчив, так как при наложении на основной сигнал регулирования сигнала, пропорционального отклонению тока возбуждения от заданной (например, номинальной) величины, необходимо обеспечить по каналу разгрузки тока возбуждения коэффициент усиления в несколько раз больший, чем по основному. Кроме того, послеаварийное восстановление напряжения в энергосисте- мах осуществляется медленно, импульсным воздействием на уставку основного регулируемого параметра регулятора, вслед ствие чего увеличивается время, в течение которого -генератор остается недовоз- бужденным. Целью изобретения является упрощение устройства, повышение устойчивости регулирования токов синхронного генератора в режиме ограничения перегрузки, а также улучшение условий послеаварийного восстановления напряжения в энергосистеме. Это достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено органом сравнения сигнала датчиков тока ротора и статора с заданным значением, содержащим элемент изменения уставки этого органа, причем выход органа сравнения то ков через параллельно вкдюче тые между собой контакты реле исполнительного органа и реле нижней ступени органа возвра та подключен на вход возбудителя, вход органа сравнения токов через элемент изменения его уставки, параллелыго которому подключен контакт реле нижней ступени органа возврата, соединен с ыиходом датчиков тока ротора и статора, а параллельно разно збуждаюшему в форсировочному выходам автоматического регулятора возбуждения включены две дополнителыояге цепи, I каждая из которых составлена из последовательно соедютенных диода а контакта репе, причем диод, включенный в прямом направлений относительно форсиjp6BO4Horo выхода регулятора, соединен с, контактами реле всполнителыюго органа, а диод, включенный в прямом напрввленвв о-гаюсительно развозбуждающего выхода рв гулятора, соединен с контактами реле ниж рей ступени органа возврата. Размыкание контура регулирования по основному параметру с одновременной подачей корректирующего сигнала по току возбуждения на вход системы управления возбудителем позволяет обеспечить ограннченае тока обмоток генератора до заданного значения и быстрое восстановление его до прежнего уровня, причем без колебательного процесса, так как регулирующее воздействие осуществляется с незначительным коэффициентом усиления. На чертеже дана блок- ;хема описываемого устройства. Схема автоматического регулирования токов в режиме ограничения перегрузки генератора 1 включает в себя датчик 2 тока ротора и датчик 3 тока статора, входяший в состав автоматического регулятора возбуждения вместе с органом 5 изменения уставки по регулируемому параметру, подключенным выходом на вход суммирующего усилителя 6, и блоком 7 ограничения перегрузки, содержащим орган 8 измерения величины нагрева обмоток генератора и сравнения ее с заданным значением, подключенный на шаход датчиков 2 и 3 тока, исполнительный орган 9, выполненный в виде реле, двухступенчатый орган 10 возврата, подключенный на выход датчиков 2 и 3 тока и выполненный, например, в виде нелинейного моста, образованного резисторами 11 и 12 и стабилитронами 13 и 14, в диагональ которого через диод 15 включены параллельно катушка реле 16 верхней ступени возврата и катушка реле 17 нижней Ступени возврата, орган 18 сравнения сигнала датчиков 2 и 3 тока с заданным значением с элементом 19 изменения его уставки, параллельно которому подключен контакт 2О реле 17. Выход органа 18 сравнения через параллельно включенные контакт 21 реле исполнительного органа 9 и контакт 22 реле 17 подключен на вход возбудителя 23. Кроме того, устройство содержит цевь, состоящую из диода 24, включенного в прямом направлении относительно форсировочного сигнала регулятора, и контакта 25 реле исполнительного органа 9, в цепь из двода 26, включенного в прямом направленвв относвтельно развозбуждаюшего сигнала регулятора, в контакта 27 реле 17, включ асле параллеяьно выходу усилителя 6, являющемуся выходом регулятора 4,. в соединенные с входом возб удвтеля 23. На вход органа 5 взменення уставкв подключены две цеяв воздействия: от всполнвтельного органа 9 через контакт 28 его реле и от реле 17 через контакт 29. На вход исполнительного органа 9 подключена цеп воздействия от реле 16 через его контакт 30. При возникновении перегрузки ограничение тока обмоток генератора до задавной (например, номинальной) величшш дл упрощения и повышения .устойчивости регулирования осуществляют одновременным воздействием на орган 5 изменениа устав ки, снижая уставку основного регулируемо го параметра регулятора 4 путем замыкания контакта 28 реле исполнительного органа 9, на выход регулятора 4, замыкая контакт 25 реле исполнительного органа 9 и тем самым размыкая контур регулирования по основному параметру, н подачей корректирующего сигнала по току возбуждения на вход возбудителя 23 замыканием контакта 21 реле исполнительного органа 9. При этом устанавливается ток возбуждения, близкий к заданному, который на время подгонки уставки по основному регулируемому параметру поддерживается сигналом органа 18 сравнения. Ограничение и поддержание на заданном уровне тока возбуждения происходит без колебательного процесса, так как орган 18 сравненияимеет незначительный коэффициент усиления. При подгонке уставки, соответствующей величине поддерживаемого тока возбуждения, выходной сигнал регулятора 4, меняет полярность, диод 24 закрывается и появляется основной регулирующий сигнал. Далее при подгонке уставки до значения, соответствующего заданному току возбуждения, реле 16верхней ступени срабатывает и замыкает контакт ЗО, воздействуя на реле исполнительного органа 9, которое снимает все воздействия, размыкая контакты 28, 25 и 21. Заданный ток возбуждения поддерживается основным регулирующим сигналом. Восстановление прежнего уровня напряжения при восстановлении последнего в энергосистеме с целью ускорения осущест вляют одновременным воздействием на орган 5 изменения уставки, повышая уставку основного регулируемого параметра регулятора 4, на выход регулятора для размыкания контура регулирования по основ ному параметру н подачей корректирующего сигнала по току возбуждения на вход возбудителя 23 при срабатываввн реле 17нижней ступени возврата в замыкании соответственно его контактов 29, 27 в 22 и размыкании контакта 20. При этом устанавливается ток возбуждения, соответствующий уставке срабатывания реле 17, вследствие смещения характеристики органа 18 сравнения при размыкании контакта 20 реле 17, и на время подгонки уставки по основному регулируемому параметру поддерживается сигналом органа 1 8 сравнения. При подгонке уставки соответствующей заданному току возбуждения, выходной сигнал регулятора 4 меняет поляр ность, диод 26 закрывается, появляется основной регулирующий сигнал, реле 17 срабатывает и снимает все воздействия, размыкая контакты 29, 27 и 22 и замыкая контакт 2О. Далее ток возбуждения поддерживается основным регулирующим сигналом. Изобретение позволяет упростить систему регулирования, повысить устойчивость регулирования и улучшить условия послеаварийного восстановления напряжения в энергосистеме. Формула изобретения Устройство для регулирования токов синхронного генератора в режиме ограничеШш перегрузки, содержащее возбудитель. ВЫХОД которого подключен к обмотке возбуждения генератора, а вход - к выходу автоматического регулятора возбуждения, включающего в себя орган изменения уставки по регулируемому параметру, подключенный на вход усилителя, выход которого является и 1ходом регулятора, блок ограничения перегрузки, содержащий орган измерения величины нагрева обмоток генератора и сравнения величины нагрева с заданным значением, двухступенчатый орган возврата, на выход которого подключены реле нижней и верхней ступеней возврата, а на вход - датчики тока ротора и статора, исполнительный орган, выполненный в виде реле, отличающееся тем, что, с целью упрощения, повышения устойчивости регулирования токов в режиме ограничения перегрузки и улучшения условий послеаварийного восстановления напряжения в энергосистеме, оно снабжено органом сравнения сигнала датчиков тока ротора и статора с заданным значением, содержащим элемент изменения уставки этого органа, причем выход органа сравнения токов через параллельно включенные между собой контакты реле исполнительного органа и реле нижвей ступени органа возвр та подключен на вход возбудителя, вход органа сравнения токов через элемент изменения его уставки, параллельно которому подключен контакт реле нижней сттпени органа воэвратв| соединен с выходом датчиков тока ротора и статора, а параллельно развозбуждающему и форсировочному выходам автоматического регулятора возбуждения включены две дополнительные цепочки, каждая из которых составлена из последовательно соединенных диода и контакта реле, причем диод, включенный в прямом направлении относительно форсировочного исхода регулятора, соединен с контактами

реле исполнительного органа, а диод, включенный в прямом направлении относительно развоабуждающего выхода регулятора, соединен с контактами реле нижней ступени органа возврата.

Источники информации, н{жнятые во внимание при экспертизе

1.Автоматическое регулирование и управление в энергосистемах. Труды ВЭИ,

вып. 78, 1968, с. 308-310.

2.Авторское свидетельство СССР Ма 335768, кл. Н 02 Р 9/10, 197О.

3. Автоматическое регулирование и управление в энергосистемах . Труды ВЭИ

вып, 81, 1972, с. 15, рис. 1 (прототип).