(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ АКТИВНОЙ МОЩНОСТЬЮ ТУРБОГЕНЕРАТОРА
1
Изобретение относится к средствам автоматического управления мощностью турбогенераторов в послеаварийных режимах путем быстрого уменьшения их мощности. . По основному авт. св. № 888324 известно устройство для автоматического, управления активной мощностью генератора, содержащее преобразователь активной мощности генератора, датчик скольжения генератора, датчик напряжения генератора, блок дифферендирования сколь-,Q жения генератора, блок аварийной разгрузки турбины, блок фиксации аварии, блок памяти доаварийного значения электрической мощности, блок памяти максимума электрической мощности в переходном процессе, блок-анализатор ,5 параметров переходного процесса, блок вычисления текущего значения мощности турбины, преобразователь уровня, два управляемых ключа, нуль-орган, электрогидравлический преобразователь турбины, блок сравнения мощности 20 генератора в доаварийном и послеаварийном режиме, блок снятия сигнала ограничения мощности турбины, датчик положения механизма управления турбиной. При этом выход датчика
напряжения подключен fc входу блока фиксации аварии, выход преобразователя активной мощности включен на вход блока аварийной разгрузки и на второй вход блока фиксации аварии. Выход датчика скольжения подключен ко входам анализатора переходного процесса и блока дифференцирования и к второму входу блока аварийной разгрузки. Выход бло-; ка дифференцирования скольжения генератора подключен к TpejbeMy входу блока аварийной разгрузки и к первому входу блока вычисления текущего значения мощности турбины. Выход блока фиксации аварии подключен к вторым входам блока вычисления текущего значения мощности турбины и анализатора переходнрго процесса и к первому входу блока памяти максимума электрической мощности, второй вход которого подключен к выходу анализатора переходного процесса. Выход этого блока памяти подключен к входу преобразователя уровня, один выход которого через первый ключ подключен к входу электрогидравлкческого преобразователя. Управляющий вход первого -ключа через нуль-орган подключен к выходу
блока вычисления текущего значения мощности турбины. К второму входу нуль-органа подключен через второй ключ второй выход преобразователя уровня, управляющий вход второго ключа подключен к выходу блока сравнения один вход которого подключен через блок памти доаварийного значения мощности к второму выходу блока фиксации аварии, а второй - подключен к второму выходу преобразователя уровня, который подключен также вторым выходом к первому входу блока снятия сигнала ограничения, второй вход которого подключен к выходу датчика механизма управления турбиной, а выход - к третьему входу блока фиксации аварии 1.
Недостатком данного устройства является то, что уставка ограничения мощности турбогенератора формируется только в том случае, когда в переходном процессе будет зафиксировано предельное значение мощности генератора по условию статической. устойчивости. Однако последнее возможно далеко не всегда. Зачастую нарушение статической устойчивости генератора в послеаварийных режимах происходит монотонно, по мере возрастания мощности турбины после импульсной разгрузки,-выполняемой для обеспечения динамической устойчивости, до величины, превышающей предел передаваемой мощности по условиям статической устойчивости. Возникновение асинхронного хода вызывает форсированное управление со стороны блока аварийного регулирования. Таким образом, послеаварийные режимы, возникающие в результате аварийного изменения конфигурации сети или состава нагрузок, сопровождаемые нарущением статической устойчивости, являются тяжелым, и, разумеется, нежелательными ни для энергосистемы, ни для теплотехнической части паровой т)фбины.
Цель изобретения - повышения эффективности управления мощностью турбогенератора в послеаварийном режиме путем формирования сигнала ограничения по величине возм)ацения.
Поставленная цель достигается тем, что устройство автоматического управления активной мощностью турбогенератора снабжено блоком памяти уровня мощности генератора в момент аварии, вход которого подключен к второму выходу блока фиксации аварии, блоком формирования сигнала ограничения по возмущению входы которого подключены к выходам блоков памяти доаварийного значения электрической мощности и памяти уровня мощности генератора в момент аварии третьим и четвертым управляемыми ключами, входы которых подключены соответственно к выходам блоков памяти мощности генератора в момент аварии и формирования сигнала ограниче1шя по возмущению и блоком определения приоритета
сигнала ограничения, вход которого подключен к выходу преобразователя уровня, а выход к управляющим входам третЬего и четвертого ключей.
На чертеже дана блок-схема устройства.
Устройство содержит преобразователь 1 активной мощности генератора, датчик 2 скольжения генератора, датчик 3 напряжения генератора, блок 4 дифференцирования скольжения генератора, блок 5 аварийной разгрузки турбины для обеспечения динамической устойчивости генератора, блок 6 фиксации аварии, блок 7 памяти уровня мощности генератора в момент аварии, блок 8 памяти доаварийного значения электрической мощности генератора, блок 9 памяти максимума электрической мощности в переходном процессе, блок 10 анализатор параметров переходного процесса, блок 1 вычисления текущего значения мощности турбины, блок 12 формирования сигнала ограничения по возмущению, преобразователь 13 уровня, блок 14 сравнения мощности генератора в доаварийном и послеаварийном режиме, блок 15 определения приоритета сигнала ограничения управляемые ключи 16-19, нуль-орган 20, электрогидравлический преобразователь 21 турбины, датчик 22 положения механизма управления турбиной, блок 23 снятия сигнала ограничения, мощности турбины.
Устройство работает следзтощим образом.
В нормальном установившемся режиме сигнал с выхода блока 1, пропорциональный активной мощности генератора, поступает на входы блоков 5 и 6, где дифференцируется, и на вход блока 8, где запоминается. На вход блок 6 поступает также сигнал с выхода блока 3, пропорциональный напряжению на щинах генератора, который изменяет предел срабатывания блока 6 по сигналу производной от электрической мощности. На выходе блока 2 сигнал пропорциональный скольжению генератора, в установившемся режиме равен нулю. На вход блока 21 сигналы не поступают.
В момент аварийного возмущения, связанного со ступенчатым уменьшением электромагнитной мощности генератора и изменением скольжения генератора, в блок 5 поступают сигналы, пропорциональные мощности генератора - из блока 1, скольжению - из блока 2 и производной от скольжения - из блока 4. При этом в блоке 5 формируется управляющее воздействие в виде дозированных по амплитуде и длительности импульсов, поступающее на вход блока 21 и производящее форсированную разгрузку турбины. В момент аварийного воз.мущения вида короткого замыкания, напряжение на шинах генератора уменьшается вместе с ним уменьшается сигнал с выхода блока 3, поступающего в блок 6 и увеличивающий там
порог срабатывания схемы фиксации возмущения по производной от злектрической мощности В этом случае блок 6 срабатывает, фиксиру с аварийное возмущение, при достаточно тяжелом коротком замыкании. В момент возмущения вида аварийного отключения линии передачи или нагрузки без предществующего короткого замыкания напряжение на шинах генератора не уменьшается. При этом не уменьшается и сигнал с выхода блока 3, поступающий в блок 6. Предел срабатывания, блока 6 по производной от электрической мощности в этом случае минимален . Итак, в момент двух выще описанных возмущений срабатывает блок 6, отключая вход блоков 7 и 8 от входа блока 1. В блоке 7 производится запоминание уровня мощности генератора в момент аварий, а в блоке 8 - уровня доаварийной мощности. Одновременно, блок 6 подключает сигнал, пропорциональный текущему значению электрической мощности, на входы блоков 9, 10, И.
На вход блока 10 поступает, кроме того, сигнал, пропорциональный скольжению, с выход блока 2. В блоке 10 сигнал, пропорциональный мощности генератора, дифференцируется, и при одновременном выполнении неравенств О
dt
dS
Цт О в блок 9 выдается команда Запомнить максимум электрической мощности. На вход блока 11 поступает, кроме того, сигнал с выхода блока 4, пропорциональный производной от скольжения. Сигнал с выхода блока 11, пропорциональный текущему значению мощности турбины, поступает на один из входов блока 20
В момент аварийного возмущения, связанного со сбросом активной мощности, прежде всего формируется управляющий сигнал по возмущению , который производит ограничение мощности турбогенератора на величину, пропорциональную сбросу мощности. При этом сигнал Г с выхода блока 7, пропорциональный уровню мощности генератора в момент аварийного возмущения, поступает на вход блока 12 и на вход ключа 18, через размыкающий контакт которого подается на второй вход блока 20. В момент равенства поступающих на оба входа сигналов блок 20 замыкает ключ 19.
В блоке 12 формируется сигнал В, пропорциональный уровню ограничения мощности турбины по возмущению, путем вычитания из выходного сигнала блока 8 сигнала блока 7. Этот сигнал через размыкающий контакт ключа 17 и ключ 19 поступает на вход блока 21, производя необходимое ограничение мощности турбины Однако , если в переходном процессе все же будет зафиксирован максимум электромагнитной мощности генератора и будет сформирован сигнал Б управления по этому максимуму, то данный сигнал обладает приоритетом перед сигналом Г, сформированным по возму|щению, а последний автоматически снимается со входа электрогидравлического преобразователя.
Итак,, если в переходном процессе будет иметь место предельный до устойчивости режим, то в блоке 9 будет зафиксирован максимум электрической мощности генератора Этот сигнал поступает на вход блока 13, где он преобразуется с учетом нормативного коэффициента запаса по условиям статической устойчивости в сигнал А, пропорциональный послеаварийному значению электрической мощности и в сигнал Б, пропорциональный уровню ограничения мощности турбины. Сигнал А поступает на входы блоков 14, 16, 23. На. вход блока 14, кроме того, с выхода блока 8 поступает сигнал, пропорциональныйдоаварийной мощности, где он сравнивается с сигналом А. В случае, если сигнал, пропорционалный доаварийной мощности, больше сигнала А блок 14 подает команду на замыкание ключа 16, через контакт которого сигнал А поступае на один из входов ключа 18. При появлении на выходе блока 13 сигнала Б включается блок 15 определения приоритета сигналов ограничения, который подает команды на включение ключей 17 и 18. При этом ключем 17 снимается с входа блока 21 сигнал В и подается на вход блока 21 через замкнутый ключ 19 сигнал Б, производя ограничение мощноти турбины до зада1шого уровня. Ключ 18, перебрасывая свой контакт, снимает с входа блока 20 сигнал Г, а подает на этот вход сигнал А.
Сигнал с выхода блока 22, пропорциональный положению механизма управления турбиной, поступает в блок 23 вместе с сигналом А, пропорциональным послеаварийному значению мощности генератора. После перевода механизма управления турбиной в новое положение, соответствующее послеаварийному значению мощности турбогенератора, блок 23 вьщает сигнал в блок 6, снимающий сигнал ограничения с блока 21, и приводит всю схему устройства в исходное положение.
Повышение эффективности управления при использовании предлагаемого устройства обеспечивается за счет формирования сигнала ограничения мощности турбогенератора в момент фиксируемого аварийного возмущения путем измерений величины сброса электрической мощности генератора, вызванного изменением конфигурации сети или состава нагрузок. Ограничение мощности турбогенератора в послеаварийном режиме, пропорциональное величине возмущения, носит превентивный (предупредительный) характер и позволяет в большинстве случаев избежать нару7.96
шения статической устойчивости турбогенератора.;
Формула изобретения
Устройство ОЛЯ автоматического управления активной мощностью турбогенератора по авт. св. № 888324, отличающееся тем, что, с целью повыщения эффективности управления мощностью турбогенератора в послеаварийном режиме путем формирования сигнала ограничения мощности по величине аварийного возмущения, оно снабжено блоком памяти уровня мощности генератора в момент аварии, вход которого подключён к второму выходу блока фиксации аварии, блоком формирования сигнала ограничения по возмущению
8
входы которого подключены к выходам блоков памяти доаварийного значения электрической мощности и памяти уровня Ающности генератора в момент аварии, третьим и четвертым управляемыми ключами, входы которых подключены соответственно к выходам блоков памяти мощности генератора в момент аварии и формирования сигнала ограничения по возмущению , и блоком определения приоритета сигнала ограничения, вход которого подключен к выходу преобразователя уровня, а выход - к управляющим входам третьего и четвертого ключей.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 888324, кл. Н 02 Р 9/04, 17.12.79:
/
ta
if
Q
ФА
tu
:
85J
/V
/V
/V
A
т1т
/V
,
