Способ автоматического регулирования возбуждения синхронного генератора и устройство для его осуществления Советский патент 1981 года по МПК H02P9/10 H02J3/24 

шению синхронной связи генератора с энергосистемой. Автоколебания, возникают после конечного возмущения в энергосистеме, причем условия их воз никновения и развитие в существенной степени зависят с г предшествозавшего режима, характера возмущения, значения К PPJ. в линейной части характеристики канала ГОС и диапазона этой линейной части. При этом компромиссные решения, которые могут быть получены уменьшением К г и раа.иирением диапазона линейной части характеристики канала ГОС, неизбежно приводят к снижению пределов устойчивости.

Цель изобретения - повышение предела динамической устойчивости.

Цель достигается тем, что в способе автоматического регулирования возбуждения синхронного генератора с ислользованием сигнала, пропорционального отклонению напряжения статора от заданного уровня и сигнала гибкой обратной связи, производят кратковременные отключения гибкой обратной связи, причем моменты отключения гибкой обратной связи фиксируют по превышению текущего значения режимного параметра по сравнению с запоминаемым экстремальным значением того же параметра, а момент включения гибкой обратной связ определяют по отсутствию отклонения режимного параметра от установившегося стационарного значения.

Устройство для автоматического регулирования возбуждения синхронного генератора, содержащее автоматический регулятор возбуждения (АРВ) и блок гибкой обратной связи (ГОС) по напряжению ротора, снабжено двумя датчиками режимных параметров, блоком запоминания экстремальных значений режимного параметра, управляемым ключом с двумя управляющими входами и блоком фиксации отклонения режимного параметра от установившегося значения, при этом выход блока ГОС подключен ко входу АРВ через нормально замкнутый управляемый ключ, к размыкающему входу которого подключен выход блока запоминания экстремальныхзначений режимного параметра, а к замыкающему входу - выход блока фиксации отклонения режимного параметра, вход блока фиксации отклонения режимного параметра подключен на выход одного из датчиков режимного параметра, а выход- другого датчика режимного параметра подключен на вход блока запоминания экстремальных значений режимного параметра.

На чертеже представлена блок-схема устройства для автоматического регулирования возбуждения синхронного генератора .

Устройство содержит датчики 1 и 2 режимных параметров, блок 3 запоминания экстремального значения режимного параметра, управляемый ключ 4,

блок 5 гибкой обратной связи, автоматический регулятор 6 возбуждения и блок 7 фиксации отклонения режимного параметра.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии ключ замкнут, выход блока ГОС 5 подключен ко входу АРВ.

С выхода датчика 1 сигнал, пропорциональный режимному параметру П, поступает на вход блока 3 запоминания экстремального значения, в котором происходит запоминание экстремального значения режимного параметра и сравнение этого значения с текущим значением параметра. Сигнал на выходе блока 3 появляется только в те моменты времени, когда текущее значение режимного параметра превышает ранее запомненное значение экстремума. При работе устройства в установившемся режиме в блоке 3 запоминается некоторое значение режимного параметра Щ , величина которого определяется нестационар-ными малыми колебаниями в энергосистеме .

При возникновении в энергосистеме возмущения, приводящего к увеличению параметра- П до величины П 7 ° / на выходе блока 3 появляется сигнал, который поступает на разгллкаю1иий управляющий вход ключа 4 и вызывает размыкание этого ключа. Размыкание ключа 4 разрывает цепь гибкой обратной связи АРВ, сигнал с выхода блока 5 перестает поступать на вход автоматического регулятора 6 возбуждения.

Сигнал с выхода датчика режимного параметра п поступает на «ход блока 7 фиксации отклонения режимного па-раметра, где определяется отклонение режимного параметра П. от установившегося стационарного значения. На выходе, блока 7 появляется сигнал, когда величина П, стс новится равной нулю. Сигнал с выхода блока 7 поступает в замыкающий управляющий вход ключа 4 и вызывает замыкание цепи ГОС.

Размыкание ключа 4 и отключение блока ГОС приводит к повышению быстродействия системы возбуждения в начальной фазе переходного процесса, что обеспечивает быстрое форсирование возбуждения генератор-а.

Период времени работы АРВ без сигнала ГОС зависит от характера переходного процесса. В течение всего времени, пока имеет место отклонение режимного параметра Пд от его значения в установившемся режиме, ре гулнрование осуществляется с малой постоянной времени.

При достижении в переходном процессе режимным параметром П, экстремального значения в блоке 3 пpoиcxoJJ дит запоминание нового экстремума П

В случае, если в процессе дальнейших качаний значение параметра nf превзойдет величину П , последует новое размыкание ключа 4 с последующим замыканием при очередном проходе о.тклонения параметра П через нулевое значение. Блок 3 запоминания экстремальных значений имеет цепь разряда, обеспечивающую с заданной постоянной времени порядка 10 с, снижение сигнала запоминания до нуля. В качестве режимньлх параметров П и rij в зависимости от схемы электростанции и энергосистемы может приниматься один общий параметр, например напряжение -ротора синхронного генератора, или различные параметры, например в качестве П - напряжение на шинах станции, в качестве ГТ -напряжение ротора генератора. При использовании способа и устройства, реализующего этот способ, обеспечивается в установившихся режимах регулирование возбуждения с постоянной времени регулятора, величина которой выбирается по условиям обеспечения максимального уровня статичес кой устойчивости при заданных коэффициентах усиления по каналу отклонения напряжения; в переходном режиме в начальной его фазе регулирование возбуждения с малой постоянной времени. Таким образом, представляется возможность разделить требования к параметрам АРВ по условиям УСТОЙЧИВОСТИ установившегося режима и условиям обеспечения максимального использования системы возбуждения в начальной фазе переходного процесса, чем обеспе чивается эффективность регулирования возбуждения синхронного генератора, как в установившихся, так и в переход ных режимах и повышение пределов динамической устойчивости. Формула изобретения 1. Способ автоматического регулирования возбуждения синхронного генератора с использованием сигнала, пропорционального отклонению напряжения статора от заданного уровня и сигнала гибкой обратной связи, отличающийся тем, что, с целью повышения предела динамической устойчивости, производят кратковременные отключения гибкой обратной связи, причем момент отключения гибкой обратноп связи фиксируют по превышению текущего значения режимного параметра по сравнению с запоминаемым экстремальным значением того же параметра, а момент включения гибкой обратной связи определяют по отсутствию отклонения режимного параметра от установившегося стационарного значения. 2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержа1цее автоматический регулятор возбуждения и блок гибкой обратной связи по напряжению ротора, отличающееся тем, что, с целью повышения предела динамической устойчивости, устройство снабжено двумя датчиками режимных параметров, блоком запоминания экстремальных значений режимного параметра, управляемым ключом с двумя управляющими входами и блоком фиксации отклонения режимного параметра от установившегося значения, при этом выход блока гибкой обратной связи подключен ко входу автоматического регулятора через нормально замкнутый управляемый ключ, к размыкаю1чему входу которого подключен выход блока запоминания экстремальных значений рюжимного параметра, а к замыкающему входу - выход блока фиксации отклонения режимного параметра, вход блока фиксации отклонения режимного параметра подключен на выход одного из датчиков режимного параметра, а выход другого датчика режимного параметра подключен на вхол блока заломилапия экстремальных значений режимного параметра . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Герценберг Г. Р. Электронноионный регулятор напряжения для машин переменного тока. Электричество 1938, W 4, с. 43-47. 2.Пташкин Л. В., Голов В. М. и др. Результаты работ по исследованию и устранению низкочастотного самораскачивания дальней электропередачи 500 кВ Сургут - Рефта . Тезисы докладов Всесоюзного научно-технического совещания. Вопросы устойчивости и надежности -энергосистем СССР, Алмата, 1979.