Способ выявления асинхронного режима синхронного генератора

Номер патента: 1001305

Авторы: Гамм, Ефименко, Тонышев

ZIP архив

Текст

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(23) Приоритет Н 02 3 3/24 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий.З 22(088,8) Опубликовано 2102.8 Ь Бюллетень Мо 8 Дата опубликования описания 28,02.83 Б.З,Гамм, Н .Н .Ефименко и В Ф .Тоныаев",.:.,:,. .1" .:.-",цСибирский научно-исследовательскмй зщстйтут э ергетики( 54) СПОСОБ ВЫЯВЛЕНИЯ АСИНХРОННОГО РЕЖИМА СИНХРОННОГОГЕНЕРАТОРА Ьн+Хт(5) де Б Изобретение относится к электротехнике и предназначено для автоматического выявления асинхронного режима синхронного генератора.5Известен способ выявления асинхронного режима синхронного генератора по реактивной мощности путем сравнения контролируемой реактивной мощности с установкой срабатывания и выработки управляющего сигнала в случае превышения контролируемой реактивной мощностью указанной уставки 1 1 ,Недостатками данного способа яв-,. ляются его низкая чувствительность и селективность, что обусловлено не- учетом зависимости параметров генератора, по которым формируется величина уставки срабатывания от режима его работы.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ выявления асинхронного режима синхронного генератора путем сравнения контролируемой реактивной мощности с уставкой срабатывания, формируемой по измеренным величинам напряжения шин высокого напряжения станции и скольжения генератора и звестным частотным характеристикам генератора согласно выражениюХ С 058 (5) г - скольжение генератора0 - напряжение шин высокого наопряжения электростанцииХТБ - модуль частотной характеристики генератора9 Я - фаза частотной характерисТтики генератора;Х 8 н- сопротивление внешней сети, равное сопротивлению цепи от шин генератора до шин высокого напряжения станции, и в случае превышения контролируемой реактивной мощностью сформированной уставки срабатывания выдается сигнал на исполнительную схему защиты генератора от асинхронного режима 2.Недостатком данного способа является его низкая селективность при выявлении асинхронных режимов синхронного генератора при частичной по тере возбуждения, что обуславливает возможность ложного срабатывания при асинхронном ходе возбужденного генератора, а также при глубоких синхронных качаниях.К В)(о,50 точного воэПр исчез обусл возбу ляем, =Р,.г(ЮМ,+ в)0. Ц 2 ст ( батыв выра,ж линей ения, онных имиро функ ания, опредеению (7), предс ную зависимост Для реальных машин она мована в виде ции с какой я большинствадиапазонах уставка ср ляемая согласно тавляет собой н в функции сколь параметров синх жет быть аппрок кусочно-линейно угодно точность генераторов в р Дл боч иЦель изобреТения - повышение се-лективности способа выявления асинхронного режима синхронного генератора при частичной потере возбуждения.Указанная цель достигается тем, что в способе выявления асинхронного режима синхронного генератора элект-. ростанции путем измерения реактивной мощности и скольжения генератора и напряжения шин высокого напря жения электростанции, формирования уставки срабатывания с учетом известных характеристик генератора и выработки управляющего сигнала в случае превышения измеренной реактивной 15 мощности указанной уставки, измеряют напряжение возбуждения генератора и формируют уставку срабатывания согласно выражениюо Хг 1 СО 58 гЮ(чст СХ Ю+ х 1Хог "внГуСХг(5) .ХИЛ(Хг+Хэн) где Б - скольжение генератора.Х Я - модуль частотной харакГтеристики генератораО Я - фаза частотной характегристики генератора; 30- напряжение шин высокогонапряжения электростанциисопротивление внешнейсети, равное сопротивлению цепи от шин генерато ра до шин высокого напряжения электростанции0 - напряжение возбуждениягенератораХ - синхронное индуктивноеГсопротивление генератораХо - сопротивление взаимоинОГдукции генератора 1активное сопротивлениеобмотки возбуждения генератора.ражейие для уставки можно заь в виде Ц:К +К вВ)0 +(,Куе ц - напряжение остабуждениягенератора, КЕ, К К, К - коэффициенты, определяемыеМЬэлектромагнитными параметрами генераторав зависимости от величины скольжения.Таким образом формирование указанной уставки срабатывания приводит к тому, что условие срабатывания выявительного органа ( ВО) защиты от асинхронного режима (ЗАР) синхрон- , 60 ного генератора по реактивной мощности идентично условию срабатывания ВО ЗАР по внутреннему углу генератора, поскольку условиебГ Ъ 180 является абсолютно верным, так как 65 собственно оно и определяет наличие асинхронного режима синхронного генератора.Используя полученные путем решения упрощенных уравнений Горева-Парка при заданном законе движения аналитических выражений для режимных параметров, запишем условие срабатывания для ВО ЗАР по внутреннему углу генератора в виде соотношения режимных параметров электропередачи с параметрами генератора и внешней(о Х ог Хвн СХ гЬ)+Хдс 1Аналогичное условие для ВО ЗАР ,по реактивной мощности выглядит сле. .;дующим образом:(хг+.б)Хг(э) Хг + )( ьн Мо Х Х,Ь (М+Хэн 3 ХпгСХг Ж)+Хвн 3Из условий срабатывания (3) и (4) видно,что они неидентичны.Это обстоятельство и обуславливает неселективность срабатывания ВО ЗАР по реактивной мощности при частичной потере возбуждения, поскольку условие (3 ) является абсолютно верным. Следовательно, корректируя уставку срабатывания ВО ЗАР ( 1) по условию (3), можно повысить чувствительность ВО ЗАР по реактивноймощности до уровня ВО ЗАР по внутреннему углу генератора,Различие условий срабатывания (3) и (4 ) определяется по выражениюЬЙ(5) =АБ (ь)-А р(6):Корректируя условие (4 ) по условию (3) с учетом выражения (5), по;лучим скорректированную уставку срабатывания, определяемую по соотношениюХг ЫЕСОвгй)- 4 3 а.ЧСТ С Хг(5) ф Х вн 1 г ЮХВН 3(Хг+Х ьн ) ( б )М такой уставке срабатываният эона ложного срабатывания,ленная наличием остаточногоения. Выражение (б ) представследующем видескольжения получается достаточное совпадение с исходными зависимостями при аппроксимации их двумя отрезками.На фиг. 1 приведена структурная схема выявительного органа защиты синхронного генератора от асинхронного режима, с помощью которой может быть реализован предлагаемый способ; на фиг. 2 - составляющие уставки срабатывания и их аппроксимирующие функции при аппроксимации двумя прямыми отрезками . на фиг, 3 - подробная структурная схема блока формирования уставки срабатывания Выявительного органа защиты.Устройство содержит блок 1 измерения скольжения генератора блок 2 измерения напряжения шин высокого напряжения станции, блок 3 измерения напряжения возбуждения генератора, блок 4 измерения реактивной мощности генератора, блок 5 Формирова,ния уставки срабатывания выяви- тельного органа защиты, блок б сравнения измеренной реактивной мощности генератора с уставной срабатывания.Способ осуществляют следующим об" разом.С выходов блоков 1-3 сигналы, про порциональные соответственно скольжению генератора, напряжению шийвысокого напряжения станции и напряжению возбуждения генератора, подаются не входы блока 5 Формирования уставки срабатывания. В блоке 5 Формируется сигнал, пропорциональный уставке срабатывания определяемый согласно соотношению ( 7), который подается на вход блока 6 сравнения На второй вход блока б подается сигнал с выхода блока 4, пропорциональный величине реактивной мощности генератора. В блоке б эти два сигнала. сравниваются, и в случае сигнала с блока 4 большего или равного сиг. - налу с блока 5, выдается сигнал на исполнительную схему защиты.Аппроксимируя составляющие уставки срабатывания выявительного органа так, как это показано на Фиг.2 можно записать1 К 1 ф " з. 5, фф" 5 - 1 Лчстф 1 К К 45 1 фи. 5(5 1гДе К 1 О; К 2=-ЬЧ, К=-Ь; К 4=-Ь)92 ()+ 1 ъ- Ь 4 92Все аппроксимирующие коэффициенты, входящие в выражения (8) и (9) должны быть определены заранее для конкретного типа генератора и задаются в виде уставок при реализации спосо. ба в виде устройства ( иг. 2) .Таким образом, реализуя соотношение ( 8) и (9), мы автоматическм выбираем четыре из восьми коэффицкентов. Возможны сдедующие сочеталаПри ВЪи 5 5К 1 в К 2 Е-К 2 Кьв-К 64 в-КбПри 55 и 5521 В= ЪК 26 4(ЪВ-К 6 К 4 В "6Прц, 55 ы 5)5,(1 в "ъ К 2 в= 41 ъв="11 К 4 в "8При 55 и 57521 В=К 1 "2 В=К 2 Къв=7 К 4 в=вСхема ( фиг. 3) содержит блоки7 и 8 сравнения, блоки 9 - 16электронные ключи, блоки 17 - 21 умножения блоки 22 - 24 - сумматоры1блок 25 - квадратор.Схема работает следующим образом.С датчика скольжения величинаскольжения Я подается на блок 7 сравнения, куда подается также величинапервой уставки Я по скольжению,которая задается после аппроксимациинелинейной составляющей уставки срабатывания ( фиг. 1) . В блоке 7 этидва сигнала сравниваются и в случае,10 20 25 если Б Я 4 с выхода блока 7 выдается сигнал на электронные ключи - блоки 9 и 10, а в случае, если ББ4 то с другого выхода блока 7 выдается ЗО 65 сигнал на электронные ключи - блоки,11 и 12. На вторые входы электронных 35 ,ключей - блоки 9 - 12 подаются сигналы, равные соответственно, аппроксимирующим коэффициентам К , К , К 9,К,(выражения 8 и 9.и фиг. 1), которые определяютсядля каждого типа 40 машин заранее, В зависимости от того,на какую пару электронных ключейвыдается сигнал с блока 7, на блок17 умножения подается сигнал либос блока 10, равный К 2, либо с. бло ка 12, равный К 4. В блоке 17, навторой вход которого подается сдатчика скольжения величина скольжения производится умножение К 2или К, на Я и величина К 2 Б или К 4 Бподается на вход блока 22 - сумматора, на второй вход которого подается величина К или К, соответственно, через ключи - блоки 9 и 11,В блоке 12 эти два сигнала суммируются. Таким образом, блоки 7, 9 55 и 12, 17, 22 реализуют соотношение.( 8). С выхода блока 22 сигнал, равный(Я) подается на вход блока18 умножения. Сигнал с датчика напряжения шин высокого напряжения 60 станции подается на вход блока 25квадратора, где производится возведение напряжения шин высокого напряжения станции в квадрат. С выхода блока 25 сигнал, равный квадратунапряжения шин высокого напряжениястанции подается на второй входблОка 18 умножения, где производитсяперемножение сигналов и на ныходе . блока 18 мы имеем сигнал, ранный первой составляющей уставки срабатывания ( выражения (6) и ,7) . Работачасти схемы, включающей блоки 8, 13,14, 15, 16, 19 и 23 производитсяточно таким же образом, как и вышеописанная часть. Только на вход блока 8 сравнения подается сигнал, равный второй уставке по сколькению Ба на входы блоков 13 - 16 - соответственноаппроксимирующие коэффициенты К, Кб, К-, КЕ. Данная частьсхемы реализует соотношения (9), ана логичные соотношениям (8), и на ныходе блока 23 имеем сигнал, равныйГ 2 сф). С датчика напряжения возбуждения машины подается сигнал на блок20 умножения, на второй вход которого подается сигнал с датчика напряжения шин высокого напрякения станции. В блоке 20 эти два сигнала перемножаются и с выхода блока 20 сигнал, равный произведению О Оо,подается на вход блока 21 умножения, Навторой вход блока 21 подается сигнал,равный Гт(Я), с выхода блока 23,В блоке 21 эти два сигнала перемножа.ются и на выходе блока 21 мы имеем Зосигнал, равный второй составляющейуставки срабатывания выражения(б ) и ,7 ). Сигналы, равные первойи второй составляющим уставки срабатывания выянителя, подаются с блоков 18 и 21 на входы блока 24 - сумматора, где и формируется сигнал,равный уставке срабатывания согласносоотношению ( 7).Использование предлагаемого способа выявления асинхронного режима 4 О ,синхронного генератора позволяет ",повысить селективность, а следовательно, и надежность выявления асинхронного режима синхронного генератора, что повышает надежность работы 45 всей энергосистемы в целом, так как асинхронный режим синхронного генера тора представляет опасность как с точки зрения повреждения самого ге. - нератора и зависимого от его режима Я) работы электрооборудования, так и с точки зрения опасности нарушения ус.- тойчиности по предельно загруженным связям ввиду больших колебаний мощности. Повышение надежности и у устойчивости энергосистемы, естественно повышает надежность снабжения электропотребителей, что связано с зкономическим эффектом, расчет которого затруднителен из-эа отсутствия статистических данных о сокращении не доотйуска электроэнергии с применением предлагаемого способа.Формула изобретенияСпособ выявления асинхронного режима синхронного генератора электростанции путем измерения реактивной мощности, скольжения генератора и напряжения шин высокого напряжения электростанции, формирования устав - ки срабатывания с учетом известных характеристик генератора и выработки управляющего сигнала в случае превышения измеренной реактивной мощности указанной уставки, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что, с целью по - вышения селективности выявления асинхронного режима при частичной по.тере возбуждения, измеряют напряжение возбуждения генератора и формируют устанку срабатывания согласно выражениюЦохгЮС 05 гЖ)- 1 с СХГ Ю+Х,1 21,Х Ог Х ЬРЮШ цх х )где 9 - скольжение генератораХ (Б)- модуль частотной характегристики генератора;Я (5/- фаза частотной характерисГтики генератора,0напряжение шин высокогонапряжения электростанциисопротивление внешней сеНти, равное сопротивлениюцепи от шин генератора дошин высокого напряженияэлектростанции;О - напряжение возбуждения ге -нератора,синхронно индуктивное согпротивление генераторасопротивление взаимоиндукГции генератора,Г - активное сопротивление обмотки возбуждения генератора.Источники информации,принятые но внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРЬ 442546, кл, Н 02 Н 7/06, 1973.2. Авторское свидетельство СССРУ 864428, кл. Н 02 3 3/24, 1979.10013 05 Фиг. оставитель К. Фотинаехред М,Тепер Корректор М. Демчи Редактор Ю, Сер Заказ 1431 1130 илиал ППГ 1 "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная,Тираж 615 ИПИ Государствен по делам изобрет Москва, Ж, Р Подписноеого комитета СССРний и открытийушская наб д. 4/

Смотреть

Заявка

3255362, 26.02.1981

СИБИРСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ

ГАММ БОРИС ЗЕЛЬМАНОВИЧ, ЕФИМЕНКО НИКОЛАЙ НИКОЛАЕВИЧ, ТОНЫШЕВ ВЛАДИМИР ФЕДОРОВИЧ

МПК / Метки

МПК: H02J 3/24

Метки: асинхронного, выявления, генератора, режима, синхронного

Опубликовано: 28.02.1983

Код ссылки

<a href="https://patents.su/6-1001305-sposob-vyyavleniya-asinkhronnogo-rezhima-sinkhronnogo-generatora.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ выявления асинхронного режима синхронного генератора</a>

Похожие патенты