Устройство автоматического регулирования возбуждения синхронного генератора

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) 111) 10 4 Н 02 Р 9/14 я 1 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИИ К АВТОРСКОМУ СВИД(71) Предприятие "Сибтехэнерго" Производственного объединения по наладке, совершенствованию технологии и эксплуатации электростанций и сетей "Союзтехэнерго"(72) Ф.Л.Коган, Л.А,Москвичев, В,Г.Сутягин и В,М,Шевченко (53) 621.316.722:621.313.322(088.8) (56) Соловьев И,И. Автоматические регуляторы синхронных генераторов.- М.: Энергоиздат, 1981, с.129-158,Авторское свидетельство СССР 9 118886, кл. Н 02 Р 9/14, 1958,Авторское свидетельство СССР В 892640, кл. Н 02 Р 9/14, 1979. (54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА(57) Устройство автоматического регулирования возбуждения (АРВ) синхронного генератора позволяет по" высить эффективность демпфирования качаний в энергосистемах различной конфигурации. При любом возмущении в энергосистеме, которое приводит к возникновению качаний генераторов, не совпадающих по амплитуде и по фазе с изменениями средневзвешенной частоты на шинах электростанций, блок блокировки блокирует работу канала изменения частоты и его производной, что обеспечивает подачу в устройство АРВ генератора стабилиэирующих сигналов только по разностичастот и ее производной. Устройствообеспечивает в этих случаях подачустабилизирующего сигнала такой полярности, которая при частоте вращения генератораменьшей, чем частота напряжения шинэлектростанцииуменьшает возбуждение и тормознойэлектромагнитный момент на валу генератора, создавая условия для ускорения вращения, а при частоте вращениягенератора, большей, чем частотынапряжения шин, увеличивает возбуждение и тормозной момент. Если при достижении сближения частоты вращениягенераторов и частоты на шинах электростанции продолжаются качания генераторов электростанции по отношениюк энергосистеме, то блок блокировкис заданной постоянной времени прекращает блокирование канала отклонения частоты и в устройство АРВ генераторов поступают стабилизирующиесигналы по изменению частоты на шинах электростанции и по производнойэтого изменения. При любом возмуще-.нии в энергосистеме частота напряжения сети и частота вращения генераторов изменяются в одну сторону,поэтому при использовании сигналапо разности этих частот искйючаетсяподача дестабилизирующего сигнала,противодействующего сигналу по основному параметру регулирования, иподается сигнал, обеспечивающий сближение частот до их совпадения.2 ил.20 Суммирующий усилитель 4 является элементом АРВ генератора, который обеспечивает изменение тока возбуждения генератора пропорционально изменению основных параметров регулирования (величины напряжения статора генератора и ее производной) и стабилизирующих сигналов.Блок блокировки (фиг.2) осуществляет блокировку канала регулирования по изменению частоты и ее производной и обеспечивает адаптивность устройства. Он содержит формирователь 9 модуля, цепь 10 замедления на закрытие аналогового ключа при деблоки 455055 Изобретение относится к автоматическому регулированию возбуждения синхронных машин.Цель изобретения - повышение эффективности демпфирования качаний 5 в энергосистемах различной конфигурации.На Фиг.1 приведена блок-схема устройства; на фиг.2 - блок-схема блока блокировки, 1 ОУстройство содержит датчик 1 частоты напряжения П электрической сети, вход которого подключается через измерительный трансформатор напряжения к шинам высокого напря жения электростанции или в другую точку сетки, в которую включен генератор, преобразователь 2 частоты вращения вала генератора, обеспечи- вающий формирование сигнала, пропорционального скорости вращения вала генератора щ т.е. является аналогом частоты вращения вала агре. гата, блок 3 разностй, вь 1 ходной сигнал которого пропорционален раз ности поступающих на его входы сигналов от блоков 1 и 2, суммирующий усилитель 4, на один из входов которого подается выходной сигнал блока 3 разности, а на другой - 30 производная этого сигнала по воемени через дифференцирующий блок 5, блок 6 блокировки, вход которого подключен к выходу датчика 1 параллельно одному из входов блока 3 (показано на схеме для конкретного выполне- . ния) или к датчику частоты любой другой точки электрической сети, а выход подключен к блоку 7 изменения частоты, выход которого подключен к суммирующему усилителю 4 непосредственно и через дифференцирующий блок 8. ровании каналов регулирования по изменению и производной частоты, аналоговый ключ 1 и источник 12 напряжения смещения,Аналоговый ключ 11 предназначен для коммутации выходного сигналадатчика 1 частоты и управляется 1 С 1выходным сигналом 11 блока 3, преобразуемым с помощью Формирователя 9 модуля и цепи 10, и позволяет коммутировать разнополярные и меняющиеся сигналы, При закрытом состоянии этого ключа обеспечивается прохождение входного сигнала 0 на выход ключа и далее в блок 7, а при открытом состоянии ключа его выход шунтируется.Управляющий разнополярный сигнал рассогласования Ч проходит через Формирователь 9 модуля и поступает на вход цепи 10, Эта цепь содержит, например, звено пассивного интегрирования, состоящее из конденсатора, резистора и диодного элемента, которые включены таким образом, что заряд конденсатора происходит через диод без задержки, а разряд - через резистор с заданной постоянной времени, Это обеспечивает при появлении сигнала рассогласования на выходе блока 3 разности подачу управляющего сигнала на ключ 11 беэ задержки, а при исчезйовении сигнала рассогласования П съем управляющего сигнала с заданной постоянной времени.Кроме того, в выходной сигнал цепи 10 замедления подается напряжение смещения от источника 2 напряжения смещения, представляющего собой делитель напряжения источника питания, которое задает уставку срабатывания ключа 11, что обеспечивает отстройку от наводок и отшумового сигнала, вызванного флуктуацией ротора генератора в поле статора. За счет постоянно поступающего на вход ключа 11 сигнала смещения, который превышает величину напряжения отсечки ключа, ключ 11 при отсутствии сигнала рассогласования П (с учетом зоны шумового сигнала) закрыт.При появлении сигнала рассогласования на выходе блока 3 заряд кон денсатора в цепи 10 происходит как указано вышее, через диодный элемент30 Устройство работает следующимобразом. 50 При любом возмущении в энергосистеме, которое приводит к возникновению качаний генераторов, не совпадающих по амплитуде и по фазе 55 с изменениями средневзвешенной частоты на шинах электростанций, работающей в сложной энергосистеме,без задержки и если величина этогосигнала превысит уставку срабатывания ключа 11 блока блокировки 6, тоключ 11 открывается и его выходшунтируется, блокируя входной сигналканала изменения частоты. В этомслучае на суммирующий усилитель 4поступают сигналы рассогласованияот блока 3 и через блок 5 производ-.ная этого сигнала, а сигналы от бло- ц 1ков 7 и 8 отсутствуют,При исчезновении сигнала рассо-,гласования на выходе блока 3 (т.е.при его уменьшении ниже уставкиблока блокировки) разряд конденсатора в цепи 10 происходит через резистор с заданной постоянной времени, при этом за счет смещения напря.жения на затворе ключа нарастает,по мере его нарастания ключ 11 закрывается, а после достижения на его за-.творе напряжения отсечки ключ закрыт полностью. При этом напряжение Ц на выходе блока блокировкисастановится равным входному Б,т.е. входной сигнал канала изменения частоты деблокируется, и насуммирующий усилитель 4 поступаютсигналы, образуемые блоком изменения частоты 7 и его производной 8.Замедление в этом случае введенодля предотвращения паразитных авто"колебаний системы в случаях периодического возникновения и исчезновениясигнала рассогласования на выходеблока разности частот (с учетомзаданной уставки). Таким образом,при исчезновении разности частотввод каналов регулирования по изме"нению и производной частоты происходит с заданной постоянной времени, а при появлении разности частотканалы регулирования по изменению ипроизводной частоты блокируютсябез замедления, сразу, т.е. преимущество обеспечивается эа каналамирегулирования по разности частот иее производной. блок блокировки блокирует работу канала изменения частоты и его производной, что обеспечивает подачу в АРВ генератора стабилизирующих сигналов только по разности частот и ее производной. Этим исключаются возможность самораскручивания из-за подачи сигналов не в фазе с колебаниями частоты вращения роторов генераторов и возможность неправильной работы устройства при динамических ю возмущениях из-за противодействия сигналов по изменению и производной частоты сигналу по основному параметру регулирования.Устройство обеспечивает в этих случаях подачу стабилизирующего сигнала такой полярности, чтобы при частоте вращения генератора, меньшей частоты напряжения шин электростанции, возбуждение уменьшилось, что уменьшает тормозной электромагнитный момент на валу генератора и создает условия для ускорения вращения, а при частоте вращения генератора, большей частоты напряжения шин, возбуждение увеличивалось и увеличивался тормозной момент, Кроме того, устройство обеспечивает изменение возбуждения генератора и в соответствии с производной сигнала рассогласования скорости вращения генератора и частоты напряжения шин станции, что улучшает демпфирование колебаний скорости вращения. При любом возмущении в энергосистеме частота напряжения сети (шин электростанции) и частота вращения генераторов изменяются в одну и ту же сторону, поэтому при использовании сигнала по разности этих частот исключается подача дестабилизирующего сигнала, противодействующего сигналу по основному параметру регулирования, и подается сигнал, обеспечивающий сближение частот до их совпадения, что всегда полезно.Если при достижении сближения частоты вращения генераторов и частоты на шинах электростанции продолжаются качания генераторов данной электростанции по отношению к энергосистеме, что характерно для случая связи электростанции с энергосистемой по одной ВЛ или при слабых связях, то блок блокировки с заданной постоянной времени прекращает1220102 тот. каз 1330/59дписное ВНИИПИТираж 63 Патент Филиал ПП г. Ужгород ектная блокирование канала отклонения частоты и в АРВ генераторов поступают стабилизирующие сигналы по изменению частоты на шинах электростанции и по производной этогоизменения, полезность которых в этихслучаях проверена многолетней практикой их использования. При возникновенин вновь разности частот враще"ния генераторов напряжения на шинахстанции больше заданной уставки канал изменения частоты практическимгновенно блокируется и обеспечивается стабилизация по разности часФормула изобретения Устройство автоматического регулирования возбуждения синхронного генератора, содержащее преобразователь частоты вращения вала генератора, датчик частоты. электрической сети, выходы которых подключены к входам блока разности, дифференцирующий блок, вход которого подключен к выходу блока разности, а выхо.ды блоков разности и дифференцирующего блока подключены к входамсуммирующего усилителя, о т л и ч а-;ющ е е с я тем,что,с целью повышения эффективностидемпфирования качаний вэнергосистемах различной конфигура ции, устройство снабжено блокомизменения частоты электрическойсети и дифференцирующим блоком,подключенным к выходу блока изменения частоты, выходы каждого из 15 которых подключены к входам суммирующего усилителя, и блоком блокировки, содержащим аналоговый ключ,формирователь модуля и цепь замедления на закрытие аналогового ключа, 20 вход которого подключен к датчикучастоты электрической сети, выходк блоку изменения частоты, а управляющий вход подключен к выходублока разности через формирователь 25 модуля и цепь замедления на закрытиеаналогового ключа.