Регулятор частоты энергетического объекта Советский патент 1989 года по МПК H02P9/04 

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к регуляторам частоты и активной мощности синхронных генераторов с воздействием на незлектрический первичный двигатель.

Известен регулятор частоты энергетического объекта, содержащий измерительньй преобразователь частоты, включенный на вход лока формирования управляющего воздействия с интегратором в прямой цепи.

Интегральная составляющая закона регулирования в этом регуляторе формируется первым интегратором, который находится в прямой цепи регулятора. Скорость изменения выходного сигнала всего регулятора, в конечQO

2

4 Кд

ном счете, определяется скоростью изменения сигнала на выходе первого

сд интегратора, поскольку в нормальных

ел эксплуатационных режимах пропорциоелнальная составляющая закона регулирования мала, а дифференциальная быстро затухает.

Если коэффициент передачи первого интегратора выбрать достаточно малым, регулятор будет работать медленно и силовая следящая система, включенная между регулятором и объектом регулирования, будет успевать отслеживать управляющие воздействия при любых внешних возмущениях. Однако качество регулирования частоты при малых возмущениях будет низким из-за малогй. усиления интегратора. 39 Если же коэффициент передачи первого интегратора настроить еюльшим, то вся система будет хорошо работать при малых возмущениях, а при больших - плохо из-за отставания силовой следящей, системы. При этом могут возникнуть медленно затухающие колебания в контуре регулирования частоты агрегата, которые повлекут срабатывание защит электрической системы Цель изобретения - повысить качество регулирования во всем диапазоне внешних возмущений. Это достигается в регуляторе частоты энергетического объекта, содержащем измерительный преобразователь частоты, включенный на вход блока формирования управляющего воздействия с интегратором в прямой цепи. Новым в регуляторе является то, что блок формирования управляющего воздействия снабжен пропорциональным звеном с настраиваемы - уровнем насьщения и коэффициентом передачи, включенным во входную цепь интегратора . При этом звено с настраиваемыми уровнем насьщения и коэффициентом передачи вьтолнено с регулируемым резистором на входе, подюгаченным к входу операционного усилителя, к выходу которого подключен регулируемый делитель напряжения, причем последнего соединен с выходом звена и через резистор обратной связи - с инвертирующим входом операционного усилителя. На фиг, 1 показана структурная схема предлагаемого регулятора; на фиг. 2 - реализация звена с настраиваемыми уровнем насыщения и коэффицййнтом передачи. Выход измерительного преобразователя частоты 1 связан с входом перво го пропорционального звена 2, к второму входу которого подключен блок статизма 3, вход которого соединен с выходом первого интегратора 4. Этот Ж выход интегратора включен на вход сумматора 5, на второй вход которого включен выход первого пропорцио,.нального звена 2. Выход сумматора 5 соединен с входами второго интегратора 6 и второго пропорционального звена 7. К входу последнего подключен также выход второго интегратора 6, с вторым входом которого связан выход второго пропорционального звена 7 и выход регулятора. Пропорциональное звено 8 с настраиваемыми уровнем насыщения и коэффициентом передачи включено во входную цепь первого интегратора 4. Выход регулятора через силовую следящую систему 9 связан с объектом регулирования 10. Элементы 2-8 представляют собой блок формирования управляющего воздействия. Уровень насьщения дополнительного пропори 1онального звена 8 настраивается так, чтобы максимальная скорость изменения выходного сигнала первого интегратора 4 была несколько ниже максимальной скорости выходного органа силовой следящей системы 9. При этом последняя будет успевать отслеживать управляющие сигналы регулятора при больших внешних возмущениях. В режиме малых возмущений величина интегральной составляющей выходного сигнала регулятора будет определяться произведением коэффициентов передачи звена 8 и интегратора 4. Коэффициент передачи последнего в предлагаемом регуляторе делается нерегулируемым с тем, чтобы не происходило нарушения настройки ограничения скорости его выходного сигнала. Поэтому величина интегральной составляющей настраивается только изменением коэффициента передачи звена 8. Таким образом, настройкой звена 8 можно обеспечить высокое качество работы регулятора во всем диапазоне внешних возмущений. Звено 8 может быть выполнено на опера1щонном усилителе, к выходу котрого подключен регулируемый делитель напряжения, причем выход последнего соединен с выходом звена и через резистор обратной связи - с инвертирующим входом операнд онногр усилителя. Резистор 11 предназначен для настройки коэффициента передачи звена 8, а делитель напряжения 12 для настройки уровня насыщения звена. Легко видеть, что от перемещения движка делителя 12 усиление звена 8 не зависит, так как оно определяется только отношением сопротивлений резисторов 13 и 11 (отрицательная обратная связь через резистор 13 берется не с выхода операционного усилителя 14, ас выхода самого звена 8). В то же время уровень насыщения звена 8 определяется уровнем насьпде НИН операционного усилителя 14 и настройкой делителя 12. Напряжение насыщения операционного усилителя зависит от его типа и напряжения пи тания, т.е. для принятой конструкции регулятора - величина постоянная. Следовател}ьно, уровень насьпцения звена 8 настраивается только де лителем 12. Проверка показала, что величина максимальной скорости интегратора настраивается в пределах от 1 до 10 В/с, что соответствует у различных гидроагрегатов диапазону настройки максимальной скорости хода главного гидравлического сервомотор Указанное соответствие означает, что в рассматриваемых условиях изме нение напряжения на выходе интегратора не может обогнать ход главного сервомотора. Таким образом, в предлагаемом регуляторе отсутствует рассогласование и тем самым улучшается качество процесса регулирования (демпфирование качания частоты в энергосистеме при больших возмущениях со стороны нагрузки) и не снижается быстродействие регулятора-при малых возмущениях. Устранение в регуляторе несогласованного действия электрического интегратора и сервомотора регулирующего органа исключает перерегулирование энергосистемы, возможное при использовании регулятора - прототипа, и срабатывание частотных защит энергосистемы, вызывающих вывод резервов мощности.

д

ri5

0i/.

1. РЕГУЛЯТОР ЧАСТОТЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА, содержащий измерительньй преобразователь частоты, включенный на вход блока формирования управляющего воздействия с интегратором в прямой цепи, отличающийся тем, что, с целью повышения качества регулирования, блок формирования управляющего воздействия снабжен пропорциональным звеном с настраиваемыми уровнем насыщения и коэффициентом передачи,вклю- . ченным во входную цепь интегратора. 2. Регулятор по п. 1, отличающийся тем, что звено с настраиваемым уровнем насыщения и коэффициентом передачи выполнено с регулируемым резистором на входе, подключенным к входу операционного усилителя, к выходу которого подключен регулируемый делитель напряжения, причем выход последнего соедиш нен с выходом звена и через резистор ел обратной связи - с инвертирующим входом операционного усилителя.