Устройство для измерения динамического измерения угла вылета ротора синхронного генератора

Союз Советекик Социалистическик Республик(22) Заявлено 100478 (21) 260054 3/24-07 с присоединением заявки Ио -(23) Приоритет Государствеиный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторыизобретения Ю.В.Хрущев, М.И,Стальная, В,А.Савичи В.В.Купчиков Алтайский политехнический институт им, И.И.Ползунова(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКОГО ИЗМЕНЕНИЯ УГЛА ВЫЛЕТА РОТОРА СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРАИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве быстродействующего измерительного органа для противоаварийной автоматики, применяемой в закольцованных энергосистемах.Известен телефазометр, содержащий два формирующих каскада, каждый из которых состоит из усилителя-ограничителя и дифференцирующей цепочки,10 симметричный триггер, к входам которого подключены формирующие каскады; на выходе триггера включен магнитоэлектрический миллиамперметр, позволяющий визуально контролировать 15 угол вылета ротора генератора 11 . Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устанавливающий факт вь 1 падения генератора из синхронизма измерительный орган, входящий в состав релейного устройства для ресинхронизации синхронного генератора, состоящий из датчика скорости вращения 25 генератора, выполненного в виде тахо- генератора постоянного тока, блока измерения угла вылета, выполненного в виде дифференциально-балансной усилительной схемы, одно плечо кото З рой подключено к датчику скоростичерез Т-образный Фильтр, а другоечерез запоминающий блок, выполненный в виде интегрирующей цепочки,составлеяной из активного сопротивления и конденсатора (21. Однако известное устройство запоминает среднее за какой-либо период осреднения значение счастоты контролируемого синхронного генератора перед аварией в виде уровня напряжения на интегрирующей цепочке, со стоящей из активного сопротивления и конденсатора. Период осреднения т.с прямо пропорционален постояннойср,времени Т заряда конденсатора.,Цля наиболее точной фиксации предварительной частоты генератора необходимо уменьшить период осреднения ср а значит постоянную времени Т. Но для наиболее точного измерения изменений угла б требуется сохранять неизменным напряжение на конденсаторе в течение всего переходного процесса во время аварии, для чего необходимо увеличивать постоянную времени Т. Таким образом, точность устройства ограничена взаимоисключающими требованиями к величине постоянной Т времени заряДа конденсатораКроме того, напряжение, вырабатываемое тахогенератором, пропорционально скорости вращения контролируемого синхронного генератора беэ учета падения напряжения на самом тахогенераторе, что дополнительно влияет на точность измерения.Цель изобретения - повышение точности измерения.Поставленная цель достигается тем, что н устройство для измерения динамического изменения угла вылета ротора синхронного генератора., содержащее датчик скорости нращения генератора, запоминающий блок, блок измерения угла вылета, дополнительно введены высокочастотный генератор импульсов, соединенньй с блоком изме рения угла вылета, блок автоматического управления, к входу которого подключен датчик скорости, а запоминающий блок выполнен в виде образцового и сравнивающего счетчиков импульсов, счетные входы которых соеди вены с генератором импульсов, управляющие - с блоком автоматического управления, а их выход - с элементом сравнения, причем выход элемента сравнения соединен с блоком автомати ческого управления и с управляющим входом сравнивающего счетчика, а выход блока автоматического управления подключен к блоку измерения угла вылета.На фиг.1 изображена. блок-схема предложенного устройствана фиг,2(а-л - временные диаграммы, иллюстрирующие работу устройства.Устройство содержит датчик 1 скорости контролируемого генератора, выполненный н виде синхронного тахо- генератора, установленного на валу генератора, высокочастотный генератор 2 импульсов, блок 3 автоматического управления, к выходу которого подключен датчик 1 скорости, запоми- нающиЙ блок 4, состоящиЙ из образцового 5 и сравнивающего б счетчиков импульсов счетные входы которых соединены с генератором 2 импульсов, управляющие - с блоком 3 автоматичес кого управления, и элемента 7 сравне ния, к двум входам которого подключены выходы счетчиков 5 и б, причем его выход соединен с блоком 3 антома тического управления и со счетчиком 6. Блок 3 автоматического управления соединен с блоком 8 измерения угла ньлета. К входу блока 8 измерения угла вылета подключен высокочастотный генератор 2 импульсов.На фиг.2 а показано напряжение на выходе датчика 1 скорости; на фиг,2 сигнал от релейной защиты; на фиг.2 импульсы с частотой 2 , вырабатываемые в блоке 3, в момент прохождения ЭДС генератора через нуль; на фиг.2 сигналы управления, поступающие отблока 3 н образцовый счетчик 5 импульсов; на фиг,2 д - постоянное число й , записанное в счетчике 5 нафиг.2 е - разрешающий сигнал от бло-.ка 3 в сравнивающий счетчик 6 , нафиг.2 ж - постоянные числа й , записываемые в счетчике 6 на фиг.2 эимпульсы с частотой 2 1 на выходеэлемента 7 сравнения; на фиг.2 и -импульсы с частотой Е на ныходеблока 3, поступающие в блок 8 измерения угла вылета; на фиг.2 к - импульсы с частотой Е на выходе блока3, поступающие в блок 8 измеренияугла вылета; на фиг.2 л - значениеугла вылета на выходе блока 8 измерения угла вылета. До гоступления в блок 3 автоматического управления блоки 3-8 выдают нулевые сигналы.при аварии на каком-либо элементе схемы, отличаемом релейной защитой, разрешающий сигнал с релейной защиты поступает в блок 3 автоматического управления в момент времени Напряжение с датчика 1 подается в блок 3, где оно выпрямляется, ограничивается по амплитуде и проходит через нуль-орган, н результате чего н момент прохождения ЭДС генератора через нуль вырабатываются импульсы с частотой, равной удвоенной частоте 2 1 ЭДС генератора. Время между двумя соседними импульсами предстанляет собой длительность полупериода ЭДС генератора, Блок 3 выдает разрешение на счет н счетчике 5 с началом первого целого полупериода ЭДС генератора, следующего эа полупериодом, во время которого произошла авария, т,е, н момент времени . Счет прекращается после прихода из блока 3 автоматического управления второго импульса, соответствующего окончанию первого целого полупериода ЭДС генератора, в момент времени Э ,Длительность первого целого полупериода в " ЭДС генератора запоминаетсяЯ.в счетчике 5 импульсов количеством И импульсов на все время переходного процесса, Непосредственно после анарии в течение первого полупериода частота ЭДС генератора и угол вылета Ю не успевают существенно измениться и продОлжают оставаться равными частоте и углу вылета сР перед аварией . Поэтому длительность первого целого полупериода является образцовой и принимается за параметр, характеризующий энергоприемиую систему после аварий. Скорость счета счетчиков 5 и 6 одинакова, так как они считают число импульсов, поступающее от одного высокочастотного высокостабильного генератора 2 импульсов, Следовательно, после истечения нремени -н счетчике 6 запишетсятот 3.число И импульсов, Как только числв счетчиках 5 и 6 станут одинаковыми, элемент 7 сравнения выдает сигнал в момент времени с з в блок 3автоматического управления и науправляющий вход сравнивающего счетчика 6. В счетчике 6 этот сигналпроизводит сброс, и счетчик 6 начинает новый цикл,Таким образом, элемент 7 сравнения вырабатывает импульсы с часто 4тОЙ 0 т 2частОта кОтОрых в блОке 3 делится на два и на его выходпоступают сигналы с частотой Г,Аналогичным образом в блоке 3 происходит деление частоты 2 Г импульсовна два, и на выход блока 3 поступают также сигналы с частотойПосле начала аварии контролируемыйгенератор начинает разгоняться, частота его ЭДС увеличивается, поэтомувторой полупериод частоты ЭДС генератора закончится раньше (моментвремени 14, чем образцовый полупериод - о момент времени), и навыход блока 3 поступает сигнал счастотой 1 раньше, чем сигнал счастотой о , Угол о измеряетсячислом импульсов генератора 2, поступивших на вход блока 8 измеренияугла вылета., за время между приходом сигнала с частотойи сигналас частотой 10, т.е. между моментами времени 1., иВеличина угла о записывается вблоке 8 измерения угла вылета, выполненным в виде счетчика, в двоичномкоде, поэтому возможно дальнейшеедифференцирование с помощью арифметических устройств угла вылета бс целью получения на выходе устройства величин скольженияи ускоЖренияс дд тПри торможении контролируемогогенератора устройство работает аналогичным образом. Угол О измеряетсячислом импульсов генератора 2, поступивших на вход блока 8 за времямежду приходом сигнала с частотой ти сигнала с частотой 1Устройство позволяет повыситьточность измерения динамических изменений угла вылета ротора синхронного генератора, так как запоминающий блок, состоящий из двух счетчиков и подключенного к ним элемента сравнения, фиксирует частоту ЭДС генератора в первый полупериод после аварии, а не ее среднее значение за какой-либо период осреднения 1 р до аварии, и сохраняет это значение на все время переходного процесса без изменения.Возможность реализации устройства на унифицированных логических элементах, выполненных в виде микросхем, высокая помехозащищенность являются также его достоинствами.В связи с внедрением в настоящее время в системь 1 управления энергосистемами цифровых вычислительных машин ЦБМ) необходимо сказать о простом согласовании устройства дискретного типа с ЦВИ Формула изобретенияУстройство для измерения динамического изменения угла вылета роторасинхронного генератора, содержащеедатчик скорости вращения генератора,запоминающий блок, блок измеренияугла вылета, отличающеесятем, что, с целью повышения точности,оно снабжено высокочастотным генератором импульсов, соединенным с блоком измерения угла вылета, блокомавтоматического управления, к входукоторого подключен датчик скорости,запоминающий блок состоит из образцового и сравнивающего счетчиков35 импульсов,счетные входы которых соединены с генератором импульсов, ауправляющие - с блоком автоматического управления, и элемента сравнения, к двум входам которого подклю 40 чены выходы счетчиков импульсов,причем его выход соединен с блокомавтоматического управления и суправляющим входом сравнивакщегосчетчика, а выход блока автоматического управления подключен к блоку измерения угла вылета.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. "Электрические станции", 1962,У 2, с.75.2. Авторское свидетельство СССРР 109918, кл. Н 023/40, 1956.