Автоматический регулятор возбуждения для синхронного генератора Советский патент 1980 года по МПК H02P9/00 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть испольэовано в устройствах для автоматического регулирования возбуждения синхронных генераторов, преимущественно в 5 так называемых устройствах пропорционального действия, в которых регулирование возбуждения синхронной машины осуществляется по отклонению напряжения статора (регулируемая ве- 10 личина) и тока статора (возмущающее воздействие).

Известны устройства указанного типа, в которых для предотвращения самораскачивания автоматически ре- 15 гулируемой системы применяются жёсткие или линейные гибкие отрицательные обратные связи, подключаемые со стороны входа к напряжению возбудителя синхронной машины, а со сторо- 20 ны выхода - .к одной из обмоток управления магнитного усилителя l3 ,

Недостаток этих устройств заключается в том, что применение указанных средств стабилизации неизбежно 25 ухудшает другие показатели качес ва автоматического регулирования. Жесткая отрицательная обратная связь увеличивает статическую ошибку регулирования напряжения генератора, ли- 30

нейная гибкая отрицательная обратная связь снижает скорость нарастания напряжения возбуждения при коротких замыканиях в сети.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является автоматический регулятор возбуждения для синхронного генератора с возбудителем, содержащий измерительный орган напряжения, подключенный к якорю генератора, магнитный усилитель, выход которого соединен с обмоткой возбуждения возбудителя, одна из обмоток управления усилителя соединена с выходом измерительного органа, а другая - с выходом цепочки линейной гибкой обратной связи, вход которой включен на напряжение возбудителя. Это устройство обеспечивает хорошие показатели устойчивости и точности регулироёания j

Однако известное устройство имеет тот недостаток, что положительный эффект в нем достигается путем замедления скорости прохождений всех видов регулирующих воздействий, вызываемых как слабыми, так и сильными возмущениями в сети. Вследствие этого ; выигрьид с точки зрения гашеная самораскачивания, вызываемого

малыми возмущениями, сопровождается существенным ухудшением условий обеспечения устойчивости регулируемого генератора и нагрузки при сильных возмущениях типа короткого замыкания в сети.

Цель изобретения - повышение ус- тойчивости и ув личение точности регулирования .

Поставленная цель достигается тем что в устройство дополнительно введены усилитель и двухполярный ограничитель величины сигнала, включенные последовательно с цепью гибкой линейной обратной связи.

На фиг. 1 представляема блок-схема систе ; регулирования напряжения синхронного генератора с автоматическим регулятором напряжения; на фиг,2 предпочтительный вариант выполнения усилителя с двухполярным ограничителем величины сигнала,

Возбуждение синхронного генератора 1 осуществляется от возбудителя 2 в качестве которого используется генератор переменного тока, через СТРтичеокий выпрямитель 3. Возбудитель имеет последовательную обмотку 4 возбуждения и две независимые обмотки 5 и 6 возбуждения, .создающие МДС, направленные одна согласно, другая встречно МДС последовательной обмотки возбуждения возбудителя. К этим обмоткам подключены выходы автоматического регулятора 7 возбуждения, который подключен к измерительным трансформаторам напряжения 8 и тока 9 синхронного генератора и на которой подается напряжение от источника практически неизменного напряжени подвозбудителя 10 находящегося на одном валу, с возбудителем 2. В цепи канала напряжения автоматического регулятора имеется установочный автотрансформатор 11. Измерительный орган 12 автоматического регулятора состоит из блока 13 фазового компаундирования, линейного 14 и нелинейного 15 элементов, токи выхода которых определяются величиной напряжени синхронного генератора с коррекцией по величине и фазе тока статора. Автоматический регулятор имеет два выходных магнитных усилителя 16 и 17, первый из которых подключен к согласно включенной, второй - к противоположно включенной обмоткам возбуждения возбудителя. Силовое питание магнитных усилителей осуществляется от подвозбудителя, Гк обмоткам управления усилителей подключены выходы, измерительного органа, а также 18 нелинейной гибкой отрицательной обратной связи по напряжению возбудителя и. блока 19 ограничения потолка форсирЬвки, состоящего из промежуточного трансформатора 20, подключенного к напряжению возбудителя

и измерительного органа с выходным усилителем .,21. На управлякндий вход звена нелинейной гибкой обратной связи подается через трансформатор 20 Напряжение возбудителя, а силовое питание этого звена производится через трансформатор 22 напряжением от подвозбудителя.

Цепь нелинейной гибкой отрицательной обратной связи 18 состоит из составного транзистора 23, включенного в плечо мостовой схемы, три других плеча 24, 25, 26 которой представляют собою резисторы. Одна из диагоналей моста представляет собой выходную цепь звена,которая подключается к обмоткам управления магнитных усилителей 16 и 17 автоматического регулятора возбуждения, ко второй диагонали моста подключен выход выпрямителя 27, на который через трансформатор 22 подается напряжение от подвозбудителя 10. С помощью цепи смещения, состояще из резистора 28, стабилитрона 29 и резистора 30, производится балансировка мостовой схемы, т.е. выставляется нулевое значение выходного тока при нулевом входном сигнале.

Входным элементом цепи обратной связи является выпрямитель 31, на которой подается напряжение возбудителя через промежуточный трансформатор 20.

Конденсатор 32, являющийся элементом цепи линейной обратной связи, с последовательно включенными резисторами 33, 34 представляет собою звено пассивного дифференцирования, которое выделяет производную входного напряжения

Выход- указанной цепи пассивного дифференцирования подается на вход усилителя, являющегося одним из плеч мостовой схемы. Величиной сопротивлен резисторов, составляющих три других плеча мостовой схемы, определяет,ся необходимый уровень двухполярного ограничения максимальной величины выходного сигнала, которой соответствует полное открытие транзист,ора. Благодаря наличию ограничения характеристика звена гибкой обратной связи имеет резко выраженный излом,т,е, оказывается существенно нелинейной. Коэффициент усиления этого звена в линейной части характеристики изменяется в широких пределах путем изменения коэффициента усиления транзистора при неизменных параметрах активно-емкостного дифференциатора. При .нулевом входном сигнале устанавливается нулевой выходной сигнал звена путем соответствующего подбора параметров цепи смещения транзистбра при заданном соотношении сопротивлений плеч мостовой схемы.

Работа автоматического регулятора возбуждения в обычных режимах не имеет отличий от известных устройств Вустановившемся режиме ток выхода

звена нелинейной гибкой отрицательной обратной связи равен нулю и действие его никак не проявляется. При увеличении напряжения возбудителя через это звено проходит сигнал на магнитные усилители 16 и17 автоматического регулятора возбуждения, направленный на уменьшение возбуждения,При уменьшении же напряжения возбудителя этот сигнал меняет знак - о направлен на увеличение возбуждения. При достаточно большом коэффициенте усиления усилителя цепь гибкой отрицательной обратной связи надежно предотвращает возникновение самораскачивания.

Высокая степень стабилизации системл позволяет принимать большой коэффициент усиления основного канала регулирования, в результате чего обеспечивается уменьшение статической ошибки регулирования, а нелинейность характеристики гибкой обратной связи практически исключает ее отрицательное влияние на бьастродействие системы возбуждения при коротких замыканиях в сети.

Формула изобретения

Автоматический регулятор возбуждения для синхронного генератора с возбудителем содержащий измерительный орган напряжения, подключенный к якорю генератора, магнитный усили-., тель, выход которого соединен с обмоткой возбуждения возбудителя, одна из обмоток управления усилителя соединена с выходом измерительного

0 органа, а другая с выходом цепи гибкой линейной обратной связи, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости и увеличения точности и регулирования, дополни5тельно введены усилитель и двухполярный ограничитель величины сигнала, включенные последовательно с цепью гибкой линейной обратной связи .

0

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1,Веников В,А. и др. Сильное регулирование возбуждения.

М., Энергия, 1963, с. 11,19.

5

2.Авторское свидетельство СССР № 283381, кл. Н 02 Р 9/10, 1969.

игЛ

иг.&.