Способ автоматического ограничения перегрузок синхронного генератора и устройство для его осуществления

(19) (111 0 2 д 3 /38 АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п- й- а(54) СПОСОБ АВТОЧЕНИЯ ПЕРЕГРУЗОК,РАТОРА И УСТРОИСВЛЕНИЯ МАТИЧЕСКОГО ОГРАНИИНХРОННОГО ГЕНЕ О ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТ, (21) 3505808/24-07(71) Ордена Октябрьской Революции Всесоюзный государственный проектно изыскательский и научно-исследовательский институт Энергосеть- проект(53) 621.313.2.016.32(088.8) (56) 1. Работа ЭСП, 9 5004 тм-Т 2.2. Авторское свидетельство СССР Р 251675, кл, Н 02 Л 3/38 1968,3. Гумин М.И. Комплексная система регулирования напряжения электростанции. Экспресс-информация Средства и системы управления в энергетикеф, вып. 6-7, 1972,(57) 1. Способ автоматическогораничения перегрузок синхронног генератора в системе группового у равления возбуждением, заключающи ся в том, что измеряют текущее зн чение тока генератора, вычитают из него заданное значение и при положительном значении разности формируют сигнал наличия перегрузки, контролируют напряженке на шинах энергообъекта, формируют управляющий сигнал, направленный на снижение возбуждения перегрузившегося генератора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества процесса управления режимом возбуждения генераторов, запоминайт значения напряжения дб и,после возникновения перегрузки и з случае по- Е лучения сигнала ааличия, Перегрузки и при положительной велйчине разности между текущим и предшествующим значениями напряжения блокируют сиг- С нал, направленный на повышение везбуждения перегрузившегося генерато- Я ра, и формируют управляющий сигнал, направленный на снижение возбуждения перегрузившегося генератора.2. Устройство для автоматкчского ограничения перегрузок синхронного генератора в системе группового управления возбуждением, со держащее общий для всех генераторов измеритель напряжения, вход кото. рого предназначен дЛя подключения к напряжению шин энергообъекта, и индивидуальные для каждого генератора первый и второй блоки сравнения, первый и второй установочные элементы, подключеннь 1 е соответственно к первым входам упомянутых блоков сравнения, измеритель тока. ротора и исполнительный орган, выход которого соединен с управляющими входами установочного устройства АРВ генератора, вторые входы первого и второго блоков сравнения соединены соответственно с выходом измерителя напряжения и.выходом измерителя тока ротора, о т л и ч а ю щ к й с я .тем, что, с целью повышения качества процесса управленин режимом возбуждения генераторов, оно снабжено двумя нуль-органами двухпозиционного типа, схемой И, блоком памяти, блоком раз;ности к ксьщутатором, причем выходпервого блока сравнения через размыкающий контакт коммутатора соединен с входом исполнительногоблока, который через замыкающийконтакт коммутатора соединен с выходом второго блока сравнения ивходом первого нуль-органа, выходкоторого соединен с первым ьходомсхемы И, второй вход которой соединен с выходом второго нуль-органа, а выход - с управляющим вхо"дом коммутатора, выход измерителянапряжения соединен с первым входомблока разности и с входом блока памяти, выход которого соединен с вторым входом блока разности,а выход последнего - с входом второго нуль-органа.Изобретение относится к электротехнике и предназначено для применения на блочных электростанциях,а также на подстанциях с группамисинхронных компенсаторов, работающих на общие шины,Известен способ автоматическогоограничения перегрузок генераторапо току ротора илк статора, предусматривающкй разгрузку генераторапо возбуждению до длительно допустимого значения контролируемого па-раметра после исчерпания допустимого времени перегрузки 1 .Недостатком этого способа является то, что использование перегрузочного ресурса к последующаяразгрузка генератора к соответственно его перевод в режим ограничения, т.е. в режим работы с принудительно пониженным возбуждениемк ограниченным перегрузочным ресурсом, производят независимо отпричин перегрузки. Вместе с тем режима огранкчения снижающего нагрузочные возможности энергообъекта,можно было бы избежать в случаях,когда причиной перегрузки является упомянутая неточность реализацииуправляющего воздействия. В этомслучае разгрузка должна,производить-ся беэ выдержки времени, для чегонеобходим критерий, позволяющий распознать причину перегрузки, Известный способ автоматической разгрузки такого критерия Бс предусматривает. Известен способ регулированиянапряжения на шинах электростанции,по которому осуществляется снятиеперегрузки беэ выдержки времени,5 воздействием на РПН трансформатора связи между шинами разных напряжений. Этот способ позволяетснять перегрузку на одной группе,генераторов, если имеется нагрузочо ный ресурс на другой группе, т.е,как и предлагаемый способ ксключа"ет перегрузку, не оправданную технологической необходимостью 2 .Однако этот способ неприменимпрк наличии одной группы генераторов, работающих на общую системушин,Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущностии достигаемому результату являет 2 О ся способ автоматического ограничения перегрузок синхронного гене"ратора, заключающийся в том, чтоизмеряют текущее значение тока25генератора, вычитают из него заданное значение и при положительном значении разности формируют сиг.нал наличия перегрузки, контро-.лируют напряжение на шинах энергообъекта Формируют управляющий сигЗО нал, направленный на снижение возбуждения нерегрузившегося генератораНедостатками такого способа являются излишняя перегрузка генератора и его неоправданный переходв режим ограничения.30 Способ осуществляют устройством, которое содержит общий для всех генераторов измеритель напряжения, вход которого подключен к напряжению шин, на которые работают упомянутые генераторы и индивидуальные для каждого генератора временной элемент, интегратор, первый и второй блоки сравнения, первый и второй установочные элементы, подключенные соответственно к первым входам упомянутых блоковсравнения, измеритель тока ротора, выход которого соединен со вторым входом второго блока сравнения, и исполнительный орган, выход которого 15 соединен с управляющими входами установочного устройства АРВ генератора, а вход - с .выходом первого блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом измерителя напряжения",а выход второго20 блока сравнения через временный элемент соединен со входом интегратора, выход которого соединен с третьим входом первого блока срав" нения.Интегратор в известном устройстве обеспечивает интегрирование входного сигнала только при его положительном значении, выходящем эа пределы заданной зоны нечувствительности.При вхождении последнего в зону нечувствительности интегрирование прекращается и запоминается текущее значение выходного сигнала, которое далее поддерживается неизменным вперед до появления отрицательного отклонения на входе, после чего выходной сигнал интегратора спадает до нуля с заданной постоян ной времени.Нормально текущее значение тока ротора, поступающее с выхода измерителя тока ротора на вход второго блока сравнения, меньше за данного, их разность, а следовательно, и входной сигнал интегратора отрицательны, выхоцной сигнал интегратора равен нулю, на вход ис.полнительного органа поступает сиг" нал, пропорциональный отклонению контролируемого напряжения от уставки, и исполнительный орган формирует и передает в схему возбуждения управляющий сигнал, направленный на уменьшение этого отклонения до величины, определяемой заданной зоной нечувствительности и законом регулирования.При появлении перегрузки сигнал 60 на входе интегратора становится положительным и через время, определяемое выдержкой времени времен,ного элемента, в первый блок срав" :нения поступает интегральный сиг нал смещения, что эквивалентно изменению задания в сторону уменьшения возбуждения, соответственноисполнительный орган формирует ивыдает управляющее воздействие наснижение возбуждения до тех пор,пока отклонениена выходе второгоблока сравнения не уменьшается довеличины, определяемой зоной нечувствительности интегратора, что соот"ветствует условию разгрузки генератора до заданного значения.При устранении причин перегрузки изменяется знак сигнала на выходевторого блока сравнения, сигнал навыходе интегратора спадает до нуля, и дальнейшее регулирование осуществляется по нормальной схеме 13 .Таким образом, известное устройство осуществляет снятие любойперегрузки только после исчерпаниязаданной выдержки времени независимо от причин, вызвавших перегрузку, и не позволяет реализовать предлагаемый способ,Цель изобретения - повышение качества процесса управления режимомвозбуждения генераторов.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу автоматического ограничения перегрузок синхронного генератора в системегруппового управления возбуждения,заключаюшемуся в том, что измеряюттекущее значение тока генератора,вычитают из него заданное значениеи при положительном значении разности формируют сигнал наличия перегрузки, контролируют напряжение кашинах энергообъекта, формируют управляющий сигнал, направленный наснижение возбуждения перегрузившегося генератора, запоминают значениянапряжения до и после возникновения перегрузки и в. случае получениясигнала наличия перегрузки и приположительной величине разностимежду текущим и предшествующимзначениями напряжения блокируют сигнал, направленный на повышение воэ"буждения перегрузившегося генератора. Такой способ осуществляется устройством, содержащим общий для всех генераторов измеритель напря" жения, вход которого предназначен для подключения к напряжению шин электростанции, и индивидуальные для каждого генератора первый и второй.блоки сравнения, первый и вто" рой установочные элементы, подключенные соответственно к первым входам упомянутых, блоков сравнения, измеритель тока ротора и исполнительный орган, выход которого соединен с управляющими входами установочного устройства АРВ генератора,45 5 О 55 60 65 а вторые входы первого и второго блоков сравнения соединены соотвеа ственно с выходом измерителя напряжения и с выходом измерителя тока ротора, в которое введены дополнительно первый и второй нуль"ор" ганы двухпозиционного типа, схе-, ма И, блок памяти, блок разности и коммутатор, причем выход первого блока сравнения через размыкающий контакт коммутатора соединен со входом исполнительного блока, который через замыкающий контакт коммутатора соединен с выходом вто" рого блока сравнения и входом пер" вого нуль органа, выход которого соединен с первым входом схемы И, второй вход которой соединен с выходом второго нуль-органа, а выходс управляющим входом коммутатора, выход измерителя напряжения соеди" нен с первым входом блока разности и со входом блока памяти, выход которого соединен со вторым входом блока разности, а выход последнего - со входом второго нуль-органа.На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.Устройство содержит измеритель напряжения 1, вход которого подключен к напряжению шин станции, и индивидуальные для каждого генератора первый 2 и второй 3 блоки сравнения, первый 4 и второй 5 установочные элементы, подключенные соответственно к первым входам первого 2 и второго 3 блоков срав" нения, измеритель тока ротора б и исполнительный орган 7, выход которого соединен с управляющими входами установочного .устройства 8 АРВ генератора, первый 9 и второй 10 нуль-органы, схему И 11, блок памяти 12, блок разности 13 и коммутатор 14, выход измерителя тока ротора б соединен со вторым входом второго блока сравнения 3, выход первого блока сравнения 2 через размыкающий контакт коммутатора 14 соединен со входом исполнительного органа 7, который через замыкающий контакт коммутатора 14 соединен также с выходом второго блока сравнения 3 и входом первого нуль-органа 9, выход которого соединен с первым входом схемы И 11, второй вход который соединен с выходом второго. нуль-органа 10, а выход - с управляющим входом коммутатора 14. Выход измерителя напряжения 1 сое-. динен со входом блока памяти 12, . первым входом блока разности 13 и вторым входом первого блока сравнения 2, выход блока памяти 12 - со вторым входом блока разности 13, а выход последнего - со входом второго нуль-органа 10. 5 15 2 О 25 35 4 О Устройство работает следующим образом./Нормально генератор работает в пределах допустимых нагрузок, и с выхода второго блока сравнения 3 на первый нуль-орган 9 поступает отрицательное отклонение Ы;=(г) ф К, где К - коэффициент пройорциональности.Нормально выходной сигнал первого нуль-органа 9 равен нулю, и управляющий сигнал на выходе схемы И 11 отсутствует, При этом обеспечивается постоянное запоминание предшествующего значения напряжения на шинах станции блоком памяти 12 в соответствии с заданным запаздыванием или временем цикла спроса и выдача соответствующего сигнала П на вход блока разности 13, в котором осуществляется его сравнение с поступающим на второй вход блока разности 13 текущим значением напряхения Пт и вычисление разности ЬБ, = Ц - Пд, поступающей далее на вход второго нуль-органа 10.Поскольку управляющий сигнал на входе коммутатора. в упомянутом режиме отсутствует, на вход исполнительного органа 7 поступает через размыкающий кбнтакт коммутатора 14 отклонЖие регулируемого параметра ЬВ = ЬП, и обеспечивается нормальное регулирование напряжения на шинах станции в соответствии с заданным законом.При появлении перегрузки на генераторе сигнал на выходе второго блока сравнения 3 становится положительным, срабатывает первый нуль-орган 9 и подает на вход схемы И 11 логический сигнал 1. Если возникновению перегрузки сопутствует реализация управляющей команды Выще, т.е. перегрузка вызвана работой системы ГУВ, то приращение напряжения ЬП на выходе блока разности 13 положительно, при этом срабатывает второй нуль-орган 10 и подает логический сигнал 1 на второй вход схемы И 11. В результате на коммутатор 14 поступает управляющий сигнал, что приводит к его переориентации, снятию со входа исполнительного органа отклонения регулируемого параметра ЬВ = ЬО и подаче на его вход через замыкающий контакт коммутатора 14 отклонения параметра ограничения 6 К = 61.Соответственно исполнительный орган 7 сформирует и выдает на уста- новочное устройство 8 управляющий сигнал на снижение возбуждения пе" регрузившегося генератора, т.е, производит его немедленную разгрузку. Разгрузка прекращается, когда сигнал на выходе второго блока1080233 Составитель О.Наказная Редактор А.Долинич Техред. А.Кикемезей, Корректор И.Эрдейи, Заказ 2370/53 Тираж 614 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений.и открытий 113035, Москва, Ж-,35, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП фПатент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 сравнения 3 окажется в пределах эоны нечувствительности первого нуль- органа 9, который при этом отпадает и снижает логический сигнал ф 1 ф со входа схемы И 11, чем обеспечивается. снятйе сигналас управля цего 5 входа ковеюутатора 14, его обратная переориентация и воэвраст схемы в режим нормального регулирования,Таким образом, при возникновении перегрузки в результате работы схемы ГУВ предлагаемая схема обеспечивает Формирование и реализацию приоритетного сигнала разгрузки гене ратора без выдержки времени, чем и достигается исключение излишней 15 перегрузки и повышение качества процесса управления режимом возбуждения ,генераторов. Если перегрузка сопровождаетсяснижением напряжения на шинах станции, то это свидетельствует о сии" женин напряжения в приемной сети и необходимости использования перегрузочного диапазона. В этом случае сигнал на переориентацию коммутатора 14 с выхода схемы И 11 не поступает, так как отклонение напряжения ЬО, на входе второго нуль- органа 10 отрицательно, а сигнал на входе схевы И 11 отсутствует. Соответственно в этом случае обеспечивается регулирование напряжения по нормальной схеме и разгрузка генераторов индивидуальными устройствами ограничения перегрузок АОП,после исчерпания допустимого времени перегрузки.