Регулятор возбуждения для синхронного генератора Советский патент 1983 года по МПК H02P9/14 

(54) РЕГУЛЯТОР ВОЗБУЖДЕНИЯ ДЛЯ СИНХРОННОГО

1

Изобретение относится к электротехнике и может бьггь использовано в системах згпрайления крупных синхронных машин, например генераторов, цля стабилизации режима последних при работе их в составе энергообьецинения.„

Известно устройство цля управления синхронным генератором, соцерисашее блоки измерения частоты, напряжения, тока ротора, генеpaTopia, цифференцйаторы f в каналах управления напряжением, частотностью и тсжом ротора генератора, орган изменения интенсивности возцейст ВИЯ по напряжению в области низких частот, суммируюше-формируюшие блок, уси- 5 литель мощности и возбудитель с системой управления.

В указанном, устройстве имеются связи, соединяющие блоки измерения с дифференциаторами и органами изменения 20 интенсивности воздействия, которые своими выходами включены на вход суммирующе-формируюшего блока, выход которо- го через усилитель моганости связан со

ГЕНЕРАТОРА

входами системы управления возбудите-

ляС. .

Однако указанные связи выполнены таким образом, .что устройство не обеопечивает полную стабилизацию параметров регулирования синхронного генератора иэ-за наличия органичений предельных величин интенсивности воздействий на эти параметрьи

Наиболее/.близким к изобретению техническим решением является регулятор возбуждения для синхронного генератора, содержащий возбудитель с системой управления, последовательно соединенные между собой суммирующе-фо|м ирующий блок и усилитель мощности, выходом подключенный ко входу системы управле ния возбудителя, канал управления по напряжению, включающий последовательно соединенные между собой измеритель отклонения напряжения синхронного генератора, дифференциатор и орган изменения интенсивности воздействия по напряжению, выходом подключенный к первому входу суммирующеЦюрмирующего блока, выход измерителя напряжения подключен ко второму входу суммирующё- }юрмирукк шего блока.Регулятор сбпержит орган изменения интенсивности воздействия по напряжению в области низких частот входом связанный с выходом системы управления возбудителя, а выходом - с третьим входом суммируюше-дифференци- рующего блока 2 . Канал управления по частоте регулятора возбуждения содержит последовател но соединенные между собой измеритель изменения частоты напряжения синхронного генератора, дифференциатор и орган изменения интенривности воздействия по производной частоты, выходом подклю ченный к четвертому входу суммирующеформирующегб блока, пятый вход когорог соединенс с выходом органа изменения интенсивности воздействия по изменения частоты напряжения генератора, входом связанный с выходом измерителя изменения частоты. Канал управления по току регулятора возбуждения содеркит последовательно соединенные между собой измеритель тока ротора генератора, дифференциатор и орган изменения интенсивности воздействия по току ротора, выходом ПОДКЛЮ- ченный к шестому входу суммируюшеформирующего блока 2 , Известное устройство имеет необходи мый набор воздействия для обеспечения устойчивой работы синхронной машины, однако связи между измерителями и орга нами изменения интенсивности воздейств по каналам частоты и тока ротора, а также формирование воздействия по току ротора выбраны не оптимальным образом что порождает следующие недостатки: ограничен диапазон изменения воздействий по основным стабилизирующим параметрам: по изменению частоты и осо бенно по ее производной; в режиме недовозбуждения генератора повьшается вероятность возникновения автоколебаний, что требует,контроля реж ма машины со стороны персонала станции Указанные недостатки снижают надежность работы регулятора возбуждения Целью изобретения является повьш1ение надежности путем исключения возникновения автоколебаний в системе. Поставленная цель достигается тем, что в регулятор возбуждения введены сумматор с двумя входами, один из которых соединен с выходом измерителя изменения частоты напряжения синхрон-ного генератора, выход сумматора подключен ко входу дифференциатора в канале управления частотой и последовательно соединеннью между собой измеритель внутреннего угла синхронного генератора, нелинейный функциональный прео разователь и блок умножения, снабжен-- . ный вторым входом, подключенным к выходу дифференциатора в канале управления по току, а выход блока умножения связан со вторым входом сумматора. На чертеже представлена функционалы ная схема блока регуляторе возбуждения для синхронного генератора. Регулятор возбуждения содержит возбудитель с системой 1 управления, последовательно соединенные между собой суммируюше-формирующий блок 2 и усилитель 3 мощности, подключенный выходом ко входу системы 1. Канал управления по напряжению включает последовательно соединенные между собой измеритель 4 отклонения напряжения синхронного генератора, дифференциатор 5 и орган 6 изменения .интенсивности воздействия по производной напряжения, ВЫХО-. дом поключенный к первому входу блока 2, второй вход когорого подключен к выходу измерителя 4 отклонения напряжения синхронного генератора. Третий вход блока 2 соединен с выходом органа 7 изменения интенсивности воздействия по напряжению, входом связанный с выходом системы 1 управления возбудителя. Канал регулирования по частоте содержит измеритель 8 изменения частоты напряжения синхронного генератора, выходом соединенный с первым входом сумматора 9/последовательно соединенные между собой дифференциатор Ю и орган 11 изменения интенсивности воздействия по изменению частоты напряжения генератора, выходом подключенный к четвертому входу суммируюше-формирую шего блока 2, пятый вход когорого связан с выходом органа 12 изменения интенсивности воздействия по изменению частоты напряжения генератора. Выход J органа 12 соединен с выходом сумматора 9 и входом дифференциатора 10. Канал управления по току содержит измеритель 13 изменения тока ротора синхронного генератора, выход которого связан со входами дифференциатора 14 и органа 1 5 изменения интенсивности воздействия по току, выход которого подключен к шестому входу суммируюше .формирующего блока 2. Регулятор возбужаония соаержит также последовательно соециненные межцу собой измеритель 16 внутреннего угла синхронного генератора, нелинейный функциональный блок 17 и блок 18 умножения, выходом поаключенный ко второму вхоцу сумматора 9, а второй вхоа блока 18 умножения связан с выходом дифференциатора 14. Устройство работает следующим об-, разом. В сигнале изменения частоты напряжения на зажимах генератора содержатся две составляющие, пропорциональные производной полного угла электропередачи и .производной тока ротора мащины, перва йз которых оказывает стабилизирующее воздействие, а вторая является дестабилизирующим фактором, доля которого резко возрастает с увеличением внутреннего угла мащины. При этом из-за наличия сигнала по производной частоты появляется значительная составляющая положительной обратной связи по второй производной тока ротора, приводящая систему управления в режим автоколебаний, что характерно для режима недовозбуждения. Это же обстоятельство приводит к ограничению предельных величин коэффициентов воздействия по частоте к ее производной при утяжелении режимаэлектропередачи. В устройстве этот недостаток преодолен посредством компенсации в сигнале изменения частоты дестабилизирующей паразитной связи по производной тока ротора добавлением дозированной величины этой производной с обратным знаком, причем ее зависимость от режима мащины учитывается с помощью измерителя 16внутреннего угла мащины, нелинейного функционального преобразователя 17и блока 18 умножения. Таким образом, сигнал на выходе сумматора 9 не содержит вредных для обеспечения устсиИ- чивости составляющих и его интенсивнос может быть значительно увеличена. Это обстоятельство позволяет расщирить область режимов, в которьк сохраняется устойчивость, без изменения уставок, так как достигается автоматическое введение обратной связи по п|роизвоаным тока ротора именно (тогда, когда это необходимо и компенсируются дестабипиз руюшие положительные связи, чем обеспечивается достижение цели изобретения. Изобретен1}е позволяет работать без ограничений минимального возбужденяя, обеспечивает более качественное и ваоеж ное регулирование напряжения, а следовательно удешевляет эксплуатацию энергосистемы. Формула изобретения Регулятор возбуждения для синхронного генератора, содержащий возбудитель с системой управления, последовательно соединенные между собой суммируюше- формирующий блок с щестью входами и усилитель мощности, вьрсод которого подключен к вхсду системы управления возбудителя, канал управления по иапря- жению, включающий последовательно соединенные между собой измеритель откпонения напряжения синхронного генератора, дифференциатор, орган изменения интенсивности воздействия по производной напряжения, выходом подключенный к первому входу суммирующе-формирующего блока, выход измерителя отклонения напряжения дополнительно соединен с вторым вхопом суммируюше- формирующего блока, третий вход которого связан с выходом органа изменения интенсивности воздействия на напряжения в области низких частот, входом связанный с выходом системы управления возбудителя, канал упра&ления по частоте, включаюЩ1Й1 измеритель измерения частоты напряжения генератора, орган изменения интенсивности воздействия по изменению частоты напряжения генератора и последовательно соединенные между . собой дифференциатор и орган изменения интенсивности воздействия по производной частоты, выходом подключенный к четвертому входу суммируюше- рмирук щего блока, к пятому входу которого подключен выход органа изменения интен- сивности воздействия по изменению частч ты напряжения генератора, входом поаключенный к входу дифференциатора данного канала, канал управления по току, включающий измеритель тока ротора генератора, выхода которого подключен к ди ференииатору и к органу изменения инте сивности воздействия по току, ротора, выходом соединенного с щестым входом суммирующе-формирующего блока, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения надежности, в регулятор возбуждения введены сумматор с двумя входами, один из которых соединен с выходом измерителя изменения частоты напряжения синхронного генератора, выход сумматора подключен к входу дифференциатора в канале управления частотой и послецовагельно соециненные межцу собой измеритель внутреннего угла синхронногс генератора, нелинейный функцио нальный преобразователь и блок умножения, снабженный вторым вхоцом, поцключенным к выходу цифференциатора в канале управления по току, а выхоа блока умножения связан с вторым вхоаом сумматора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 5 5 1. Авторское свидетельство СССР № 423231, кл. Н 02 Р 9/14. 1975, 2. Попревский М, И. и ар. Унифициро ванный автоматический регулятор возбужцения сильного цействия на полупроводниковых элементах.- Труды ВЭИ, Автоматическое регулирование и управление в энергосистемах, вьш. 83, М, Энергия, 1977.