Устройство для аварийного управления активной мощностью электростанции

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ С ВТИЛЬСТВУ Сфез Советсжна Сфциаектнчесжнк Республик(22) Заявлено 251278 (21) 2700040/24-07с присоединением заявки ИУ(51) М ( 3 Н 02 3 3/24 Государственный комптет СССР но дедам нзобретеннй н открытнй(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВАРИЙНОГО УПРАВЛЕНИЯ АКТИВНОЙ МОЩНОСТЬЮ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ Изобретение относится к области электроэнергетики, а именно к устройствам противоаварийной автоматики, предназначенным для предотвращения нарушения устойчивости параллельной работы станций и энергосистем в случае возникновения повреждений в энергосистеме.Известны устройства управления активной мощностью, содержащие пусковые органы, исполнительные органы и. блок расчета дозировки управляющих воздействий (блок определения величины аварийной разгрузки), определяеьых по параметрам доаварийного режима и подаваемых на исполнительные органы для предотвращения, устойчивости параллельной работы энергосистем 111 и 2 . Однако в этих установках расчет дозировки для всех Фиксируемых повреждений осуществляется на основании предварительно проведенных расчетов устойчивости в зависимости от величины исходного возмущения, что не учитывает характера переходного процесса, предъявляет очень высокие требования к точности измерения возмущаю.щего воэд.яствия и тем самым снижает эффективность и надежность аварийного управления.Наиболее близким по техническойсути к изобретению является устройство для аварийного управления активной мощностью электростанции 13.Известное устройство Формирует управляющее воздействие в виде последовательности прямоугольных импульсов, 0 величина и длительность которых определяется характером переходного процесса.устройство содержит датчик скорости вращения генератора, выход которо го связан со входом арифметическогоблока выделения скольжения, дифференциатор и генератор, вход каждого изкоторых подключен к выходу арифметического блока выделения скольжения, 20 блок выделения и сглаживания модуляускорения, вход которого подключен квыходу дифференциатора, Функциональные преобразователи, вход одного изкоторых подключен к выходу арифмети ческого блока выделения скольжения,вход второго - к выходу генератора,а выходы каждого иэ Функциональныхпреобразователей и дифференциатораподклвчены ко входам сумматора-определителя знака, выход которого подключен ко входу логического блока, вцепь обратной связи которого включен.ограничитель напряжения, ко входу которого подключен выход блока выделения и сглаживания модуля ускорения,ныход логического блок соединен спервым входом блока сравнения и совходом анализатора фронтов управляющих импульсов, один выход которого подключен к управляющему входу управляемого переключателя, включенногомежду выходом экспоненциальных сигналов источника стандартных сигналов и вторым входом блока сравнения,выход которого связан с первым входом исполнительного блока; второй выход анализатора фронта управляющих импульсов связан с управляющим входом управляемого переключателя, включенного между выходом прямоугольных сигналов источника стандартных сигналон н вторым входом исполнительногоблока. Таким образом, известное устройстно, Формируя при возникновении аварии управляющее воздействие н видеимпульсов прямоугольной Формы, обес 23 36 35 40 Ц Ю 3 60 печивает необходимые скорости измене" ния выходного сигнала как при подаче, так н прн снятии управляющего ноздейстния.Однако н силу значительного количества электронных элементов и связей между ними, характерного для данного устройства, его аппаратная надежность является достаточно низкой, н результате чего не исключается воэможность подачи на исполнительные органы объекта ложного управляющего сигнала, сформированного при выходе нз отроя одного или нескольких составных элементов устройства.Цель изобретения - повышение надежности устройства путем исключения возможности подачи на исполнительные органы ложного управляющего ноздейстния и обеспечения автоматического контроля Функционирования устройства,Эта цель достигнута. н устройстве для аварийного управления активной мощностью электростанций, содержащем датчик скорости ьращення генератора,выход которого связан со входом арифметического блока выделения скольжения, дифференциатор и генератор, выход каждого иэ которых подключен квыходу ариФметического блока выделе"ния скольжения, блок выделения исглаживания модуля ускорения, вход которого подключен к выходу дифферен циатора, Функциональные преобразователи,.вход одного из которых подключен к выходу арифметического блока выделения скольжения, вход другого к выходу интегратора, а выходы каждого из функциональных преобраэовате"лей и дифференциатора подключены ковходам сумматора-определителя знака выход которого подключен ко входу логического блока, в цепь обратной связи которого включен ограничитель напряжения, ко нходу которого подключенвыход блока выделения и сглаживаниямодуля ускорения, выход логическогоблока соединен с первым входом блокасравнения и со входом анализатораФронтон управляющих импульсов,одинныход которого подключен к управляющему входу управляемого переключателя, включенного между выходом экспоненциальных сигналов источника стандартных сигналов и вторым входом блока сравнения, выход которого связанс первым входом исполнительного блока; второй выход анализатора фронтовуправляющих импульсов связан с управляющим входом управляющего. переключателя, включенного между выходомпрямоугольных сигналов источникастандартных сигналов и вторым входомисполнительного блока,Новым в устройстве является то, что оно снабжено датчиком электромагнитной мощности, пусковым блоком, эталонным блоком и шестью дополнительными управляемыми переключателями, а блок стандартных сигналон дополнен источником пилообразного напряжения, причем между выходом блока сравнения и первым входом исполнительного блока включены последовательно сбединенные первый и второй дополнительные управляемые переключатели 7 к выходу блока сравнения че-. рез третий дополнительный переключа" тель подключен вход эталонного блока и через первый дополнительный управляемый переключатель - вход пускового блока ко второму входу которого подключен выход датчика электромагнитной мощности; выход эталонного блока соединен с управляющим входом второго дополнительного переключате" ля между датчиком скорости и арифметическим блоком выделения скольжения включен четвертый дополнительный управляемый переключатель, между выходом пилообразного напряжения источника стандартных сигналов и входом арифметического блока выделения скольжения включен пятый дополнительный управляемый переключатель,а между выходом анализатора фронтон управляющих импульсов и управляющим входом управляемого переключателя, включенного между выходом прямоугольных сигналов источника стандартных сигналов и вторым иходом исполнитель- ного блока, включен шестой дополнительный управляемый переключатель, при этом управляющие входы первого, четвертого и шестого дополнительных управляемых переключателей подключены к первому выходу пускового блока, а входы третьего и пятого дополнительных управляемых переключателейподключены ко второму выходу пускового,блока.На чертеже представлена блок-схема устройства согласно изобретению.В этом устройстве датчик 1 скорости подключен через управляемый переключатель 2 к одному иэ входов арифметического блока 3, второй вход которого через управляемый переключатель 4 соединен с каналом имитирующего напряжения источника 5 стандартных сигналов, а выход - со входами дифференциатора б, интегратора. 7, функционального преобразователя 8. С выходом интегратора 7 соединен вход функционального преобразователя 9, выход которого наряду с выходами дифференциатора 6 и функционального преобразователя 8 подключен к входам сумматора-определителя знака 10. Второй выход дифференциатора 6 связан со входом блока 11 выделения и сглаживания модуля усворения, выход которого соединен с ограничителем 12 напряжения. Ограничитель 12 напряжения включен в обратную связь выходного логического блока 13, вход которого соединен с выходом сумматора- определителя знака 10. Выход логического блока 13 включен на первый вход блока 14 сравнения и на вход анализатора 15 фронтов управляющего сигнала, который одним иэ своих выходов подключен к управляющему входу переключателя 16, а вторыи - через переключатель 17 к управляющему входу переключателя 18. Второй вход блока 14 сравнейия соединен через переключатель 16 с каналом экспоненциальных сигналов источника 5 стандартных сигналов. Выход блока 14 сравнения соединен, во-первых, через переключатель 19 с первым входом пускового блока 20, второй вход которого подключен к выходу датчика 21 электромагнитной мощности, а выходы подключены к управляющим входам переключателей 2, 17, 19 (первый выход) и к управляющим входам переключателей 4, 22 (второй выход).Кроме того, выход блока 14 сравнения через переключатель 22 соединен со вхо-, дом эталонного блока 23, выход которого подключен к управляющему входу переключателя 24, а также выход блока 14 через переключатели 19, 24 соединен с первым входом исполнительного блока 25, ко второму входу которого через переключатель 18 подключен выход канала прямоугольных импульсов источника 5 стандартных сигналов.Работа устройства осуществляетсяследующим образом.В исхсдном состоянии (нормальный режим работы турбоагрегата) переключатели 2, 16, 17, 18, 19 находятся в разомкнутом положении, Таким образом, выход датчика 1 скорости отклю 5 0 15чен от входа арифметического блока 3, выход блока 14 сравнения отключен от входа пусконого блока 20 и от входа исполнитеЛьного блока 25, выходы канала прямоугольных импульсов и канала экспоненциальных сигналов источника 5 стандартных сигналов отключены от нхода блока 14 сравнения и от второго входа исполнительного блока 20. При этом переключатели 4 и 22, управляемые от второго выхода пускового блока 20, замкнуты и таким образом, выход канала пилообразного напряжения источника 5 стандартных сигналов подключен к входу арифметического блока 3, а выход блока 14 сравнения подключен к входу эталонного блока 23, Следовательно,имитирующий пилообразный сигнал поступает на вход арИфметического блока 3 и обрабатывается всеми элементами устройства. Выходной сигнал блока 14 сравнения поступает н эталонный блок 23,.где сранннваетсн с заранее определенной величиной эталонного сигнала. При величине выходного сигналаэталонного блока 23, лежащей н определенной зоне вокруг нулевого значения, что свидетельствует о нормальной работе устройства, выходной сигнал блока 23 переводит переключатель24 н замкнутое состояние, тем саьым ЗО готовя цепь прохождения управляющегосигнала на вход исполнительногоблока 25. Но поскольку переключатели19 н 18 находятся н разомкнутом положении, то сигналын режиме автома тического контроля ни на один входисполнительного блока ке проходят.Нри отклонении от нуля выходного сигнала эталонного блока 23 на величинубольшую заданной, что характеризует ,щ неисправность одного или несколькихэлементов устройства, перекличатель24 находится н разомкнутом положении и блок 23 выдает звуковой илисветовой сигнал для эксплуатационного персонала.допустим, по результату контродяработы устройства н доанарийном реаиме переключатель 24 замкнут,При возникновении аварийного возмущения, например, при сбросе элект О ромагкитной мощности на одной изотходящих от станции линий, по сигналу, пропорциональному отклонении мощности, пусковой блок 20 формируеткомандные сигналы на разыскание пе реключателей 4 и 22 и ка эамыкание2, 17, 19.Таким образом, имитиру:щий сигналотключается от входа ариФметического блока 3, а на его вход поступает сигнал, пропорциональный скорости вращения ротора генератора н переходном процессе на основании которого ка выходе логического блока 13 Формируется управляющий сигнал ка разгрузку турбины, подаваемый в блок 14и анализатор 15, Выходной сигналблока 13, сравниваясь в блоке 14 снулевым значением второго входногосигнала (экспоненциальный выход источника 5 отключен переключателем16 от второго входа блока 14), поступает через переключатели 19 и 24 напервый вход исполнительного блока 25,Одновременно в анализаторе 15 формируют командный сигнал переключателю 18 на подключение (переключатель17 уже замкнут) канала прямоугольныхимпульсов источника 5 ко второму входу исполнительного блока 25. Такимобразом, при возникновении аварийнойситуации при положительном результате автоматического контроля Функционирования устройства в доаварийномрежиме, на исполнительный блок органов аварийной разгрузки поступаютосновной управляющий сигнал и корректирующий его прямоугольный импульс,длительность которого определяетсявременем нарастания основного управляющего сигнала. Снятие корректирующего импульса и подача экспоненциально убывающего сигнала производится аналогично известному устройству,При отрицательном результате автоматического контроля функционирования устройства (неисправность одного или нескольких элементов устройства) в аварийной ситуации на входисполнительного блока 25 подаетсятолько корректирующий импульс, Формируемый одним источником стандартныхсигналов.По окончании переходного процесса (при равенстве выходного сигналаблока 14 сравнения нулю) нулевойсигнал, приходящий на второй входпускового блока 20, формирует командные сигналы на размыкание переключателей 2, 17, 19 и на замыканиепереключателей. 4 и 22, возвращаяустройство в описанный выше исходныйрежим автоматического контроля Функционирования,Таким образом, введение в устройство датчика электромагнитной мощности, пускового устройства, эталонного блока и шести дополнительныхпереключателей обеспечивает автоматический контроль функционированияустройства аварийного управления иисключает возможность подачи ложного управляющего сигнала на исполнительный блок аварийной разгрузкистанции, что повышает надежность иэффективность аварийного управленияактивной мощностью электростанций.Формула изобретенияУстройство для аварийного управления активной мощностью электростанции, содержащее датчик скорости вращения генератора, выход которого связан оо входом арифметическогоблока выделения скольжения, дифференциатор и интегратор, вход каждого изкоторых подключен к выходу арифметического блока выделения скольжения,блок выделения и сглаживания модуляускорения, вход которого подключенк выходу дифференциатора, функциональные преобразователи, вход одного из которых подключен к выходуарифметического блока выделения й скольжения, вход второго - к выходуинтегратора, а выходы каждого изфункциональных преобразователей и .дифференциатора подключены ко входамсумматора-определителя знака, выход 35 которого подключен ко входу логического блока, в цепь обратной связи которого включен ограничитель напряжения, ко входу которого подключен выход блока выделения и сглаживания О модуля ускорения", выход логическогоблока соединен с первым входом блокасравнения и со входом анализаторафронтов управляющих импульсов, одинвыход которого подключен к управляющему входу управляемого переключателя, включенного между выходом экспоненциальных сигналов источника стандартных сигналов и вторым входомблока сравнения,.выход которого свя"зан с первым входом исполнительного ЗО блока, второй выход анализатора фронтов управляющих импульсов связан суправляющим входом управляемого переключателя, включенного между выходомпрямоугольных сигналов источника35 стандартных сигналов и вторым входом исполнительного блока, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повыше" ния надежности путем исключения возможности подачи на исполнительный 4 О орган ложного управляющего воздействия и обеспечения контроля Функционирования устройства, оно снабжено датчиком электромагнитной мощности, пусковым блоком, эталонным блоком и шестью дополнительными управляемы ми переключателями, а блок стандартных сигналов дополнен источником пилообразного напряжения, причем междувыходом блока сравнения и первым входом исполнительного блока включены З последовательно соединенные первый ивторой дополнительные управляемыепереключатели, к выходу блока сравнения через третий дополнительный переключатель подключен вход эталонно го блока и через первый дополнительиый управляемый переключатель - входпускового блока, ко второму входу которого подключен выход датчика электромагнитной мощности, выход эталонно го блока соединен с управляющим входом второго дополнительного переключателя, между датчиком скорости и ариФметическим блоком выделенияскольжения включен четвертый дополнительный управляемый переключатель,Заказ 9595/60 Тираж 783 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, %-35 Раушская наб , -. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Уагород, ул. Проектная, 4 между выходом пилообразного напряжения источника стандартных сигналови входом арифметического блока выделения скольжения включен пятый дополнительный управляемый переключатель,а между выходом анализатора фронтовуправляющих импульсов и управляющимвходом управляемого переключателя,включенного между выходом прямоугольных сигналов источников стандартныхсигналов и вторым входом исполнительного блока, включен шестой дополнительный управляемый переключатель,при этом управляющие входы первого,четвертого и шестого дополнительных управляемых переключателей подключе..ны к перному выходу пускового блока,а входы третьего н пятого дополнительных управляемых переключателейподключены ко второму выходу пускового блока.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 248041, кл. Н 02 3 3/24, 1966.2. Авторское свидетельство СССР0 У 532151, кл. Н 02 Д 3/24, 1974,3. Авторское свидетельство СССРпо заявке В 2603576/24-07,кл. Н 02 Э 3/24, 1978.