Устройство для формирования регулирующего воздействия для автоматического регулятора возбуждения синхронного генератора

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК ПАТЕНТУ Комитет Российской Федерация по патентам я товарным знакам(71) Высоковольтный научно-исследовательскийцентр Всероссийского электротехнического института имВ ИЛенина(72) Бабенко СА Ревякин В.В, Сысоева ЛВ(73) Высоковольтный научно-исследовательскийцентр Всероссийского электротехнического института ее В.ИЛенина(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ РЕГУЛИРУЮЩЕГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛЯТОРА ВОЗБУЖДЕНИЯСИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА(19) КЦ (11) П)рф 1 НИб автоматических регуляторов возбуждения сильного действия Сущность: устройство содержит дискретизирующие юаочи 12,3, управляемые трехфазным генератором 4 прямоугольных импульсов, суммирующий усилитель 5 и последовательно соединенные фильтр 6, компаратор 7, одновибратор 8, фазосдвигающее устройство 9 и устройство выборки хранения (УВХ) 10, при этом выход фильтра соединен с информационным входом УВХ, а управляющийвход УВХ - с выходом фазосдвигающего устройства Такая структура устройства позволяет выявить отклонения напряжения на выходе синхронного генератора с максимальным чистым запаздыванием 001 периода промышленной частоты и менее. 2 ип.Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам автоматического регулирования возбуждения синхронных генераторов, и может быть использовано для создания автоматических регуляторов возбуждения сильного действия с вуокой точностью и быстродействием.л;фЛЬЮТ) устцфсбо, содержащед блоки выйвлеЮрутроненрй напряжения и частоты, прощрцибнгльно-дифференцирующие блоки, суммирующий усилитель и выявительный элемент отклонения напряжения. Однако структура этого устройства и принцип его работы, в котором регулирование осуществляется по отклонению напряжения на выходе синхронного генератора от заданной величины уставки, не позволяет решить противоречие между требованиями высокого быстродействия и статической точности,Известно устройство, содержащее блок задания уставки напряжения, блоки выявления отклонения напряжения и частоты, пропорционально-дифференцирующие блоки и суммирующий усилитель, возбудитель с системой управления, блок обратной связи, блок частотной компенсации, пропорционально-интегрирующий усилитель, быстродействующий и прецизионный элементы. Устройство обеспечивает увеличение быстродействия не менее чем в три раза и точности примерно на порядок, при этом максимальное чистое запаздывание не превышает половины периода регулируемого напряжения. Однако этой точки и быстродействия часто бывает недостаточно при работе синхронного генератора на импульсную нагрузку,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство для формирования регулирующего параметра по частоте для систем автоматического регулирования частоты в энергосистеме, содержащее управляемые дискретизирующие ключи, силовые входы которых подключены к шинам энергосистемы, управляющий генератор прямоугольных импульсов высокой частоты, выходы которого подключены соответственно к управляющим входам дискретизирующих ключей, суммирующий усилитель, вход которого соединен со всеми выходами управляемых дискретизирующих ключей и фильтр, вход которого подключен к выходу суммирующего усилителя, а также выходной дифференциальлый усилитель, на один иэ входов которого подается сформированный сигнал, пропорциональный частоте энергосистемы, а на другой - сформирован 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ный сигнал уставки. Устройство позволяет сформировать сигнал рассогласования по отклонению частоты на два порядка быстрее промышленной частоты сети, однако оно обладает ограниченными функциональными возможностями ввиду того, что не позволяет выявить с высокой точностью и быстродействием отклонение напряжения на шинах синхронного генератора от заданного напряжения уставки,Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства и повышение точности и быстродействия при выявлении отклонений напряжения на шинах синхронного генератора,Поставленная цель достигается тем, что в устройство формирования регулирующего воздействия для автоматического регулятора возбуждения синхронного генератора, содержащее управляемые дискретиэирующие ключи, входы которых подсоединены к зажимам источника напряжения, трехфазный управляющий генератор высокой частоты, выходы которого соединены с соответствующими управляющими входами ключей, суммирующий усилитель, вход которого соединен со всеми выходами дискретизирующих ключей, фильтр. вход которого соединен с выходом суммирующего усилителя, и выходной дифференциальный усилитель, введены последовательно соединенные компаратор, одновибратор, фазосдвигающее устройство и устройство выборки-хранения (УВХ), а также источник нап ряжения уставки, выход которого соединен с одним из входов выходного дифференциального усилителя, При этом выход фильтра соединен одновременно с входом компаратора и информационным входом УВХ, управляющий вход УВХ соединен с выходом фазосдвигающего устройства, а выход УВХ с другим входом выходного дифференциального усилителя, Такая структура устройства позволяет сформировать кваэинепрерывный сигнал, дающий информацию о величине модуля обобщенного вектора напряжения трехфазной синхронной машины, что в свою очередь расширяет функциональные возможности устройства и увеличивает точность и быстродействие выявления отклонений напряжения ввиду того, что информация о величине модуля формируется несколько сот раз в период регулируемого напряжения, При этом чистое запаздывание не превышает 0,01 периода регулируемого напряжения. На фиг, 1 приведена сема предлагаемого устройства; нэ чг Р временные диагрэммы его работы(56) Автоматический регулятор возбуждениясильного действия для гидрогенераторов,турбогенераторов и синхронных компенса 40 торов, унифицированный АРВ-СД. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. -М,: ВЭИ им. В.И,Ленина, 1970.Авторское свидетельство СССРМ 681534, кл. Н 02 Р 9/14, 1979,45 Авторское свидетельство СССР, ГФ 1598040, кл. К 02 3 3/06, 1990. Ф ор мул а изобретенияустройство для формиРовдния Регулиую. усилителя, последовательно соединенного щего воздействия для двтомдтичаского 50 сРегулятоРд возБуждения синхронного гЕ. фф"ром и выходной дифференциальнгрдтогд, содержащее управляемые диск- ный усилитель, Отличающееся тем, что, с ретиэирующие ключи, входы которых пред- целью Рвссщерения Функциональных воэназначены для подключения к выводам фюжностей, повышения точности и быстро- синхронного генератора, управляющий 55 действия при выявлении отклонений трехфазный генератор прямоугольнык им-нвпРяжения на мннах синхронного гене- пульсов, выходы которого соединены с ео- . Ратора введены тюследовательно соедиответствующими управляющими входами ненные компаРатоР, одновибратор, дискретизирующих ключей, выходы кото- фазосдвигающее устройство и устройство рых подключены к входу суммирующего выборки хРанвния, второй вход которого Устройство содержит силовые дискретизирующие ключи 1, 2, 3, управляемые трехфазным управляющим генератором прямоугольных импульсов 4, при этом управляющие входы ключей подсоединены к соответствующим выходам управляющего генератора, а силовые входы ключей подсоединены к клеммам синхронного генератора, суммирующий усилитель 5, вход которого соединен со всеми выходами ключей, фильтр 6, вход которого соединен с выходом суммирующего усилителя, элементы 1-6. могут быть выполнены аналогично прототипу, компаратор 7, выполненный, например, на ИСК 554 САЗ, вход которого соединен с выходом фильтра, одновибратор 8, выполненный, например, на ИСК 155 АГЗ, вход которого соединен с выходом компаратора, фаэосдвигающее устройство 9, выполненное аналогично одновибратору, вход которого соединен с выходом одновибратора, УВХ 10, выполненное на ИС К 1100 СК 2, управляющий вход которого подсоединен к выходу фазосдвигающего устройства, а информационный вход соединен с выходом фильтра, Далее для формирования сигнала рассогласования используется известная схема выходного дифференциального усилителя 11, первый вход которого поДсоеДинен к выходу УВХ, а второй - к источнику задания напряжения уставки 12, в качестве которого может быть использован любой стабилизированный источник напряжения,Устройство работает следующим образом,Выходное напряжение синхронного генератора (фиг.2,а) с помощью дискретизирующих ключей 1,2,3, управляемых трехфазным генератором прямоугольных импульсов 4 (фиг,2 б,в,г), преобразуется в суммарный сигнал ступенчатой формы (фиг.2 д), снимаемый с выхода суммирующего усилителя 5, Фильтр 6 выделяет из этого сигнала первую гармоническую составляющую, равную по частоте выходной частбте генератора.4 (фиг,2 е). Компаратор 7 форми 5 10 15 20 25 30 35 рует фронты импульсов при переходв выходного напряжения фильтра через 0 (фиг.2 ж), одновибратор 8 формирует короткие управляющие импульсы (фиг.2 э), а фазосдвигающев устройство 9 сдвигает эти импульсы на 90 эл,град. (фиг.2 и). Эти жв импульсы поступают на уяравляющий вход УВХ 10, а на информационныи вход УВХ поступает сигнал с выхода фильтра 6 (фиг,2 е), В результате УВХ запоминает максимумы напряжения, поступающего на его информационный вход с выхода фильтра (фиг.2 к). Это напряжение пропорционально величине модуля обобщенного вектора напряжения трехфазного синхронного генератора и отслеживается УВХ на два порядка быстрее периода промышленной частоты сети. Этот сигнал (фиг.2 к) сравнивается выходным усилителем 11 с напряжением уставки (фиг,2 л), таким образом сигнал с выхода усилителя 11 (фиг.2 м) является управляющим сигналом, который может быть использован для регулирования напряжения возбуждения синхронного генератора по отклонению напряжения на его шинах. В целом устройство может быть использовано в качестве выявителя отклонения напряжения, обладающего высоким быстродействием и высокой статической точностью, что позволяет создавать автоматические регуляторы возбуждения сильного действия, обладающие высоким быстродействием и в то же время большой статической точностью, что в конечном итоге повышает качество вырабатываемой электроэнергии.2001502 ставитель А.Леменчукхред М,Моргентал Коррек Гереши ионов Редактор Тираж Подписн НПО "Поиск" Роспатента035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 з 3132 роиэводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 подключен к выходу фильтра, и источник напряжения уставки, соединенный с первым входом дифференциального усилителя, второй вход которого подключен к выходу устройства выборки-хранения, выход дифференциального усилителя является выходом устройства.