Устройство для управления регулятором возбуждения синхронного генератора

(19 01) А 2 Р 9/10 Н 02 Р 9/11 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Я;1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ТОРСИОМЪ( СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Носковский ордена Ленина и орде.на Октябрьской Революции энергетический институт(56) 1. Веников В.А. Переходные элект-.ромеханические процессы в электричес.ких системах. И., "Вв 1 сшая школа",1970, с. 206-229,2. Авторское свидетельство СССРй М 8562, кл. Н 02 Р 9/10, 192.(5 й)(57) 1. . стРойство для упРАвлеНИЯ РЕГУЛЯТОРОИ ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА, содержащее датчикотклонения режимного параметра, квыходу которого подключены два пороговых элемента, пороговый элемент понапряжению, вход которого связан сдатчиком текущего значения напряже"гния на шинах синхронного генератора,о т л и ц а ю щ е е с я тем, что, сцелью. повышения эФФективности управления возбуждением синхронного генератора при возникновении в энерго" системе автоколебаний, оно снабжено двумя временными блоками, элементом И, двумя интегрирующими усилителями, ключом и управляемым генератором периодического сигнала, причем входы временных блоков соединены соответ" ственно с выходами пороговых элементов, выходы временных блоков через элемент И соединены с одним интегрирующим усилителем непосредственно, а с другим - через клюц, соединен" ный с выходом порогового элемента по напряжению, выходы интегрирующих уси. лителей подключены к управляемому генератору периодического сигнала.2. Устройство по и. 1, о т л и" ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения Функциональных возможностей устройства, оно снабжено допол" нительным временным блоком,.вход которого соединен с выходом элемента И, а выход - с.входами установки интегрирующих усилителей в нулевое состояние.1029Изобретение относится к электротехнике, о частности к устройствам управления регуляторами возбуждения синхронных генераторов при автоколебаниях в энергосистеме.Известны автоматические регулято" ры возбуждения пропорционального и сильного действия, содержащие измерительную, логическую и усилительноисполнительные части, Одной из задач,возлагаемых на автоматические регуляторы возбуждения, является демпфирование синхронных качаний в энерго 372 1больших значениях уставки по отклоне нию режимного параметра имеет место запаздывание в подаче форсировочного сигнала, что приводит к недоиспользованию воэможностей системы возбуждения, а при малых - форсирование происходит и при небольших возбуждениях, когда нет необходимости в дополнительном воздействии на систему возбуждения генератора.Целью изобретения является повышение эффективности управления возбуждением синхронного генератора присистеме, что обеспечивается оптимальным выбором закона автоматическогорегулирования возбуждения и специальной настройки параметров регуляторавозбуждения. Особенностью электрических систем является зависимость областей стати" ческой устойчивости (в плоскости на" 20 строечных параметров) от режима рабо" ты 1.Недостаток указанных регуляторов заключается в том, что оптимальная (с точки зрения наилучшего демпфирования синхронных качаний) рабочая настройка параметров для одного режима для других режимов или при дру-./гих схемах системы (после аварийных отключений) может быть не оптимальной и даже оказаться в области авто" колебаний,Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для автоматического управления возбуждением синхронного генератора, осуществляющее временное автоматическое повышение уставки по напряжению регулятора возбуждения 25 30 35 ного параметра, к выходу которого подключены его пороговые элементы, пороговый элемент по напряжению и блок изменения уставки автоматического регулятора возбуждения, Устрой" ство позволяет повысить уровень ус" тойчивости энергосистемы при динамических возмущениях 12 1.Однако, при возникновении в энергосистеме незатухающих автоколеба-,45 50 ний оказывается малоэффективным. При) использовании указанного устройства возникают трудности с определением уровня подъема уставки в регуляторе и выбором значения величины отклонения режимного параметра, при повыше-нии которой необходимо форсироватьвозбуждение. Так, при сравнительно и содержащее датчик отклонения режим возникновении в энергосистеме незатухающих автоколебаний,П ост а вленна я цел ь дости г ает ся тем,что устройство для управления регулятором возбуждения синхронного генератора, содержащее датчик отклонения режимного параметра, к выходу которого подключены два пороговых элемента, пороговый элемент по напряжению, вход которого связан с датчиком текущего значения напряжения на шинах синхронного генератора, снабжено двумя временными блоками,элементом И, двумя интегрирующими усилителями, ключом и управляемым генератором периодического сигнала, причем входы временных блоков соединены,соответственно с выходами пороговых элементов, выходы временныхблоков через элемент И соединены с одним интегрирующим усилителем непосредственно, а с другим - через ключ, соединенный с выходом порогового элемента по напряжению, выходы интегрирующих усилителей подключены к управляемому генератору периодического сигнала,С целью расширения функциональных возможностей устройство снабжено дополнительным временным блоком, вход которого соединен с выходом элемента И, а выход - с входом установкиинтегрирующих усилителей в нулевое состояние.На чертеже представлена функциональная схема устройства для автоматического управления возбуждением синхронного генератора.Устройство содержит датчик 1 отклонения режимного параметра, выход которого подключен на входы пороговых элементов 2 и 3 соответственнодля положительного и отрицательного отклонения режимного параметра, причем их выходы через временные блоки 4 и 5 связаны с элементом 6 И, вы3 10293ход которого соединен с ключом 7 ис входом второго интегрирующего уси-.лителя 8, пороговый элемент 9 понапряжению, первый интегрирующий усилитель 10, управляемый генератор 11периодического сигнала, входы которого включены на выходы интегрирующих усилителей 8 и 10, а выход соединен с сумматором автоматическогорегулятора возбуждения (не показан), 1 Опри этом вхЬды установки интегрирующих усилителей в нулевое состояние могут быть соединены с выходомдополнительного временного блока 12.Устройство .для автоматическогоуправления возбуждением .работает следующим образом,При появлении автоколебаний вэнергосистеме на выходе датчика 1отклонения режимного параметра появ-.ляется периодический сигнал, имеющийчастоту, равную частоте автоколебаний и амплитуду, пропорциональную отклонению режимного параметра от номинального значения. Этот сигналпри превышении уровня уставок вызывает срабатывание пороговых элементов 2 и 3 при положительном и отрицательном. отклонении соответственно.Таким образом, срабатывание пороговых элементов 2 и 3, по отклонению30режимного параметра разнесено во времени и следует одно за другим при автоколебаниях. Выходные. сигналы поро-говых элементов. 2 и 3 запускают соответствующие временные, блоки 4 и 5, З 5на выходе которых появляются сигналы, которые сохраняются в течение1-3 после исчезновения сигнала навходе временного блока, т.е. временные блоки обеспечивают задержку ис" 40чезновения сигнала на заданную величину времени С 3. Сигналы с временныхблоков 4 и 5 поступают на элемент 6И. П:ри автоколебаниях эти сигналы,частично или полностью совпадая 45друг с другом, вызывают появление импульсных сигналов на выходе элемента 6. Эти импульсы суммируются на интегрирующих усилителях 8 и 10, имею-.щих постоянную времени нарастания 50выходного сигнала порядка 1-3 с (припостоянном входном сигнале). Усилители 8 и 10 управляют работой управляемого. генератора 11 периодического сигнала, Периодический сигнал ясостоит из постоянной составляющейи высокочастотных колебаний. Усилитель 10 ллзменяет величину постоян 72 4ной составляющей, а усилитель о " амплитуду высокочастотных колебаний управляемого генератора 11. При ну" левом сигнале на выходах усилителей10 и 8 и генератора 11 тоже нулевойсигнал. По мере роста выходного сигнала интегрирующего усилителя 10происходит увеличение (по модулю) постоянной составляющей периодическо"го сигнала генератора 11, приводящее к повышению уставки по напряжв"нию автоматического регулятора воз"буждения, Увеличение напряжения навыходе интегрирующего усилителя 8приводит к росту амплитуды высокочастотных колебаний выходного сигнала управляемого генератора 11 перио- .дического сигнала,Увеличение амплитуды периодического сигнала ( как постоянной составляющей, так и высокочастотныхколебаний) происходит до срыва автоколебаний. После этого исчезают сигналы на выходе пороговых элементов 2 и 3, временных блоков 4 и 5(с задержкой на время т, ) и на выхо"де элемента 6 И. С этого момента сигнал на выходе интегрирующих усили"телей 8 и 10 не увелицивается, а спостоянной времени цепи разряда порядка 20-50 с, начинает уменьшаться.Через некоторое время, если причи"на, вызвавшая автоколебания, не уст"ранена, амплитуда периодическогосигнала уменьшается до такой степени, что происходит колебание режимного параметра, которое вызывает новое увеличение периодического сиг"нала и срыв дальнейших. колебаний.Далее все повторяется, В случае устранения аварийной ситуации сигнална выходе управляемого генератора 11снижается до нуля,С целью ограничения роста уставки регулятора возбуждения и напряжения на нинах генератора, напряжение статора генератора 1 подаетсяна пороговый элемент 9, который придостижении напряжением заданногоуровня уставка У 1) закрывает ключ7 и запрещает дальнейшее увеличениеуставки по напряжению регулятора воз".буждения, Рост амплитуды колебанийгенератора 11 ограничивается срывомавтоколебаний, или максимальной вели"чиной, допускаемой самим генератором11 периодического сигнала.При использовании дополнительноговременного блока 12, запускаемого с5 10293 выхода элемента 6 И, возможен второй режим работы устройства для автоматического управления возбуждением синхронного генератора. В этом режи" ме цепи саморазряда интегрирующих усилителей 8 и 10 отключены, и после срыва автоколебаний выходной сигнал усилителей 8 и 10 не меняется, не увеличивается и не уменьшается. Вели" чина периодического сигнала, подавае" 1 О мого в регулятор возбуждения, Фикси" руется на достигнутом уровне, обеспе" чивающем срыв автоколебаний режимно" го параметра, Через 2-15 мин после исчезновения автоколебаний, а значит 15 и сигнала на выходе элемента И (при серии импульсов на выходе элемента 6 И отсчет времени возобновляется с нуля при появлении каждого нового импульса, а при постоянном сигнале на выходе элемента б отсчет времени начинается после его исчезновения), дополнительный временной блок 12 про" изводит установку интегрирующих уси" лителей 8 и 10 в исходное нулевое 25 состояние. Бсли автоколебания появятся снова, весь цикл повторится сначапа.Относительно высокбчастотные ко" лебания периодического сигнала управ" ляемого генератора 11 (порядка 72 62060 Гц), не проходящие на шины синхронного генератора, вызывают вынужденные электромагнитные колеба" ния в элементах системы возбужде" ния (в регуляторе возбуждения, в ти" ристорном возбудителе), осуществляют захват колебаний. системы возбуждения и срыв низкочастотных автоколебаний,В качестве режимного параметра в зависимости от схемы электростанции и энергосистемы может приниматься, например, ток статора или ротора.Использование предлагаемого уст" ройства повышает эФФективность сис-. темы регулирования возбуждением синхронного генератора. Оно снижает требования к выбору настроечных па" раметров регулятора возбуждения, допуская его работу вблизи безопасной периодической границы области статической устойчивости, так как в аварийных ситуациях в энергосистеме, вызвавших появление автоколебаний, осуществляет принудительный перевод работы синхронного генератора из режима автоколебаний режимных параметров в режим статической устойчивости вынужденных электромагнитных колебаний (в область квазистатической устойчивости).