Регулятор частоты энергоагрегата Советский патент 1981 года по МПК H02P9/04 H02J3/24 

(54) РЕГУЛЯТОР ЧАСТОТЫ ЭНЕРГОАГРЕГАТА

Изобретение относится к регулированию частоты вргидення энергоагрегатЬв, работающих как на изолированную нагрузку, так и в составе энерго системьЛ Известны регуляторы частоты враще ния энеогоагоегатов,, сопеожащие блок переключения уставок для обеспе-, чения подавления автоколебаний в контуре регулирования частоты, в котором контакт выключателя генератора включает реле, переключакяцее уставки гибкой обратной связи l. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является регулятор частоты энергоагрегата, содержгиций измеритель отклонений регулируемой частоты ат уставки и задатчйк мощности, которые подключены через первый и второй входы формирователя закона регулирования с электрогидравлической следящей системой, через блоки сравнения текущего значения отклонения сигнала с допустимы ми верхними и нижними пределами, через первый и второй одновибраторы, схему совпадения, третий одновибрато .и блок задания уставок регулятора с третьим входом формирователя закон регулирования. Формирователь верхнег предела допустимых отклонений соединен совторым входом блока сравнения текущего значения отклонений сигнала с допустимым верхним пределом, а формирователь нижнего предела допустимых отклонений соединен со вторым входом блока сравнения текущего значения отклонений сигнала с допустимым нижним пределом. В соответствии с сигналами задания по частоте, поступакнцими с выхода измерителя отклонений регулируемой частоты от уставки, а также сигналами с выхода, задатчика мощности, формирователь закона регулирования вырабатывает управлякщее воздействие Y на энергоагрегат. Причем от выбранного значения ycTaisoK регулятор заданного блоком зёодания уставок зависит быстродействие и точность отработки управляющих воздействий, а также область устойчивой работы регулятораt В том случае, когда динамические свойства объекта изменяются настолько, что уставки регулятора уже не могут в новом режиме обеспечить устойчивость, начинают возникать автоколебания в контуре регулирования. Наиболее типичный случай изменения режима - выделение гидростанции на

изолированную нагрузку в результате отключения линии передачи, связывающей станцию с энергосистемой. Признаком развития автоколебательного процесса могут служить знакоперемен,ные отклонения регулируемой величины с амплитудой, превышающей допустимые пределы. Для обнаружения автокол.ебаний текущее значение регулирующего воздействия на энергоагрегат Y постоянно сравнивают в блоках сравнения с допустимыми пределами. При условии превышения величины Y относительно верхнего предела Удоп срабтывает 1-й одновибратор, который формирует импульс регулируемой длительности в пределах от 10 до 100 с

При услЬвии понижения отклонения величины Y ниже установленного нижнего допустимого предела , срабатывает второй одновибратор, который формирует также импульс регулируемой длительности в пределах от 10 до 100 с. Выходы одновибраторов поступают на схему совпадения. Таким образом, если за отклонением с недопустимым значением амплитуды одного знака в пределах 10-100 с последует отклонение с недопустимым значением амплитуды-другого знака, сработает схема совпадения и запустит третий одновибратор, который формирует импульс длительностью 1-10 мин, который, воздействуя на блок задания уставок, производит переключение на уставки, соответствующие меньшему усилению и более эффективному демпфированию 23Недостатком данного регулятора яляется необходимость выбора сигнала для оценки потери -устойчивости энергоагрегата, которым служит упрарляющее воздействие Y, снимаемое с выхода формирователя закона регулирования с электрогидравлической следящей системой. Использование синала направляющего аппарата для оценки потери устойчивости не оправдано тем, что он суммирует в себе воздействия как по каналу регулирования частоты, так и по каналу воздействий по мощности, и колебания его величины могут быть вызваны потребностями диспетчерского управления или выходом из строя станционного регулятора.Существенным недостатком устройства является также возможность случайных срабатываний при формировании сигнала на переключение уставок регулятора частоты сразу после регистрации первого импульса автоколебания. Появление одной пары знакопеременных измерений сигнала направлякщего аппарата может носить случайный характер, либр являться следствием управляющих сигналов по мощности и не свидетельствовать еще о потере утойчивости энергоагрегата и о наале развития автоколебательного роцесса. Преждевременное и неоправанное переключение уставок регуляора частоты оказывает отрицательое влияние на качество регулироваия частоты и является крайне нежеательным,

Целью изобретения является повыение надеж«ости и стабильности раоты энергообъекта в различных ежимах его работы и в условиях внезапной смены этих режимов.

Указанная цель достигается тем, что регулятор частоты, имеющий заатчик мощности, измеритель отклонений регулируемой частоты от уставки, блок задания уставок регулятора, формирователь закона регулирования и формирователя верхнего и нижнего пределов допустимых отклонений с соответствующими схемами сравнения этих пределов с текущим значением откчонений, введены триггер регистрации автоколебаний, блок задания допустимой частоты автоколебаний и блок сравнения частоты автоколебаний, причем выход измерителя отклонений регулируемой частоты от уставки соединен через второй вход блока сравнения текущего значения сигнала с допустимым верхним пределом отклонения с единичным установочным входом триггера регистрации автоколебаний, а через второй вход блока сравнения текущего значения сигнала с допустимым нижним пределом отклонения соединен с нулевым установочным входом триггера регистрации автоколебаний. Первый вход блока сравнения частоты автоколебаний с допустимым значением соединен с выходом триггера регистрации автоколебаний, второй вход г с выхода блока заданий допустимой частоты автоколебаний, а выход подсоединен к блоку задания уставок регулятора частоты.

На чертеже изображена блок-схема регулятора частоты.

Устройство содержит задатчик мощности, измеритель 2 отклонений регулируемой частоты от уставки, блок 3 задания уставок регулятора частоты формирователь 4 закона регулирования с электрогидравлической следящей системой, формирователь 5 верхнего предела допустимых отклонений, формирователь б нижнего предела допустимых отклонений, блок 7 сравнения текущего значения отклонений сигнала с допустимым верхним пределом, блок 8 сравнения текущего значения отклонений сигнала с допустимым нижним пределам, триггер 9 регистрации автоколебаний, блок 10 задания допустимой частоты автоколебаний, блок 11 сравнения частоты автоколебаний с допустимым значением.

Задатчик мощности 1, измеритель отклонений регулируемой частоты от

уставки 2 и блок задания уставок регулятора 3 соединены со входами формирователя закона регулирования с электрогидравлической следящей системой 4. Формирователи верхнего 5 и нижнего 6 пределов допустимых отклонений сигнала соединены с первыми входами блоков сравнения текущего значения отклонений сигнала с допустимым верхним 7 и с допустимым, нижним 8 пределом. Выход измерителя отклонений регулируемой частоты от уставки 2 соединен через второй вход блока сравнения текущего значения сигнала с допустимым верхним пределом отклонений 7 с единичным установочным входом триггера автоколебаний 9, а через второй установочный вход блока сравнения текущего значения сигнала - с допустимым нижним пределом 8 с нулевым установочным входом триг-гера регистрации автоколебаний 9.

Первый вход блока сравнения частоты автоколебаний с допустимым значением соединен с выходом триггера регистрации автоколебаний, второй вход - с выходом блока задания допустимой частоты автоколебаний, а выход подсоединен к блоку заданий уставок регулятора частоты. При потере устойчивости регулятора частоты по той или иной причине в системе регулирования начинают развиваться автоколебания частоты. Признаком развития автоколебательного процесса являются повторяющиеся знакопеременные отклонения част-оты. Выход измерителя отклонений частоты 2 поступает на блоки 7 и 8 сравнения текущего значения сигнала с допустимыми пределами. Блоки 5 и 6 формируют соответственно допустимую величину верхнего и нижнего предела отклонения частоты. В случае превышения отклонения частоты сети относительно верхнего предела схема сравнения 7 вырабатывает сигнал, по которому триггер 9 устанавливается в единичное состояние. В случае понижения частоты и перехода амплитуды отклонения частоты ниже нижнего предела схема сравнения 8 вырабатывает сигнал, по которому триггер 9 устанавливается в нулевое состояние. Частота переключения триг-тчэра 9 регистрируется блоком 11 н сравнивается в нем с допустимой частотойавтоколебаний, величина которой задается блоком 10. При условии превышения частоты переключения триггера 9 относительно установленного блоком 10 допустимого значения, схема сравнения- 11 вырабатывает сигнал на переключение уставок регулятора. Новые уставки регулятора частоты соответствуют меньшему усилению и меньшему быстродействию регулятора, за счет чего восстанавливают устойчивость в контуре регулирования частоты.

Поскольку режим автоколебаний чрезвычайно опасен для энергетики, (Вопрос создания средств обнаружения

автоколебаний и их подавления имеет большое значение. В предлагаемом изобретении с целью повышения на0дежности осуществлена защита переключения уставок от случайных колебаний частоты, Переключение уставок регулятора частоты происходит толь,ко при действительном начале разви5тия автоколебательного процесса,что обеспечивает более точное соответствие значений уставок частоты существующему режиму работы энергоагрегата и, следовательно, более вы0сокие экономические показатели регулирования.

Формула изобретения

5

Регулятор частоты энергоагрегата содержащий задатчик мощности, измеритель отклонений регулируемой частоты от уставки и блок задания уставок регулятора, соединенные со входами формирователя закона регулирования с электрогидравлической следящей системой, формирователи верхнего и нижнего предела допустимого отклонения сигнала, соответст5венно соединенные со входами блоков сравнения текущего значения отклонений сигнала с допустимым верхним и с допустимым нижним пределом, отличающийся тем, что,

0 с целью повышения надежности и стабильности, регулятор снабжен триггером регистрации автоколебаний, блоком задания допустимой частотыавтоколебаний и блоком сравнения частоты автоколебаний с допустимый

5 значением, причем выход измерителя отклонений регулируемой частоты от уставки соединен через второй вход / блока сравнения текущего значения сигнала с допустимым верхним пределом

0 отклонения с единичным установочным входом триггера регистрации автоколебаний, а через второй вход блока сравнения текущего значения сигнала - с допустимым нижним пре5делом отклонения с нулевым установочным входом триггера регистрации автоколебаний, выход которого подсоединен к первому входу блока сравнения частоты автоколебаний с допустимым значением, второй вход

0 блока сравнения автоколебаний подсоединен к блоку задания допустимой частоты автоколебаний, а выход к блоку заданий уставок регулятора частоты.

5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Пивоваров В.П. Проектирование и расчет систем регулирования гидротурбин, М., 1 и1шииостроение,с.215. 2в 2, Проект фирмы Woodward для ГЭС Сайти-1, черт. 9970-350, 1967. Bulletin 07058 Woodward covernor company, USA, Electric Covernor for HydraultcTurblnes