Устройство для обеспечения устойчивости параллельной работы синхронного генератора

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 09) (И) 3(59 Н ОБРЕТЕНИЯ дЛЬСТВУ ИЕ ИЗ ТОРСКОМУ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(56)1. Авторское свидетельство СССР 9 687529, кл. Н. 02 7 3/24, 1977.2. Авторское свидетельство СССР У 758375, кл. Н 02 3 3/24, 1978..3. Авторское свидетельство СССР 9 756589, кл. Н 02 Ю 3/24, 1978. (54)(57)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ . УСТОЙЧИВОСТИ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА, содержащее преобразователь активйой мощности генератора, блок памяти доаварийного значения электрической мощности, датчик скольжения генератора с датчиком скорости вращения ротора, блок дифференцирования скольжения генератора, к входу которого подключен выход датчика скольжения генератора, блок вычисления текущего значения мощности турбины и блок аварийной разгрузки турбины, к первому и второму. входам которого подключены соответственно выходы датчика скольжения генератора и. преобразователя активной мощности, а выход предна-. значен для подключения к входу электрогидравлического преобразователя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия при формировании управляющего воздействия оно снабжено пусковым блоком, вход которого подключен к выходу преобразователя активной мощности генератора, а выход - к яходу блока памяти доаварийного значения электрической мощности, блоком памяти текущего значения мощности турбины, первый вход которого подключен к выходу пускового блока, а второй - к выходу блока вычисления текущего значения мощности турбины, к первому входу которого подключен второй выход датчика скольжения генератора, к второму - выход преобразователя активной мощности генератора, а .к третьему выход блока дифференцирования скольжения генератора, первым ключом, пер.Щ вый вход которого подключен к выходу блока памяти доаварийного значения электрической мощности, а второй к выходу блока памяти текущего значения мощности турбины, блоком вычис ления ускорения, первый вход которого соединен с выходом первого ключа,второй - с выходом преобразователя активной мощности генераторов, а третий - с вторым выходом датчика сколь жения, вторым ключом, первый вход . которого соединен с выходом блока вычисления ускорения, второй - с выходом блока дифференцирования скольжения генератора, а выход - стретьим входом блока аварийной разгрузки тур бины, и блоком управления ключами, вход которого подключен к выходу пус кового блока, а первый и второй выходы - к управляющим входам первого и второго ключей соответственно.Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к противоава рийной автоматике, и предназначено , для обеспечения параллельной работы синхронного генератора при больших возмущениях в электроэнергетической системе.ИзВестны устройства для повышения устойчивости параллельной работы син хронного генератора путем различных воздействий, направленных на поддержание баланса механической и электрической мощности, где дозировка воздействия определяется на основании ускорения, получаемого дифференцированием скольжения Я и 21 .Однако эффективность таких устройств ограничена низким быстродействием.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для автоматического управления активной мощностью генератора,содержащее преобразователь активноймощности генератора, датчик скольжения с датчиком скорости вращения 25 ротора, блок дифференцирования скольжения генератора, вход которого сое"динен с выходом датчика скольжения,а выход подклкчен к входу блока аварийной разгрузки турбины, осуществля ацего управление в переходном процессе, входы которого соединены с выходами датчика скольжения и преобразователя электрической мощности генератора, а выход предназначен для под- З 5 ключения к электрогидравлическому преобразователю ЭГП)Кроме того, устройство состоит из блока вычисления текущего значения мощности турбины и блока памяти доаварийного значения .электрической мощности 3 .Указанное устройство обеспечивает повышение устойчивости в послеаварийном режиме,:.однако оно недостаточно эффективно с точки зрения обеспечения устойчивости параллельной работы генератора при больших возмущениях. Эффективность устройства характеризуется, прежде всего, быстродействием 50 управляющего сигнала воздействие ста новится не эффективным. В известномустройстве определение дозы воздействия осуществляется не на основаниипричины нарушения параллельной рабо-ты - небаланса механической и электрической мощности или (что то жесамоеускорения,а на основании изменения скорости ротора, дифферен-цирование которой дает ускорение,определяющее воздействие. Для того,чтобы изменение скорости стало выше погрешности блоков, вычисляющихускорение, необходимо выждать время 55 60 65 в определении дозы воздействия, таккак результат воздействия проявляется с запаздыванием и при задержке 10 15 20 и лишь потом формировать воз,действие. Это резко снижает быстродействие устройства и его эффективность,Цель изобретения - повышение быстродействия при определении интенсивности возмущения и формировании управляющего вйздействия.Поставленная цель достигается тем, что устройство для обеспечения устойчивости параллельной работы синхронного генератора, содержащее. преобразователь активной мощности генератора, блок памяти доаварийного значения электрической мощности, датчик скольжения генератора с датчиком скорости вращения ротора, блок дифференцирования скольжения генератора, к входу которого подключен выход датчика скольжения генератора, блок вычисления текущего значения мощности турбины и блок аварийной разгрузки турбийы, к первому и второму входам которого подключены соответственно выходы датчика скольжения генератора и преобразователя активной мощности, а выход предназначен для подключения к входу электрогидравлического преобразователя, снабжено пусковым блоком, вход которого подключен к выходу преобразователя активной мощности генератора, а выход - к входу блока памяти доаварийного значения электрической мощности, блоком памяти текуще го значения мощности турбины, первый вход которого подключен к выходу пускового блока, а второй - к выходу бло ка вычисления текущего значения мощности турбины, к первому входу которого подключен второй выход датчика скольжения генератора, к второму - выход преобразователя активной мощности генератора, а к третьему - жход блока дифференцирования скольжения, генератора, первым ключом, первый вход которого подключен к выходу блока памяти доаварийнайо значения электрической мощности, а второйк выходу блока памяти текущего значения мощности турбины, блоком вычисления ускорения, первый вход которого соединен с выходом первого ключа, второй - с выходом преобразователя активной мощности генератора, а третий - с вторым выходом датчика скольжения, вторым ключом, первый вход которого соединен с выходом блока вычисления ускорения, второйс выходом блока дифференцирования .скольжения генератора, а выход- третьим входом блока аварийной разгрузки турбины и блоком управления ключами, вход которого подключен к выходу пускового блока, а первый и второй выходы - к управляющим вхо-, дам первого и второго ключей соответственно.На фиг. 1 представлена блок-схемаустройства, на фиг. 2 - рассчитанный фна модели пример переходного процесса, иллюстрирующий работу устройства.Предлагаемое устройство фиг. 1)содержит преобразователь 1 активноймощности, генератора, пусковой блок 2блок 3 памяти доаварийного значенияэлектрической мощности, блок 4 памяти текущего значения мощности турбины, датчик 5 скольжения с датчикомскорости вращения ротора, блок бдифференцирования скольжения генератора, блок 7 вычисления текущегозначения мощности турбины, блок 8управления ключами, ключ 9, блок 10вычисления ускорения, ключ 11 иблок 12 аварийной разгрузки турбины,выход которого предназначен для подключения к входу ЭГП 13,К входу блока б дифференцирования скольжения подключен первыйвыход датчика 5 скольжения генератора. С первым и вторым входами блока12 аварийной разгрузки турбины соединены соответственно выходы датчика 5 25скольжения и преобразователя 1 активной мощности, выход которого под.ключен к входу пускового блока 2. Выход пускового блока 2. подсоединен квходу блока 8 управления ключами, 30входу блока. 3 памяти доаварийногозначения электрической мощности и, первому входу блока 4 памяти текущего значения мощности турбины, второй вход которого соединен с выходом З 5блока 7 вычисления текущего значениямощности турбины. К первому входублока 7 подключен второй выход датчика 5 скольжения, к второму - выход преобразователя 1 активной мощности, а к третьему - выход блока бдифференцирования скольжения. Первыйвход ключа 9 соединен с выходом блока 3, второй - с выходом блока 4,управляющий - с выходом блока 8 управления ключами, а выход - с первым входом блока 10 вычисления ускорения, второй вход которого подключенк выходу преобразователя 1, а третий -к второму выходу датчика 5. Первыйвход второго ключа 11 подсоединен к 50выходу блока 10, второй - к выходублока б, управляющий - к выходу блока 8 управления ключами, а выход -к входу блока 12 аварийной разгрузкитурбины. 55Скольжение в блоке 5 определяетсяпо формулеоб= -огде И - текущая скорость роторагенератора; 60до - синхронная скорость, задаваемая в виде уставки иливводимая автоматически равной доаварийному значениюскорости. На выходах блока 5 имеется как скорость, так и скольжение. С первого выхода блока 5 на входы блоков 7 и 10 .подается скорость, а со второго выхода блока 5 на входы блоков би 12 - скольжение.Блок 8 управления ключами является логическим. После первого импульса с блока 2, который появляется при каждом скачкообразном изменении мощности, блоком 8 на кпюч 9 подается сигнал на соединение блока 3 с блоком 10, а на ключ 11 - сигнал на соединение блоков 10 и 12 на время первой уставки. По истечении времени первой уставки сигналы снимаются, кпюч 9 становится на пропуск сигнала с блока 4, а ключ 11 на пропуск сигнала с блока б.После последукщих импульсов на ключ 11 подается сигнал на соединение блоков 10 и 12 на время второй уставки, после чего ключ 11 возвращается в исходное положение, т.е, на пропуск сигнала с блоков.В блоке 12 аварийной разгрузки турбины опредеЛяется начало подачи и продолжительность сигнала на разгрузку. Этот блок является перепрограммируемым и позволяет испольэовать любой алгоритм дозировки управляемого воздействия в зависимости от конкретной схемы соединения станции с энергосистемой и параметров энергоблока. В данном случае управление разгрузкой производится следующим образом.Если Ф, болыае заданной величины, то подается сигнал максимальной амплитуды на разгрузку и удерживается до тех пор, пока одновременно не выполняются два условия: Ы 0 и бсО . После этого сигнал на разгрузку снимается и разгрузка турбины с соответствующим запаздыванием прекращается.Устройство работает следующим образом.Текущее значение активной мощности генератора с выхода блока 1 поступает на вход блока 2, который реагирует на скачкообразное изменение мощности, превышащцее заданную величину. При повреждении в энергосистеме, сопровождающемся скачкообразным. изменением мощности, с выхода блока 2 на вход блока 3 передаются доаварийное значение мощности, где оно запоминается, а также сигналы о скачкообразных изменениях мощности на блоки 8 и 4.После первого скачкообразного изменения мощности ключ 9 по сигналу с блока 8 соединяет вход блока 10 с аисодом блока 3, а ключ 11 вход блока 12 с выходом блока 10 на время запаздывания изменения мснщ1077007 фив. ности турбины после подачи импульсана разгрузку, которое задается ввиде первой уставки в блоке 8, На, вход блока 12 непосредственно послевозникновения аварийной ситуации подается ускорение вычисляемое в блоке 10по Формуле Р -Рт згде Р - мощность турбины, равнаядоаварийной мощности гене Оратора (блок 3),Рз - текущая мощность генератора(д - скорость ротора (блок 5);Т - механическая постоянная инер ция,По истечении времеви первой устав.ки ключ 11 переключает вход блока 12.с выхода блока 10 на выход блока 6,а вход блока 10 - с выхода блока 3на выход блока 4. С этоговременивоздействие определяется на основании ускорения, получаемого путем диф,ференцирования в блоке б.При скачкообразных изменениях мощности, возникакщих по истечении времени первой уставки, ключ 11 переключает вход блока 12 с выхода блокаб на выход блока 10 на задаваемоев виде второй уставки в блоке 8 время, при котором плавно изменяющуюся 30из-за инерционности тракта теплоносителя мбщность турбины можно принятьнеизменной по сравнению со скачкообразно изменякщейся электрической мощностью. На вход блока 10 вместо выхода, 35блока 3 подключается выход блока 4, вкотором по сигналу с блока 2 запоминается мощность турбины, предшествующая. каждому скачкообразному изменению электрической мощности и вычисляемая в блоке 7г 1 Р РзФ Тф 6 игде М - ускорение, нолучаемое путемдифФеренцирования скольжения блок б)По истечении времени второй устав" ки ключ 11 переключает вход блока 12 на выход блока б.Далее устройство работает аналогично описанному до затухания ускорения и прекращения скачкообразных изменений мощности. Укаэанные переключения ведутся блоком 8 на основании сигналов о моментах скачкообразного изменения мощности и уставои времени, которые определяются в зависимости от мощности агрегата и типа исполняющих устройств.Таким образом, предлагаемое устройство в результате введения блока вычисления ускорения позволяет повысить быстродействие при определении интенсивности возмущения и Формирования управляющих воздействий. Противоаварийное управление блоком, осуществляемое по изменению значения ускорения ротора, ведется сразу после возникновения возмущения на основании Фактора, являющегося причиной нарушения устойчивости небаланса мощности на валу агрегата.Повышение быстродействия позволяет своевременно воздействовать на протекание переходного процесса и повысить устойчивость параллельной работы генератора.1077007 Составитель А. Окидактор Л. Пчелинская Техред Т,Маточка Корректор С, Че аказ 765 Подпи филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 1 Тираж 614ВНИИПИ Государственногопо делам изобретенийи113035, Москва, Ж, Рауш омитета СССРткрытийкая наб., д. 4