Устройство для аварийного управления активной мощностью электростанции Советский патент 1980 года по МПК H02J3/24 

Изобретение относится к области электроэнергетики, а именно к устрой ствам противоаварийной автоматики, предназначенным для предотвращения нарушения устойчивости параллельной работы станций и энергосистем в случае возникновения повреждений в энер госистеме . Известны устройства управления активной мощностью, содержащие пусковые органы, исполнительные органы и блок расчета дозировки управляющих воздействий (блок определения величи ны аварийной разгрузки), определяемых по параметрам доаварийного режима и подаваемых на исполнительные ор ганы для предотвращения, устойчивости параллельной работы энергосистем Ни 2. Однако в этих установках расчет дозировки для всех фиксируе. повреждений осуществляется на основании предварительно проведенных расчетов устойчивости в зависимости от величи ны исходного возмущения, что не учитывает характера переходного процесса, предъявляет очень высокие требования к точности измерения возмущаю.щего БО дс Ястпия и тем самым снижает эффективность и надежность аварийного управления. Наиболее близким по технической сути к изобретению является устройство для аварийного управления активной мощностью электростанции f3j. Известное устройство формирует управляющее воздействие в виде последовательности прямоугольных импульсов, величина и длительность которых определяется характером переходного процесса. Устройство содержит датчик скорости вращения генератора, выход которого связан со входом арифметического блока выделения скольжения, дифференциатор и генератор, вход каждого из которых подключен к выходу арифметического блока выделения скольжения, блок выделения и сглаживания модуля ускорения, вход которого подключен к выходу дифференциатора, функциональные преобразователи, вход одного из которых подключен к выходу арифметического блока выделения скольжения, вход второго - к выходу генератора, а выходы каждого из функциональньтх преобразователей и дифференциатора подключены ко входам с мматора-определителя знака, выход которого подключей ко входу логического блока, в цепь обратной связи которого включен .ограничитель напряжения, ко входу которого подключен выход блока выделения и сглаживания модуля ускорения; выход логического блок соединен с первым входом блока сравнения и со входом анализатора фронтов управляю-щих импульсов, один выход которого подключен к управляющему входу управляемого переключателя, включенного между выходом экспоненциальных сигналов источника стандартных сигналов и вторым входом блока сравнения,выход которого связан с первым входом исполнительного блока, второй выход анализатора фронта управлякедих импульсов связан с управляюцим входом управляемого переклк чателя, включенного между выходом прямоугольных сигналов источника стандартных сигналов и вторым входом исполнительного блока.

Таким образом, известное устройство, формируя при возникновении аварии управляющее воздействие в виде импульсов прямоугольной формы, обеспечивает .необходи иие скорости изменения выходного сигнала как при подаче, так и при снятии управляющего воздействия.

Однако в силу значительного количества электронных элементов и связей между ними, характерного для данного устройства, его аппаратная Нсщежность является достаточно низкой, в результате чего не исключается возможность подачи на исполнительные органы объекта ложного управляющего сигнала, сформированного при выходе из строя одного или нескольки составных элементов устройства.

Цель изобретения - повышение надежности устройства путем исключения возможности подачи на исполнительные органы ложного управляющего воздействия и обеспечения автоматического контроля функционирования устройства.

Эта цель достигнута, в устрюйстве для аварийного управления активной мощностью электростанций, содержащем датчик скорости вращения генератора, выход которого связан со входом арифметического блока вьаделения скольжения, дифференциатор и генератор, выход каждого из которых подключен к выходу арифметического блока выделения скольжения, блок выделения и сглаживания модуля ускорения, вход которого подключен к выходу дифференциатора, функциональные преобразователи, -вход одного из которых подключен к выходу арифметического блока вьаделения скольжения, вход другого к выходу интегратора, а выходы каждого из функциональных преобразователей и дифференциатора подключены ко входам сумматора-определителя знака

выход которого подключен ко входу логического блока, в цепь обратной связи которого включен ограничитель напряжения, ко входу которого подключе выход блока выделения и сглаживания модуля ускорения; выход логического блока соединен с первьм входом блока сравнения и со входом аигшизатора фронтов управляющих импульсов,один выход которого подключен к управляющему входу управляемого переключателя, включенного между выходом экспоненциальных сигналов источника стандартных сигналов и вторьял входом блока сравнения, выход которого связан с первым входом исполнительного блока} второй выход анализатора фронтов управлякядих импульсов связан с управляющим входом управляквцего. переключателя, включенного между выходомпрямоугольных сигналов источника стандартных сигналов и вторым входом исполнительного блока.

Новым в устройстве является то, что око снабжено датчиком электромагнитной мощности, пусковым блоком/ эталонным блоком и шестью дополнительными управляемыми переключателями, а блок стандартных сигналов дополнен источником пилообразного напряжения, причем между выходом блока сравнения и первым входом исполнительного блока включены последовательно соединенные первый и второй дополнительные управляемые переключатели к выходу блока сравнения чет рез третий дополнительный переключатель подключен вход эталонного блока и через первый дополнительный управляемый переключатель - вход пускового блока , ко второму входу которого подключен выход датчика электромагнитной мсмцности выход эталонного блока соединен с управляющим входом второго дополнительного переключателя} между датчиком скорости и арифметическим блоком выделения скольжения включен четвертый дополнительный управляемый переключатель между выходом пилообразного напряжения источника стандартных сигналов и входом арифметического блока выделения скольжения включен пятый дополнительный управляемый переключатель,а между выходом анализатора фронтов управлякяцих импульсов и управляющим входом управляемого переключателя, включенного между выходом прямоугольных сигналов источника стандартных сигналов и вторым входом исполнительнего блока, включен шестой дополнительный управляемый переключатель, при этом управляющие входы первого, четвертого и шестого дополнительных управляемых переключателей подключены к первому выходу пускового блока, а входы третьего и пятого дополнительных управляемых переключателей подключены ко второму выходу пускового ,блока. На чертеже предстгшлена блок-схе ма устройства согласно изобретению. В этом устройстве датчик 1 скоро ти подключен через управляемый пере ключатель 2 к одному из входов ариф h4eTH4ecKoro блока 3, второй вход ко торого через управляемый переключатель 4 соединен с каналом имитирующего напряжения источника 5 стандарт ныж. сигналов, а выход - со входамидифференциатора 6, интегратора 7, функционального преобразователя 8. С выходом интегратора 7 соединен вход функционального преобразователя 9, выход которого наряду с выходами диф ференциатора 6 и функционального пре образователя 8 подключен к входам сумматора-определителя знака 10. Вто рой выход дифференциатора 6 связан со входом блока 11 выделения и сглаживания модуля ускорения, выход которюго соединен с ограничителем 12 напряжения. Ограничитель 12 напряжения включен в обратную связь выходного логического блока 13, вход кото рого. соединен с выходом сумматораопределителя знака 10. Выход логнчес кого блока 13 включен на первый вход блока 14 сравнения и на вход анализатора 15 фронтов управляющего сигнала, который одним из своих выхо дов подключен к управляющему входу переключателя 16, а вторьм - через переключатель 17 к управляющему входу переключателя 18. Второй вход блока 14 сравнения соединен через переключатель 16 с каналом экспоненциальных сигналов источника 5 стандартных сигналов. Выход блока 14 сравнения соединен, во-первых, через переключатель 19 с первым входом пускового блока 20, второй вход которого подключен к выходу датчика 21 электромагнитной мощности, а выходы подключены к управляющим входам переключателей 2, 17, 19 (первый выход) и к управляющим входам переключателей 4, 22 (второй выход).Кроме того, выход блока 14 сравнения че рез переключатель 22 соединен со вхо дом зталонного блока 23, выход которого -подключен к управляющему входу переключателя 24, а также выход блока 14 через переключатели 19, 24 соединен с первым входом исполнитель ного блока 25, ко второму входу кото Еюго через переключатель 18 подключен выход канала прямоугольных импульсов источника 5 стандартных сигналов . Работа устройства осуществляется следующим образом. В исходном состоянии (нормальный режим работы турбоагрегата) переключатели 2, 16, 17, 18, 19 находятся в разомкнутом положении. Таким образом, выхол датчика 1 скорости отключен от входа арифметического блока 3, выход блока 14 сравнения отключен от входа пускового блока 20 и от входа исполнительного блока 25, выходы канала прямоугольных импульсов и канала экспоненциальных сигналов источника 5 стандартных сигналов отключены от входа блока 14 сравнения и от второго входа исполнительного блока 20. При этом переключатели 4 и 22, управляемые от второго выхода пускового блока 20, замкнуты и таким образом, выход канала пилообразного напряжения источника 5 стандартных сигналов подключен к входу арифметического блока 3, а выход блока 14 сравнения подключен к входу эталонного блока 23. Следовательно,имитирующий пилообразный сигнал поступает на вход арифметического блока 3 и обрабатывается всеми элементами устройства. Выходной сигнал блока 14 сравнения поступает в эталонный блок 23, где сравнивается с заранее определенной величиной эталонного сигнала. При величине выходного сигнала эталонного блока 23, лежащей в определенной зоне вокруг нулевого значения, что свидетельствует о нормальной работе устройства, выходной сигнал блока 23 переводит переключатель 24 в замкнутое состояние, тем самым готовя цепь прохождения управляххчего сигнала на вход исполнительного блока 25. Но поскольку переключатели 19 и 18 находятся в разомкнутом положении, то сигналыв режиме автоматического контроля ни на один вход исполнительного блока не проходят. При отклонении от нуля выходного сигнала эталонного блока 23 на величину большую заданной, что характеризует неисправность одного или нескольких элементов устройства, переключатель 24 находится в разомкнутом положении и блок 23 выдает звуковой или световой сигнгш для эксплуатационного персонала. Допустим, по результату контроля работы устройства в доаварийном режиме переключатель 24 эгиикиут. При возникновении аварийного возмущения, например, при сбросе электромагнитной мощности на одной -из отходящих от станции линий, по сигналу, пропорциональному отклонению мощности, пусковой блок 20 формирует командные сигналы на разьикание переключателей 4 и 22 и на зги-мкание 2, 17, 19. Таким образом, имитиру; 1дий сигнал отключается от входа арифметического блока 3, а на его вход поступает сигнал, пропорциональный скорости вращения ротора генератора в переходном процессе на основании которохо на выходе логического блока 13 формируется управляющиП сигнал на разгрузку турбины, подаваемый в блок 14

и анализатор 15. Выходной сигнал блока 13, сравниваясь в блоке 14 с нулевым значением второго входного сигнала (экспоненциальный выход источника 5 отключен переключателем

16от второго входа блока 14), поступает через переключатели 19 и 24 на первый вход исполнительного блока 25 Одновременно в анализаторе 15 формируют командный сигнал переключателю 18 на подключение (переключатель

17уже замкнут) канала прямоугольных импульсов источника 5 ко второму входу исполнительного блока 25. Таким образом, при возникновении аварийной ситуации при положительном результате автоматического контроля функционирования устройства в доаварийном режиме, на исполнительный блок органов аварийной разгрузки поступают основной управляющий сигнал и корректирующий его прямоугольный импульс, длительность которого определяется временем нарастания основного управляющего сигнала. Снятие корректирующего импульса и подача экспоненциально убывающего сигнала производится аналогично известному устройству.

При отрицательном результате автоматического контроля функционирования устройства (неисправность одного или нескольких элементов устройства) в аварийной ситуации на вход исполнительного блока 25 подается только корректирующий импульс, формируемый одним источником стандартных сигналов.

По окончании переходного процесса (при равенстве выходного сигнала блока 14 сравнения нулю) нулевой сигнал, приходящий на второй вход пускового блока 20, формирует командные сигналы на размыкание переключателей 2, 17, 19 и на замыкание переключателей. 4 и 22, возвращая устройство в описанный выше исходны режим автоматического контроля функционирования.

Таким образом, введение в устройство датчика электромагнитной мощности, пускового устройства, эталонного блока и шести дополнительных переключателей обеспечивает автоматический контроль функционирования устройства аварийного управления и исключает возможность подачи ложного управляющего сигнала на исполнительный блок аварийной разгрузки станции, что повышает надежность и эффективность аварийного управления активной мощностью электростанций.

Формула изобретения

Устройство для аварийного управления активной мощностью электростанции, содержащее датчик скорости вращения генератора, выход которого

связан со входом арифметического блока вьзделения скольжения, дифференциатор и интегратор, вход каждого из которьж подключен к выходу арифметического блока выделения скольжения, блок выделения и сглаживания модуля ускорения, вход которого подключен к выходу дифференциатора, функциональные преобразователи, вход одного из которых подключен к выходу арифметического блока выделения скольжения, вход второго - к выходу интегратора, а выходы каждого из функциональных преобразователей и . дифференциатора подключены ко входам сумматора-определителя знака, выход которого подключен ко входу логического блока, в цепь обратной связи ко торого включен ограничитель напряжения, ко входу которого подключен выход блока выделения и сглаживания модуля ускорения выход логического блока соединен с первым входом блока сравнения и со входом анализатора фронтов управляющих импульсЬ, один выход которого подключен к управляющему входу управляемого переключателя, включенного между выходом экспоненциальных сигналов источника стандартных сигналов и вторым входом блока сравнения, выход которого связан с первым входом исполнительного блока, второй выход анализатора фронтов управляющих импульсов связан с управляющим входом управляемого пере ключателя, включенного между выходом прямоугольных сигналов источника стандартных сигналов и вторым входом исполнительного блока, отличаю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности путем исключения возможности подачи на исполнительный орган ложного управляющего воздействия и обеспечения контроля функционирювания устройства, оно снабжено датчиком электромагнитной мощности, пусковым блоком, эталонным блоком и шестью дополнительными управляемыми переключателями, а блок стандартных сигналов дополнен источником пилообразного напряжения, причем между выходом блока сравнения и первым вхо дом исполнительного блока включены последовательно соединенные первый и второй дополнительные управляемые переключатели, к выходу блока сравнения через третий дополнительный пе реключатель подключен вход этгьпонного блока и через первый дополнительный управляемый переключатель - вход пускового блока, ко второму входу ко торого подключен датчика элект ромагнитной мощности, выход эталонно го блока соединен с управляющим входом второго дополнительного переключателя, между датчиком скорости и арифметическим блоком выделения скольжения включен четвертый дополни тельный управляемый переключатель.

между выходом пилообразного напряжения источника стандартных сигналов и входом арифметического блока вьщеления скольжения включен пятый дополнительный управляемый переключатель, а между выходом анализатора фронтов управляющих импульсов и управляющим входом управляемого переключателя, включенного между выходом прямоугольных сигнгшов источников стандартных сигнёшов и вторым входом исполнительного блока, включен шестой дополнительный управляемый переключатель, при этом управляющие входы первого, четвертого и шестого дополнительных

управляемых переключателей подключены к первому выходу пускового блока а входы третьего и пятого дополнительных управляемых переключателей подключены ко второму выходу пускового блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 248041, кл. Н 02 J 3/24, 1966.

2.Авторское свидетельство СССР 532151, кл. Н 02 J 3/24, 1974.

3.Авторское свидетельство СССР по заявке 2603576/24-07,

кл. Н 02 J 3/24, 1978.