Способ регулирования возбуждения синхронного генератора

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК КОМИТЕТИ ОТКРЫТИЯ ОСУДАРСТВЕННЬО ИЗОБРЕТЕНИРИ ГКНТ СССР ИЕ ИЗОБ ОПИСАК АВТОРСК Т И ИДЕТЕЛ ЬСТВУ ьянц, К.Х,Курба- СССР К 1 Л 1+К 1 Ф К 1 р(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА(57) Сущность изобретения: для повышенияпределов статической и динамической устойчивости и улучшения качества переходИзобретение относится к области электротехники и может быть использовано в автоматических регуляторах возбуждения (АРВ) синхронного генератора (СГ) при совместной установке его с асинхронными генераторами (АГ) на электрических станциях.Известен способ регулирования возбуждения синхронного генератора, при котором в качестве регулируемых параметров используются отклонения и первые производные напряжения и частоты и первые производные тока возбуждения синхронного генератора, Математическое описание таких регуляторов (без учета постоянных времени) имеет следующий вид:1 ЬО=-Коц ЛО- +Ко 1 Ь где Ь 0- отклонение напряжения обмотки возбуждения СГ обусловленное АРВ; ЯО 1772870 А 2)5 Н 02 Л 3/46; Н 02 2ного процесса электрической системы при совместной работе синхронных и асинхронных генераторов управляющее воздействие на ток возбуждения синхронного генератора формируется совместно с параметрами режима станции и синхронного генератора, а также по режимному параметру асинхронного генератора - по отклонению и первой производной. активной составляющей тока статора асинхронного генератора. Увеличение активной составляющей тока статора асинхронного генератора приводит к увеличению, а уменьшение - соответственно к уменьшению значения тока возбуждения синхронного генератора, 2 ил. Ь О, О, Ь , 1 - отклонения и первые производные напряжения на шинах генератора или системы и его частоты; р - первая производная тока возбуждения СГ; К 0 ц, К 1 ц, Ко, К 1 г, К 1 р - соответствующие коэффициенты усиления, В дальнейшем изложении правая часть (1) сокращено обозначается в виде операторного выражения А(р) т.е,:Ь 01 = А(р),А(Р)-Коц О-К 1 цО +Кои ЬФ+К 1 Ф-Кр р,(2)Оснащение синхронных генераторов с такими АРВ повышает устойчивость их работы и улучшает демпфирование колебаний параметров режима электрических систем, тогда. когда на станции работают только синхронные генераторы,Недостатком рассмотренного способа при совместной работе на станции синхронных и асинхронных генераторов является отсутствие регулирования возбуждения СГпо параметрам режима АГ, как основногоэлемента электрической станции, вследствие чего пределы статической устойчивостиэлектрической системы незначительно сни.жаются по сравнению со случаем, когда на 5станции установлен только СГ.Для устранения указанного недостаткабыл предложен способ регулирования токавозбуждения СГ по отклонению и первойпроизводной тока статора АГ, который является наиболее близким к предлагаемомуспособу.Однако регулирование возбуждения СГпо полному току статора АГ не дает такогоэффекта, как регулирование по активной составляющей тока статора АГ.. Зто объясняется следующем.Согласно векторной диаграмме токовстатора АГ полный ток статора равен геометрической сумме активной (1 акт) и реактивной составляющих (1 раак). Втораясоставляющая представляет ток намагничивания; величина которой меняется незначительно при изменении активной нагрузкигенератора Полный ток меняется в основном в результате изменения активной составляющей, которая зависит от режиманагрузки - передаваемой активной мощности от АГ.Скорость набора активной нагрузки генераторами зависит от изменения активнойсоставляющей тока статора, которая влияетна уровень напряжения на шинах машинили станции. В свою очередь, от уровня напряжение зависит уровень устойчивости,35генератора и соответственно электроэнергетической системы в целом. В связи с этимочевидно необходимость и эффективностьрегулирования возбуждения СГ по активнойсоставляющей тока статора АГ. При этом 40справедлива записьЛ Оп = ЛОпа+Ь Опр,показывающая изменение возбуждения СГсогласно составляющим тока статораАГ(где Ь Оп - отклонение напрякения обмотки возбуждения СГ обусловленное регулированием по полному току статора АГ;Ь Ола, Л Оир - отклонения напряженияобмотки возбуждения СГ обусловленныерегулированием, соответственно, по активной и реактивной составляющей тока статора АГ).Необходимо отметить, что составляющая напряжения возбуждения СГ( ЛОпр),пропорциональная намагничивающему току статора АГ изменяется незначительнопри изменении режима,Целью изобретения является повышение пределов статической и динамической устойчивости и улучшения качества переходного процесса электрической системы при совместной работе синхронных и асинхронных генераторов.Поставленная цель достигается тем, что при совместной работе синхронных и асинхронных генераторов по предлагаемому способу в сумматор АРВ СГ дополнительно вводится канал, реагирующий на отклонение активной составляющей тока статора АГ относительно его номинального значения. При этом уравнения АРВ СГ (без учета постоянных времени) имеет следующий вид:ЛОГ = А(р) + Коакт Л 1 акт, (3)где Ь 1 акт = 1 акт -1 оакт - отклонение активной составляющей тока статора АГ (1 акт) относительно его номинального значения ( оакт):Ко 1 акт - коэффиЦиент УсилениЯ по этомУ каналу,С целью дальнейшего повышения устойчивости и улучшения качества переходного процесса электрической системы в переходном режиме в сумматор АРВ СГдополнительно вводится стабилизирующий канал по первой производной активной составляющей тока статора асинхронного генератора, При этом уравнения регулятора имеет следующий вид;Ь От = А(р) + Ко акт ф Ь 1 акт + К 1 акт 1 акт, (4) где 1 акт - первая производная активной составляющей тока статора АГ; Кпакт - коэффициент усиления по этому каналу.Предлагаемый способ регулирования возбукдения СГ при смешанном составе генераторов на станции - СГ и АГ - производится совместно с другими способами учитывающими другие каналы системы АРВ, реагирующие на параметры режима, синхронных и асинхронных генераторов.Таким образом, в предлагаемом способе при совместной работе СГ и АГ используются стандартные АРВ пропорционального и сильного действия с дополнительными каналами, реагирующими на отклонение и первую производную активной составляющей тока статора АГ.На фиг. 1 приведена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ.В обмотку статора асинхронного генератора 1 включен трансформатор тока 2, выходы которого подключены к элементу 3, измеряющему активную составляющую тока. В ыход элемента 3, измеря ю щего активную составляющую тока, подключен к преобразовательному элементу 4. Выход преобразовательного элемента 4 подклю10 15 20 25 30 35 40 45 50 чен к измерительному 5 и дифференцирующему элементам 6. Выходы измерительного 5 и дифференцирующего 6 элементов подключены, соответственно к усилительным элементам 7 и 8, а выходы усилительных элементов подключены к входам сумматора АРВ 9, синхронного генератора 10. В данной схеме транформатор тока 2 служит для трансформирования тока, пропорционального току статора АГ 1, а элемент измеряющий активную составляю цую тока 3 служит для формирования и измерения активного составляющего тока статора АГ 1. Преобразовательный элемент 4 служит для преобразования переменного активного составляющего тока статора АГ 1, в постоянный. Измерительный элемент 5 служит для измерения отклонения активного составляющего тока, пропорционального активной составляющей тока статора АГ 1, относительно его номинального значения. а дифференцирующий элемент 6 служит для формирования сигнала пропорционального скорости изменения активного составляющего тока статора АГ 1. Усилительные элементы 7 и О служат для усиления сигналов соответственно по отклонения и первым производным активной составляющей тока статора АГ 1, согласно установленным коэффициентам усиления (Ко 1 акт и Кнакг). Сумматор АРВ 9 синхронного генератора 10 служит для суммирования сигналов по выбранным параметрам режима станции, СГ и по предлагаемому способу - по отклонению и первой производной активной составляющей тока статора асинхронного генератора 1.Устройство, реализующее предлагаемый способ, работает следующим образом.В процессе работы генераторов трансформатор тока 2, включенный в обмотку статора асинхронного генератора 1, передает сигнал в аиде переменного тока, пропорционального току статора АГ 1, в элемент, измеряющий активную составляющую тока 3. Элемент измеряющий активную составляющую тока 3, измеряя и формируя сигнал пропорциональный активной составляющей тока статора АГ 1, передает его к преобразовательному элементу 4. Преобразовательный элемент 4, преобразовывая сигнал переменного тока в постоянный ток, передает его измерительным и дифференцирующим элементам 4 и 5. Измерительный и дифференцлрующий элементы 5 и 6, формируя сигналы, соответственно, пропорциональные отклонению и скорости изменения активной составляющей тока статора АГ 1, передает их усилительным элементам 7 и 8. Усиленные сигналы согласноустановленным коэффициентам усиленияКаакт и Кпакт) в усилительных элементах 7 и 8 поступают на вход сумматора АРВ 9 синхронного генератора 10. Ко всем остальным входам сумматора АРВ 9 синхронного генератора 10, поступают сигналы по выбранным параметрам режима станции и синхронного генератора. При этом количество исходных каналов, их настройка, значения коэффициентов усилений АРВ остаются без изменения.В результате полученные сигналы, пропорциональные отклонению и первой производной активной составляющей тока статора АГ 1, влияют на суммарное. изменение значения тока возбуждения синхронного генератора 10. Увеличение тока статора АГ увеличивает, а уменьшение, соответственно, уменьшает значение тока возбуждения синхронного генератора,Промышленная реализация данного изобретения на электрической станции зависит от количества установленнь 1 х генераторовв. Кап ример, на ста н ции с шестью агрегатами смешанного состава - синхронными и асинхронными генераторами - предлагаемый способ может быть использован в соответствии предлагаемой схемой фиг. 2. Формула изобретения Способ регулирования возбуждения синхронного генератора по авт. св. М 1508311, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения пределов статической и динамической устойчивости и улучшения качества переходного процесса электрической системы при совместной работе синхронных и асинхронных генераторов, в качестве указанного отклонения тока статора асинхронного генератора относительно номинального значения и его производной используют отклонение активной составляющей тока статора асинхронного генератора относительно его номинального значения и его производную.1772870 иг тор М.Ревс едакт ственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 ои аказ 3850 ВНИИПИ Гос Составитель К.Курбаниязоехред М,Моргентал Тираж Подписноевенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5