Устройство для автоматического управления торможением электрического генератора при нарушении динамической устойчивости его работы

Е. А Марченко и Р, Г, Тужик УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ТОРМОЖЕНИЕМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ГЕНЕРАТОРА ПРИ НАРУШЕНИИ ДИНАМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ЕГО РАБОТЫЗаявлено 9 октября 1957 г. за Лв 584258/24 в Еотет по делам изобретений и открытий при Совете Мнистров СССР Опубликовано в сБюллетене изобретеи ЛЪ 12 за 1959 г.Предлагаемое устройство для автоматического упрдвлешя тормо. жецием электрического генератора при нарушении динамической устойчивости его работы относится к известному типу устройств того жс целевого назначения, состоящих из датчика скорости в виде тахогсцератора, жестко сочлененного с валом основного генератора, фильтра лля сглакивания пульсаций напряжения последнего, элемецта, выявляющего нарушение устойчивости, усилителя и исполнительной релешой схемы.Основной особенностью устройства является исгользовд 1 Не в качестве элемента, выявляющего нарушецие устойчивости генератора, емкостно-омического контура, напряжение выхода которого, пропорц;о альное первой произВодн 01 пр 1 рац 1 е 115 угламежду вектором э д.с.нератора и напряженР 1 ех с 1 стемы, подастся д Вход исполПтсль 10 й релейной схемы, управляющей выключателем тормозць 1 Х сопротивлений.Управление торможением в зависимости от величины и знака приращения указанного углапо его первой производной повышает динамическую устойчивость работы генератора,В исполнительной релешо схем предлагаемого устройства предусмотрено примецсцие двух поляризованных реле, первое из которых срабатывает прц повь 1 шеции напряжения ца емкостцо-омическом контуре до заданного зцдчецця и подготовляет цепь питдня второго поляри. зованного реле, служащеГО для Включения ВыходнОГО реле, захыкаю. щего выключатель тормозных сопротывлсцийТакое выполнецие релейной исполнительной схемы обеспечивает возможность выявления неосходимости а торможении при достижениипроизвод 1 Ой уг.1 1 ГОложителы 10 ГО зцаения, Я также Окончания торможИ 1 я Гри Грохоькдеции этой произВОдцой ерез нулевое зцаение.12 фиг, 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; цафиг, 2 - схема элемента, выявляьощего нарушение устойчивости генератора; ца фиг. 3 - исполнительная релейная схемаВ состав предлагаемого устройства входят следующие основныеузлы: тахогецератор ТГ, жестко сочлененный с валом основного генератора СГ, фильтр Ф, выявительный элемент В, усилитель У и исполнительная релейная схема Р.Тахогецератор ТГ, предназначенный для измерения скорости Враьцеция основного генератора может быть выполнен в виде машины постоянного тока или машины переменного тока с выпрямителем любоготипа.Фильтр Ф служит для сглаживания пульсаций напряжения тахогенератора, обусловленных зубцовыми гармониками, возможным эксцецтриситетом ротора и т д.Выявительцьй элемент В, предцазцячецный для выявления отклонения скорости вращения генератора от синхронной (установившейся),представляет собой емкостцо-омический контур ЛС с постоянной Времени порядка 2 - 5 сек, (фиг. 2). В устдцОВиВшемс 51 реькиме цапр 5 жс;цеца емкости С равно цапряжецшо У тахогенерятора, а напряжение Сподаваемое на вход усилителя У, равно нуло При отклонениях скорости от установившейся на вход усилителя поступает напряжение, равное разности между 11 апряжением тахогенератора в данный момсцгвремени и напряжением, имевшим место в предшсствуюьцем аварии режиме. Таким образом, емкость С в данном случае играет роль элемента, запоминающего характер режима, предшествовавшего авари 1 ноху.Поскольку торможение производится однократно, емкости цеобхо.димо удержать в паяти предшествуьошую величину напряжения тахогенератора до первого максимума угла генератора, что и определяетпостоянную времени контура. При необходимости многократного торможения постоянная времени соответствешо увеличивается.В качестве усилителя У может быть использован как электронный,так и магнитный усилитель, собранный по известным схемам. Величина коэффициента усиления выбирается в з" ВисихОсти от величины напряжения У поступающего от выявительного элемента, т. е. от величины номинального напряжения тахогенератораИсполнительная релейная схема, непосредственно осушествля 1 ощаяуправление торможением, состоит из блокирующего реле Р, избирательных поляризованных реле Ри Ри ис-ьолнительного промежуточного реле Р(фиг, 3),Включение и отключение торможения осуществляются замыканиеми размыканием нормально открытых контактов реле Р. Эти контактыиспользуются для управления катушками выключателя или иного цсполцительного механизма.Избирательное реле Римеет две обмотки (рабочую и дополнительную) и реагирует на положительную величину входного напряже.ния, т е. ььа величину первой производной прирашеция угла 6, имеющей положительный знак. Уставка этого реле изменяется с помощьюпеременного сопротивления Й 1.Избирательное реле Рреагирует на положительное значение приращения Ь угла 0 Напряжение, пропорционалы 1 ое Л 6, снимаетсяс конденсатора С 1, который вместе с сопротивлением Я. составляют ин.тегрирующий контур. Чувствительность реле Р-З, т. е. установка по Л 6,изменяется с помощью переменного сопротивления Я.В устацОВИВшемся доаварицо) ежи)с скорость Вра)С 5 )010- 1)2 Гсце)ато)2 пост 051 цца, цапР 5)кение тахОГСПС 1)атОР 2 С == сг)/х, ГряКСПИ 51 12 ВХОДЕ И ВЫХОДЕ уСИЛИТЕля равны цул 0, КОПТПКТЬ; рег) ходятся В положении, показаццо.;1 а фиг, 3.С увеличен:ем скорости врагцсцця генератора, ВьЗва 0)м, ;р- мер, корсткиъ Замыканиех, Возрастает напряжение тахогецср;т)р;1пояВлястся цапря)кение на Выходе ВыяВительцОГО элемента, г)р 01;Ор;1;оняльцое прОПЗВОДНО прРрагцепя уГла :)Это цапряжсццс пос.с с. ления поступает на вход исголнитсльной релейной схемы.ИЗбирательцое реле РСед 32 Вел 1 ицо 1 прозвод 01Г,2 срабатывгет пц ВОЗрастации ее до ЗадаццОГО Значения. Србат 1225, это реле чсрез нормально закрытые контакты блокцровочцого реле Рподает плюс ца конта.Ты избате;ьцого реле Ри Одцог)1)сме:1:о другой парой контактов шуцтирует сопротивление Я, увеличивая тем С 2 МЫМ СВО 0 ЧУВСТВРТЕЛЬЦОСТЬ.В моме:т, когда приращение Лтга достигает зада;и:ого значения, замыкает свои контакты избирательное реле Р-З, вследствие чего плюс попадает на катушку исполнительного реле Ри послед;ее, срабатывая, вызывает замыкание выкл;очателя ВТ тормозных сопрот.в- лений Рт (фиг. 1).ТорОжецие длится ДО момента дости)кения угло 1:1 максима.ь кого зцачешя. В этот момент производная угла становится равной цуло, т, е становится равным нулю напряжение на входе исполнительной релейной схемы, вследствие чего реле Ротпускает свои контакты, цепь питания реле Рразрывается и торможение прекращается, Одов)смен)о с этим второй парой контактов реле Рразмыкает сопротивление Я и возвращает к исходному значению свою чувствительность (уставку). Контакт а реле Р, возвращаясь в свое исходцос положе. ние (этОму спосооствует Т 2 кже напря)кение па его раоочей Обмотке. Изменившее свой знак), подает гптанце на дополнительную обмотку через конденсатор С.Р сопротРВление Я ВследстВие чего реле Рсамоудерживается на время, зависящее От постоянной времени заряда конденсатора С, чем обеспечивается однократцость торможения при дашой аварии. Спустя заданный промежуток времени, заряд конденсатора С. прекращается и реле Рснова приобретает способность к работе. Разряд конденсатора С 2 производится через сопротивление Р при очередном срабатывании реле Р При необходимости многократного торможения в процессе качаний выключатель В, должен быть разомкнут. В этом случае прп очередном ускорении генератора (если это ускорение может представлять опасность, т, е если напря)кение на входе релейной схемы вновь достигнет уставки реле Р) вновь повторится цикл торможения.На случай непредвиденно тяжелой аварии, когда, несмотря на включение торможения. угол 8 возрастает беспредельно и устой ивость нарушается, предусмотрено автоматическое отключение торможения с помощью блокировочного реле Р, имеющего выдержку времеш, Опредсляемую постоянной контура С) - Рб. Если длительность тор)ожеця превышает предельное значение, срабатывает реле Ри с:имает плОс с исполнительного реле Р, Вследствие чеГО торможение прскра. щается. Реле Рс помощью своих кормальнО Открытых контактов пои срабатывании включается на самоудерживание.После восстановления параллельной работы генератора повтор: ое включение устройства в работу осуществляется деж 1 рным псрсоцало) вручную с помощью ключа К. Предварительно неооходимо убедитьсяМ. 120584В 12;ИИ УСТ 2110 ВВШСГОСЯ РСЖИ.12 (1 УЛ 51 112 ПРЯ 5 КЕНИЯ На ВХОДЕ 11 СПОЛ- нитсльной релейной схемы) с помощью указателя нуля Г.Избирательные органы исполнителы ой релейной схем; могут быть Вьполснь также на тиратроах. В этом сл,час;ставка зменястс 5 путем соотВстстВу 101 цеГО изхенения пост 05 ИПОГО смешени 51 12 сстках тиратроповОднОВременно с управлением торможс 1 исм прсдлаГасмос устройство позволяет дополнительно осуществлять управление срорсировкО Возбуэкдения генераторов принуднтелы 0 затЯГВ 251 се В первом циклс качаний до момента максимума угла генератора. (ля этой цели на реле . -4 добавляется еше Одна пар 2 нормально Открь 1 тых контактов, через которые подастсЯ сиГнал ФВ длЯ реле 1 ой форсирОВки ВозбуждсИЯ Ге.нератор 2 СУ (фиг. 1). Оно хожет быть та 05 ке испо:ьзовано для рсгу;- ровапия возбуждения генератора с участиея первой и второй производных угла : без телеизмерений. Для этого используется напряжение с выхода усилителя Подавая это напряжение РВ (фиг. 1) непосредственно на вход электронного регулятора возбуждения (через делитель, обеспечивающий соответствующий коэффициет усиления), получаем канал регулирования по 6, дополнительное дифференцирование чапряжения с выхода усилителя дает канал О",Предмет изобретения1, Устройство для автоматического управления торможешем элект. рического генератора при нарушении динамической устойчивости его работы, состоящее из датчика скорости в виде тахогенератора, жестко сочлененного с валом основного генератора, фильтра для сглаживанич пульсаций напряжения последнего, элемента, выявляющего нарушеше устойчивости, усилителя и исполнительной релейной схемы, о тл и ч а ю. шееся тем, что, с целью управления торможением В зависимости от величины и знака приращешя угла 6 между вектором э.д.с. генератора и напряжением системы по его первой производной, в качестве элемента, выявляющего нарушешс устойчивости геератора, примсне смкостно-омическии контур, напряжение выхода которого, пропорциональное первой производной приращения угла :1, подается на вход исполнительной релейной схемы, управляющей выключателем тормозных сопротивлений.2. Устройство по п 1, Отл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью выявления необходимости в торможении при достижении производной угла положительного значения, а также окончания торможения при прохождении этой производной через нулевое значение, в исполнительной релейной схеме применены два поляризованных реле, первое из которых срабатывает при повышении напряжения на емкостно-омнческом ко туре до заданного значения и подготовляет цепь питания второго поляризованного реле, служащего для включения выходного реле, замыкающего выключатель тормозных сопротивлений.3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что, с целью. прекращения торможения при тяжелых авариях, когда включение тормозных сопротивлений не прекращает роста угла О, в исполнительной релейной схеме применено блокирующее реле, сраоатывающее с заданной выдержкой времени и разрывающее цепь питания поляризованных реле.4. Применение в устройстве по пп, 1 - 3 в качестве датчика скорости генератора переменного тока небольшой мощности с выпрями телями