Устройство для изменения установки автоматического регулятора мощности

- ".Ьв, Класс 21 с, 64;т СССР Е И О ВИ У ОРС Е, Казанский, Л, Д, Стер инсон ВО ДЛЯ ИЗМЕНЕНИЯ УСТАВКИ АВТОМАТИЧЕСКО РЕГУЛЯТОРА МОЩНОСТИЗаявлено 21 марта 1950 г, аа,Ха 3615/44766 в Гостехннку СССР РОЙСТ Известные устройства для автоматического регулирования частоты и мощности в энергосистемах, в которых одна группа станций несет постоянную нагрузку, поддерживаемую с помощью автоматических регуляторов мощности (ЛРМ), а другая - регулирует частоту, не обеспечивают поддержания частоты в заданных пределах при значительных внеплановых изменениях нагрузки вследствие того, что регулировочные возможности станций, регулирующих частоту, могут оказаться исчерпанными.С целью создания условий, способствующих более быстрому восстановлению нормального значения частоты, предлагается в устройстве для изхенения уставки автоматического регулятора мощности, поддержива 1 ощем на электрическом генераторе заданную нагрузку, применить ваттметр без момснтиой пружины, включенный через усилитель между емкостно-омическим четырехполосником, преобразующим изменение частоты в мощность, и задающим элементом регулятора мощности и механически связанный с конденсатором в схеме указанного четырехполюсника,На фиг. 1 и 2 представлены принципиальные схемы двух вариантов предлагаемого устройства,В устройство, показанное на фиг. 1, вход ят: измерительный емкостноомический четырехполюсник 1 (частотный фильтр); усилитель 2 переменного тока; ваттметр 3, шкала которого проградуирована в единицах частоты (гц); включенный в схему четырехполюсника 1 конденсатор 4 переменной емкости, ротор которого механически связан с подвил(ной оистемой ваттметра 3, Таким образом, емкость конденсатора 4 зависит от положения стрелки ваттмет 13 а 3,Последовательно с ваттметром Л вклочен задаюший элемент 5 регулятора мощности,Сочленение ваттоветра с конденсатором осуществлено так, что переходу стрелки ваттметра из одного крайнего положения в другое соответствует изменение емкости конденсатора от начального до максимального значения.Параметры четырехполосика 1 подобраны так, что при среднем значении частоты 1 О и среднем положении стрелки ваттметра, т. е. на отметке а, гармоника напряжения основной частоты е 7, на выходе че тырехполюсника равна нулю, Возможность такого подбора параметров четырехполюсника известна.Если частота несколько отличает- СЯ от 1 а, тО напРЯкеиие основной ча Мо 103467стоты на выходе четырехпогносника не равно нулю, амплитуда этого напряжения практически пропорциональна У, А, а по фазе оно сдвинуто относительно входного напря. жения О, практически на угол +90, причем знак угла зависит от знака при Л = 1 - . Меняя емкость конденсатора 4, можно значительно уменьшить напряжение У, и изменить его фазу таким образом, чтобы напряжение У, совпадало по фазе с напряжением У,. В предлагаемом устройстве ватгметр 3 не имеет мо.ментной установочной пружины и, строго, говоря, представляет собой не ваттметр, а измерительную систему ваттметрового типа с астатической характеристикой (его подвияная система при мощности, равной нулю, может занимать побое положение в пределах шкалы).Если воздействие на регулятор мощности, создаваемое задающим измерительным элементом, пропорционально У 1 соз (, 0,1 + Ь), то параметры ваттметра 3 должны быть подобраны так, чтобы момент на его подвижной системе, создаваемый током и напряжением, также был пропорционален1/1соя011 + 5).Выполнить это условие можно, создав, например, надлекаший внутренний сдвиг фаз в цепи обмотки напряжения ваттметра,Фаза напряжения, приложенного к обмоткам напряжения ваттметра 3 и задающего элемента б, подобрана так, чтобы момент на подвижной системе ваттметра, создаваемый током и напряжением, был равен нулю, если напряжение У, равно нуло или совпадает по фазе с напряжением У, на входе четырехполюсника 1. При этом знак момента на подвижной системе ваттметра 3 определяется знаком угла сдвига фаз между входным и выходным напряжениями четырехполюсника, Если этот угол не равен нулю, то подвижная система ваттметра перемещается в ту или иную сторону (в зависимости от знака этого угла), и емкость конденсатора 4 соответственно увеличивается или уменьшается,Направленне движения подвижной системы ваттметра прои данном знаке угла между напряжениями У, н У, зависит от того, как включены начала и концы обмоток ватт- метра. Ваттметр включен так, что перемещение его подвижной системы вызывает уменьшение угла между напряжениями У, и У, за счет соответствующего изменения емкости конденсатора 4,Если частота в системе равна )О и стрелка ваттметра находится в среднем положении, то момент на оси подвижной системы ваттметра равен нулю. Момент на диске автоматического регулятора мощности от задающего элемента также равен нулю, и регулятор поддерживает значение мощности, равное Ро При некотором изменении частоты возникают дополнительные моменты вращения - на диске регулятора (от задающего элемента) и на подвижной системе ваттметра 3. Подвижная система ваттметра поворачивается и изменяет емкость конденсатора 4 так, чтобы моменты на ваттметре и на диске регулятора от задающего элемента снова оказались равными нулю. После этого уставка автоматического регулятора мощности остается прежней (равной Р,), но подвижная система ваттметра занимает новое положение, соответствующее новому значению частоты, Положение стрелки ваттметра зависит, очевидно, только от частоты (оно определяется емкостью конденсатора 4, которая необходима для того, чтобы при данном значении частоты выходное напряжение У, четырехполюсника было равно нулю или совпадало по фазе с на пряяением на входе четырехполюсника), Это свойство позволяет проградуировать шкалу ваттметра в единицах частоты и использовать устройство для регулирования частоты одновременно как чувствительный автокомпенсационный частотомер.Описанное действие устройства возможно лишь при изменениях частоты в пределах- 12, соответствующих крайним точкам шкалы ваттметра. Если частота выйдет за указанные пределы, то стрелка ватт- метра дойдет до упора, но момент на подвижной системе ваттметра всеже не будет доведен до нуля, При этом подвижная система ваттметра будет (все время, пока частота выходит за пределы- ) находиться под воздействием остаточного момента, пропорционального разности между действительным значением частоты и соответствующим конечным значением шакалы ваттметра, Момент на диске регулятора мощности, создаваемый задающим элементом, будет пропорционален остаточному моменту на подвижной системе ваттметра. Поэтому мощность, поддерживаемая автоматическим регулятором мощности, изменится на некоторую величину, пропорциональную разности между конечным значением шкалы ваттметра и действительным значением частоты.Таким образом, пределы регулирования устройства определяются значениями частоты, прои которых стрелка ваттметра доходит до одного из упоров, Изменение этих пределов предлагается производить псредвижными упорами, с помощью которых изменяются пределы перемещения стрелки ваттметра.При применении устройства, показанного на фиг. 1, часто бывает затруднительно обеспечить высокую стабильность характеристики регулирования, так как в процессе эксплуатации всегда возможна некоторое изменение напряжения на входе четырехполюсника 1, а также изменение коэффициента усиления усилителя 2.Для повышения стабильности характеристики может быть применено устройство, показанное на фиг. 2, Оно отличается от устройства, показанного на фиг. 1, тем, что имеет второй ваттметр б и второй конденсатор переменной емкости 7. Ваттметр б, в отличие от ваттметра 3, имеет моментную пружину, стремящуюся установить стрелку в середине шкалы, а ротор конденсатора 7 - в среднее положение. В этом устройстве при изменении частоты компенсация осуществляется ваттметром 3 и конденсатором 4, а стрелка ваттметра 6, благодаря моментной пружине, остается в среднем положении. При этом устройство работает,как астатическое автокомпенсационное устройство, ничем не отличающееся от устройства по фиг. 1,Устройство по фиг. 2 можно уподобить усилителю с отрицательной обратной связью, причем элемснтамп отрицательной обратной связи являются ваттметр 6 и кондспсатор 7.Основываясь на теории усилителей с отрицательной обратной связью, можно утверждать, что при достаточно большом коэффициенте усиления усилителя 2 изменение напряжения на входе четырехполюсника 1 и изменение коэффициента усиления усилителя 2 будут мало сказываться па стабильности характеристики, которая определяется в данном случае параметрами достаточно стабильных элементов 5, 6 и 7 и зависит, в частности, от характеристики пружины ваттметра 6,Предмет изобретепи1, Устройство для изменения уставки автоматического регулятора мощности, поддерживающего на электрическом генераторе заданную нагрузку, содержащее емкостнаомический четырехполюсник, преобразующий изменения частоты в мощность и соединенный через усилитель с задающим элементом автоматического регулятора мощности, отли ч а ющеес я тем, что, с целью повышения чувствительности устройства и расширения тем самым пределов изменения электрической нагрузки генератора в зависимости от изменений частоты в энергосистеме, между усилителем и задающим элементом регулятора мощно сти последовательно включен ватт- метр без моментной пружины, ме ханически связанный с конденсата ром в схеме четырехполюсника,2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повыше. ния стабильности его характеристики, последовательно с задающим элементом автоматического регулятора мощности включен снабженный моментной пружиной второй ваттметр, механически связанный с соответствующим конденсаторам в схеме четырехполюсника,