Устройство для измерения угла вылета ротора синхронного генератора Советский патент 1981 года по МПК H02J3/24 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА ВЫЛЕТА РОТОРА СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА

I

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве быстродействующего измерительного органа противоаварийной автоматики энергосистем для измерения угла вылета ротора синхронного генератора в динамическом режиме.

Известен измерительный орган, входящий в состав релейного устройства для ресинхронизации синхронного генератора, состоящий из датчика скорости вращения генератора, блока измерения угла вылета, вьшол- ненного в виде дифференциальнобалансной усилительной схемы, одно плечо которой подключено к датчику скорости через Т-образный фильтр, а другое через запоминающий блок, выполненный в виде интегрирующей цепочки, составленной из активного сопротивления и конденсатора 1 .

Недостатком известного устройства является невысокая точность измерения угла вылета ротора синхронного генератора вследствие того, что частота шин бесконечной мощности, величина которой необходима для измерения относительного приращения угла вылета, моделируется на основе 5 среднего значения частоты ЭДС контролируемого генератора перед аварией за какой-либо период осреднения.

Наиболее близким по технической

10 сущности к заявляемому устройству является устройство для измерения динамического изменения угла вылета ротора синхронного генератора, состоящее из датчика скорости вращения

15 генератора, блока автоматического управления, ко входу которого подключен датчик скорости вращения генератора, высокочастотного генератора импульсов, блока измерения угла выМлета, соединенного с выходом блока автоматического управления и высокочастотным генератором импульсов, запоминающего блока, содержащего об3разцовый и сравнивающий счетчики импульсов, счетные входы которых соединены с высокочастотным генератором импульсов, а управляющие - с блоком автоматического управления, и элемента сравнения, к двум входам которого подключены выходы образцового и сравнивающего счетчиков импульсов и его выход соединен с блоком автоMaTFf4ecKoro управления и с управляющим входом сравнивающего счетчика Г2 Одггако в известном з стройстве частота шик бесконечной мощности моделируется на основе первого целого полупериода после поступления сиг нала об аварии от релейной защиты. Изменение частоты ЭДС генератора в т чение первого целого полупериода. После начала аварии незначительно, и погрешность моделирования частоты щин бесконечной мощности невелика, однако эта погрешность увеличивается пропорционально времени работы устройства. Необходимо также учесть то, что от релейной защиты генератора сигнал приходит с запаздыванием, поэтому погрешность моделирования частоты шин бесконечной мощности увеличивается еще больше, что снижает точность измерения угла вылета, Цель изобретения - повышение точ ности измерения угла вьшета ротора синхронного генератора. Поставленная цель достигается те что в известном устройстве для изме рения динамического изменения угла вылета ротора синхронного генератора, состоящем из датчика скорости вращения генератора,блока автомати ческогс угфавления, к входу которог подключен датчик скорости вращения генератора, высокочастотного генера тора и шyльcoв5 блока измерения угла вьшета, соединенного с выходом блока автоматического управления и высокочастотным генератором импульс запоминающего блока, содержащего элемент сравнения, подключенный к входу блока автоматш-iecKoro управле ния счетчик, счетный вход которого соединен с высокочастотным генератором Штульсов, управляющий - с бл ком автоматического управления и элементов сравнения, а выход счетчи ка - с первым входом элемента сравнения, согласно изобретению, запоми наюЕций блок имеет блок хранения информации, состояигий из носледовательно соединенных регистров, входы которых связаны с блоком автоматического управления, причем выход блока хранения информации подключен ко второму входу элемента сравнения, а его вход соединен со счетчиком. На чертеже приведена блок-схема предложенного устройства. Устройство имеет датчик 1 скорости вращения генератора, выполненный, например, в виде синхронного тахогенератора, установленного на валу генератора, блок 2 автоматического управления, ко входу которого подключен датчик I скорости вращения генератора, высокочастотный генератор 3 импульсов, запоминающий блок 4, служащий для заломинания частоты энергоприемной системы до аварии, блок 5 измерения угла вылета, к входам которого подключены блок 2 автоматического управления и высокочастотный генератор 3 импульсов. Запоминающий блок 4 состоит из элемента 6 сравнения, счетчика 7, счетный вход которого соединен с высокочастотным генератором 3, управляющий - с блоком 2 автоматического управления и элементом 6 сравнения, а выход счетчика 7 с первым входом элемента 6 сравнения и с блоком 8 хранения информации, вьшолненным в виде например, трех последовательно соединенных регистров у-П, входы которых подключены к блоку 2 автоматического управления. Вы-, ход блока 8 хранения информации подключен ко второму входу элемента 6 сравнения. Выход элемента 6 сравнения соединен с блоком 2 автоматического управления. Устройство работает следующим образом. Напряжение с датчика } скорости подается в блок 2 автоматического управления, где оно выпрямляется, ограничивается по амплитуде и проходит через нуль-орган, в результате чего в момент прохождения ЭДС генератора через нуль вырабатываются импульсы с частотой, равной удвоенной частоте ЭДС генератора. Время между двумя соседними импульсами представляет собой длительность полупериода ЭДС генератора. До поступления в блок 2 автоматического управления разрешающего сигнала от релейной защиты блок 6 сравнения и блок 5 измерения угла вьшета вьщают нулевые сигналы. а счетчик 7 производит счет импульсов, поступающих от высокочастотног генератора 3, Блок 2 автоматического управления производит сброс показаний счетчика 7 в моменты прохож дения напряжения с датчика 1 скорости через нуль. Таким образом, счет чик 7 измеряет каждый полупериод сигнала с датчика 1 скорости количе ством импульсов N. После окончания измерения очередного полупериода по команде от блока 2 автоматического управления производится передача за писанного в счетчике 7 числа N в блок 8 хранения информации и стирание показаний счетчика 7, чем обеспечивается готовность счетчика к зя писи следующего числа. Число N счет чика 7 записьшается в блок 8 в первом по счету из последовательно сое диненных регистров 5, при этом число, записанное ранее в регистре 9, по сигналу с блока 2 передается в регистр 10, а число, ранее записанное в регистре 10, передается в регистр 11, т.е. осуществляется после довательная передача чисел из одног регистра в другор. Таким образом, . в регистре 11 постоянно находится число, соответствующее полупериоду, проследовавшему за три полупериода до того, который в данный момент за писывается в счетчике 7. При аварии в энергосистеме, выявляемой релейной защитой, разрещающий сигнал от релейной защиты посту пает в блок 2 автоматического управления. Блок 2 дает сигнал на работу элемента 6 сравнения, и с этого момента импульсы на управляющие входы счетчика 7 и блока 8 от блока 2 боль ше не поступают, т.е. в регистрах блока 8 хранения информации смены чисел не происходит до конца переходного процесса. В регистре 11 при этом остается записанным число NQ, соответствующее полупериоду, который проследовал за три полупериода до-того, во время которого произощла авария. Этот полупериод Toll соответствующийчислу Ng и записанный в регистре 11, принимается в дальнейшем за образцовый и на основании его длительности формируется частота fj, шин бесконечной мощности. Это происходит следующим образом. Как только в счетчике 7 записывается число NQ, и числа в счетчике 7 и регистре II становятся одинаковыми, элемент 6 сравнения выдает импульс на сброс в счетчике 7, и последний начинает считать сначала до набора числа N.,. На выход элемента 6 сравнения .; поступают импульсы с частотой 2, частота которых в блоке 2 автоматического управления делится на два, И на выход блока 2, соединенный с блоком 5 измерения угла вылета, поступают сигналы с частотой f, , соответствующей частоте шин бесконечной мощности. Аналогич1тым образом в блоке 2 происходит деление частоты 2 f сигналов, поступающих от датчика 1 скорости после аварий, на два, и на выходе блока 2, соединенном с блоком 5 измерения угла вылета, появляются импульсы с частотой f, соответствующей изменяющейся частоте ЭДС генератора после аварии. В случае, если после начала аварии контролируемый генератор начинает разгоняться, частота его ЭДС увеличивается, поэтому полупериод ЭДС генератора заканчивается раньше, чем образцовый полупериод, и на вход блока 5 измерения угла вылета поступает сигнал с частотой f раньше, чем сигнал с частотой fp. Угол вылета ротора (f измеряется числом импульсов генератора 3, поступивших на вход блока 5 измерения угла вылета за время между приходом сигнала с частотой f и сигнал с частотой fp . Величина угла cf записьшается в блоке 5 измерения, выполненного в виде счетчика, в двоичном коде, поэтому возможно дальнейшее дифференцирование с помощью арифметических устройств угла cf с целыо получения величины скольжения u2- и ускорения При торможении контролируемого генератора устройство работает аналогичным образом. Угол измеряется числом импульсов генератора, поступивших на вход блока 5 измерения угла, за время между приходом сигнала с частотой и сигнала с частотой f. После окончания переходного процесса и прихода второго сигнала от релейной защиты блок 2 автоматического управления устанавливает все блоки устройства в исходное состояние, устройство готово для работы в следующем измерении.