Астатический ограничитель возбуждения для синхронного генератора Советский патент 1982 года по МПК H02P9/14 H02J3/46 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах для регулирования тока возбуждения синхронных генераторов преимущественно большой мощности, работающих в электрических сетях энергосистемы.

Известны энергосистемы, регулирование напряжения в которых ведется изменением тока возбуждения синхронных генераторов с помощью автоматических регуляторов тока возбуждения, имеющих в своем составе ограничители минимального тока возбуждения. Эти устройства ограничивают величину минимального тока возбуждения,увеличивая его в зависимости от сигналов измерителей активной и реактивной составляющих тока якоря от заданной величины 1.

Недостатком этих ограничителей тока возбуждения является отсутствие обратных связей по отклонению режимных параметров сверх допустимых пределов. Это приводит к возможности вывода генератора в нежелательные режимы перегрузок или недовозбуждения и препятствует действию индивидуальных ограничителей предельных режимов. Указанные недостатки приводят к необходимости постоянного контроля со стороны дежурного персонала.

Наиболее близким техническим ре10шением к изобретению является астатический ограничитель возбуждения для синхронного генератора, содержащий ограничитель перегрузки, вход измерительного органа которого имеет

15 вь1воды для подключения датчиков режимных параметров, а выход ограничителя перегрузки через логический элемент НЕ подключен к первому вхо ду двухаходового логического эле20мента И, выход которого предназначен для соединения; с блоком коррекции уставки автоматического регулятора возбуждения .2. Недостатком этого устройства является то, что ограничитель возбуждения выполняет только функции пассивного ограничения, препятствую щего перегрузке генератора со сторо центрального регулятора напряжения. Однако возможны режимы работы, при которых синхронные генераторы энергосистемы нагружаются или разгружают ся в результате действия индивидуаЛьных автоматических регуляторов тока возбуждения каждого генератора что из-за наличия в каждом регулято ре блока выдержки времени приведет к вводу генератора в режим перегруз ки. Кроме того, свойственный таким ограничителям перегрузки статизм всегда приводит к некоторой перегру ке из-за необходимости появления си нала перегрузки для того, чтобы ограничитель перегрузки из-за самого принципа работы смог определить ее. В таких регуляторах тока возбуждения для ограничения верхнего и нижнего уровней возбуждения используются два различных по схемным решениям устройства, одно из которых выполняет функции ограничителя перегрузки, а другое ограничителя минимального уровня возбуждения, что усложняет производство, настройку и обслуживание регулирующего оборудования. Целью изобретения является повыше ние надежности и упрощение обслуживания. Поставленная цель достигается тем что ограничитель перегрузки выполнен с дополнительным выходом, измери тельный орган ограничителя перегрузки снабжен второй дополнительной уставкой, дополнительно введены блок выдержки времени и двухвходовый логический элемент ИЛИ, выход дополнительной уставки через блок выдержки времени .соединен с дополнительным выходом ограничителя перегрузки, который подключен к первому входу логи ческого элемента ИЛИ, выход которого соединен со вторым входом логического элемента И, при этом второй вход логического элемента ИЛИ предназначен для подключения соответствующего выхода центрального регулятора напряжения. На чертеже приведена принципиальная схема системы регулирования, в состав которой входит астатический ограничитель возбуждения для синхронного генератора. t Астатический ограничитель 1 возбуждения для синхронного генератора, выполняющий функции ограничителя верхнего уровня возбуждения, выполнен аналогично с ограничителем 2 нижнего уровня, при этом каждый из них состоит из сумматора 3, на вход которого поступают сигналы с выходом датчиков режимных параметров. Выход сумматора 3 каждого из ограничителей связан со входом двухканального измерительного органа 4, выход нижней уставки которого усилитель 5 и выходной согласующий блок 6 образуют соответственно канал 7 пассивного ограничения верхнего предела возбуждения и канал 8 пассивного ограничения нижнего предела возбуждения. Канал 7 соединяется со входом логического элемента 9 НЕ, а канал 8 со входом логического элемента НЕ 10. Выход элемента 9 подключен к первому входу логического элемента 11 И, а выход элемента 10 - к первому входу логического элемента 12,-И. Выход дополнительной уставки измерительного органа Ц ограничителя перегрузки каждого из уровней возбуждения через блоки 13 выдержки времени, усилители 5 и согласующие эле -тенты It и 15 образуют канал 16 активного ограничения верхнего предела возбуждения и канал 17 активного ограничения ниж него предела возбуждения. Выход канала 16 подключен к первому входу логического элемента 18 ИЛИ, а канал 17 - к первому входу логического элемента 19 ИЛИ. Выход элемента 18 соединен со вторым входом элемента 12, а выход элемента 19 со вторым входом элемента 11 И. Выход 20 элемента 12 И и выход 21 элемента И 11 предназначены для подключения к входам ниже и выше блока коррекции уставки автоматического регулятора возбуждения. Вторые входы элементов 18, 19 ИЛИ связаны с соответствующими выходами сигналов о необходимости ограничения возбуждения центрального регулятора 22. Ограничители возбуждения работают следующим образом. Режим на главных шинах электростанций контролируется центральным регулятором. Если контролируемый параметр находится а пределах зоны нечувствительности регулятора, то на его выходе сигналы отсутствуют. Если же напряжение выходит за преде лы зоны нечувствительности вверх или вниз, то один из выходных каналов регулятора действует на изменение положения установочных узлбв автоматических регуляторов возбуждения генераторов вверх или вниз через логический элемент 11 или 12 и логические элементы 18 или 19Логические элементы И 11 или 12 сигнал центрального регулятора пропускают при условии, что режим генератора не достигает уставок ограничителя 1 или 2. В этом случае на выходе каналов 7, 8 16 и 17 ограни чителей уровней возбуждения сигналы отсутствуют, а на выходах логически элементов НЕ 9 и 10 сигнал имеется. При достижении режимом генератора первой уставки ограничителя 1 или 2 на выходе канала 7 или 8 появляется сигнал. При этом исчезает сигнал на выходе логического элемента НЕ 9 или 10, и действие центрального регулятора в направлении дальнейшего ухудшения режима генератора (перегрузке при срабатывании ограничителя верхнего предела возбуждения или развозбуждения при срабатывании ограничителя нижнего предела возбуждения) исключается. Если в дальнейшем режим генерато ра продолжает ухудшаться из-за утяжеления режима энергосистемы под воздействием реагирующего на него автрмэтического регулятора возбуждения, то достигается вторая уставка ограничителя, и на выходе второг канала 16 или 17 появляется сигнал. Этот сигнал поступает на второй вхо логического элемента ИЛИ 18 или 19 противоположного канала управления уставкой автоматического регулятора возбуждения VnpM срабатывании ограничителя верхнего предела возбуждения сигнал поступает на логический элемент. ИЛИ канала, действующего в сторону ниже, а при срабатывании ограничителя нижнего предела возбуж дения сигнал поступает на логический элемент ИЛИ канала, действующего в сторону выше. В этом случае режим генератора сохраняется между уставками измерительного органа о)- раничителя 1 или 2 возбуждения, и действие центрального регулятора в направлении возобновления перегрузки исключается до появления регулирующего диапазона на генераторах при облегчении режима энергосистемы. Следовательно, за счет двухканального исполнения ограничителя исключается неустойчивость ограничения возбуждения. Центральный регулятор возобновляет действие в направлении, до этого запрещенном, только после разгрузки генератора до уровня, соответствующего его нижней уставке измерительного органа 4, когда появляется регулирующий диапазон. Разность уставок ограничителей возбуждения выбирается несколько больше той реактивной мощности, которая соответствует увеличению тока из-за иннерционности системы возбуждения после начала действия канала 7 или 8 пассивного ограничения. Выполнение ограничителя возбуждения исключает необоснованное использование перегрузочного ресурса генератора из-за действия центрального регулятора напряжения, а в системах с регулятором возбуждения пропорционального действия, не содержащих статических ограничителей перегрузки и развозбуждения, позволяет осуществить астатическое ограничение возбуждения генераторов, благодаря чему становится возможной задача автоматизации управления режимом электростанции. Формула изобретения Астатический ограничитель возбуждения для синхронного генератора, содержащий ограничитель перегрузки, вход измерительного органа которого имеет выводы для подключения датчиков режимных параметров, а выход ограничителя перегрузки через логический элемент НЕ подключен к первому входу двухвходового логического элемента И, выход которого предназначен для соединения с блоком коррекции уставки автоматического регулятора возбуждения,отличающий с я тем что, с целью повышения надежности и упрощения обслуживания, ограничитель перегрузки выполнен с дополнительным выходом, измерительный орган ограничителя перегрузки снабжен второй дополнительной уставкой, дополнительно введены блок выдержки времени и двухвходовый логический элемент ИЛИ, выход дополнительной уставки через блок выдержки времени соединен с дополнительным выходом ограничителя перегрузки, ко торый подключен к первому входу логического элемента ИЛИ, выход которого соединен со вторым входом логического элемента И, при этом второй вход логического элемента ИШ предназначен для подключения соответствующего выхода центрального регулятора напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспе$ изе

1.Труды ВЭИ вып. 78, Под ред. Г.Р. Герценберга, 1968, с. 7Ь

2.Авторское свидетельство СССР W «50303, кл. Н 02 Р , 1971.