Способ регулирования возбуждения синхронного генератора

 

Сущность изобретения: для повышения пределов статической и динамической устойчивости и улучшения качества переходного процесса электрической системы при совместной работе синхронных и асинхронных генераторов управляющее воздействие на ток возбуждения синхронного генератора формируется совместно с параметрами режима станции и синхронного генератора, а также по режимному параметру асинхронного генератора - по отклонению и первой производной активной составляющей тока статора асинхронного генератора. Увеличение активной составляющей тока статора асинхронного генератора приводит к увеличению , а уменьшение - соответственно к уменьшению значения тока возбуждения синхронного генератора. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ (61) 1508311 (21) 4801887/07 (22) 12.03.90 (46) 30.10.92. Бюл. N- 40 (71) Ташкентский политехнический институт им. А.P.Áèðóíè (72) К.P.Àëëàåâ, Х.А,Мущегьянц, К.Х,Курбаниязов и П,Р.Юлдашев (56) Авторское свидетельство СССР

М 1508311, кл. Н 01 J 3/46, 1987. (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА (57) Сущность изобретения: для повышения пределов статической и динамической устойчивости и улучшения качества переходИзобретение относится к области электротехники и может быть использовано в автоматических регуляторах возбуждения (АРВ) синхронного генератора (CI) при совместной установке его с асинхронными генераторами (АГ) на электрических станциях.

Известен способ регулирования возбуждения синхронного генератора. при котором в качестве регулируемых параметров используются отклонения и первые производные напряжения и частоты и первые производные тока возбуждения синхронного генератора. Математическое описание таких регуляторов (без учета постоянных времени) имеет следующий вид:

Ь1Л=-Kpu AU К1Л + Kpf А f+ K ff - Kið

- (р, (1) где Л Uf — отклонение напряжения обмотки возбуждения СГ обусловленное АРВ;

„„SU „„1772870 А2 (з()з H 02 J 3/46; Н 02 P 9/14 ного процесса электрической системы при совместной работе синхронных и асинхронных генераторов управляющее воздействие на ток возбуждения синхронного генератора формируется совместно с параметрами режима станции и синхронного генератора, а также по режимному параметру асинхронного генератора — no отклонению и первой производной. активной составляющей тока статора асинхронного генератора. Увеличение активной составляющей тока статора асинхронного генератора приводит к увеличению, а уменьшение — соответственно к уменьшению значения тока возбуждения синхронного генератора, 2 ил.

b, ОU, U, Л f, f — отклонения и первые Я производные напряжения на шинах генератора или системы и его частоты; Ip — первая производная тока возбуждения СГ; Кри, Кь, Kor, Кы, К(р — соответствующие коэффициен- с,» ты усиления, В дальнейшем изложении правая часть (1) сокращено обозначается в виде операторного выражения А(р) т.е.:

ЬО = А(р), A(p) -Kou 0- К1ц0 + Kof Ьf+ Ktff- K(p Ip (2)

Оснащение синхронных генераторов с такими APB повышает устойчивость их работы и улучшает демпфирование колебаний, »Я параметров режима электрических систем, тогда. когда на станции работают толькосинхронные генераторы, Недостатком рассмотренного способа при совместной работе на станции синхронных и асинхронных генераторов является отсутствие регулирования возбуждения СГ

1772870 по параметрам режима АГ, как основного элемента электрической станции, вследствие чего пределы статической устойчивости электрической системы незначительно сни.жаются по сравнению со случаем, когда на 5 станции установлен только СГ.

Для устранения указанного недостатка был предложен способ регулирования тока возбуждения СГ по отклонению и первой производной тока статора АГ, который явля- 10 ется наиболее близким к предлагаемому способу.

Однако регулирование возбуждения СГ по полному току статора АГ не дает такого эффекта, как регулирование по активной со- 15 ставляющей тока статора АГ. . Зто объясняется следующем.

Согласно векторной диаграмме токов статора АГ полный ток статора равен геометрической сумме активной (1акт) и реак- 20 тинной состаВляющих (1реак). Вторая составляющая представляет ток намагничивания; величина которой меняется незначительно при изменении активной нагрузки генератора.. Полный ток меняется в основ- 25 ном н результате изменения активной составляющей, которая зависит от режима нагрузки — передаваемой активной мощности от АГ.

Скорость набора активной нагрузки ге- 30 нераторами зависит от изменения активной составляющей тока статора, которая влияет на уровень напряжения на шинах машин или станции. В свою очередь, от уровня напряжение зависит уровень устойчивости,35 генератора и соответственно электроэнергетической системы в целом. В связи с этим очевидно необходимость и эффективность регулирования возбуждения СГ по активной составляющей тока статора АГ. При этом 40 справедлива запись

Л 0П = Л0Па+Л 0Пр, показывающая изменение возбуждения СГ согласно составляющим тока статора АГ (где Л Ufl — отклонение напря>кения обмот- 45 ки возбуждения СГ обусловленное регулированием по полному току статора АГ;

Ь 0Па, Л Uflp — ОТКЛОНЕНИЯ НаПРЯжЕНИЯ обмотки возбуждения СГ обусловленные регулированием, соответственно, по актив- 50 ной и реактивной составляющей тока статора АГ).

Необходимо отметить, что составляющая напряжения возбуждения СГ (Л0пр), пропорциональная намагничивающему то- 55 ку статора АГ изменяется незначительно при изменении режима, Целью изобретения является повышение пределов статической и динамической устойчивости и улучшения качества переходного процесса электрической системы при совместной работе синхронных и асинхронных генераторов.

Постанленная цель достигается тем, что при совместной работе синхронных и асинхронных генераторов по предлагаемому способу в сумматор АРВ СГ дополнительно вводится канал, реагирующий на отклонение активной составляющей тока статора АГ относительно его номинального значения.

При этом уравнения АРВ СГ (без учета постоянных времени) имеет следующий вид:

A 0f = A(p) + Ко (акт Л 1акт, (3) где Ь 1акт = 4кт -1оакт — отклонение активной составляющей тока статора АГ (1акт) относительно его номинального значения (1 а т);

Ка1акт коэффиЦиент УсилениЯ по этомУ каналу.

С целью дальнейшего повышения устойчивости и улучшения качества переходного процесса электрической системы в переходном режиме в сумматор АРВ СГдополнительно вводится стабилизирующий канал по первой производной активной сосганляющей тока статора асинхронного генератора. При этом уравнения регулятора имеет следующий вид;

Ь0т = A(p)+ Ко!акт Ь1акт+ К1!акт 1акт, (4) где i акт — первая произнодная активной составляющей тока статора АГ; Кпакт — коэффициент усиления по этому каналу.

Предлагаемый способ регулирования возбу>кдения СГ при смешанном составе генераторов на станции — СГ и Аà — производится совместно с другими способами учитывающими другие каналы системы

АРВ, реагирующие на параметры режима, синхронных и асинхронных генераторов.

Таким образом, н предлагаемом способе при совместной работе СГ и АГ используются стандартные APB пропорционального и сильного действия с дополнительными каналами, реагирующими на отклонение и первую производную активной составляющей тока статора АГ.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

В обмотку статора асинхронного генератора 1 включен трансформатор тока 2, выходы которого подключены к элементу 3, измеряющему активную составляющую тока. Выход элемента 3, измеряющего активную составляющую тока, подключен к преобразовательному элементу 4. Выход преобразовательного элемента 4 подклю5 1772870. 6

50 чен к измерительному 5 и дифференцирующему элементам 6. Выходы измерительного

5 и дифференцирующего 6 элементов подключены. соответственно к усилительным элементам 7 и 8, а выходы усилительных элементов подключены к входам сумматора

APB 9, синхронного генератора 10. В данной схеме транформатор тока 2 служит для трансформирования тока, пропорционального току статора АГ 1, а элемент измеряющий активную составляю цую тока 3 служит для формирования и измерения активного составляющего тока статора АГ 1. Преобразовательный элемент 4 служит для преобразования переменного активного составляющего тока статора АГ 1, в постоянный. Измерительный элемент 5 служит для измерения отклонения активного составляюц его тока, пропорционального активной составляющей тока статора АГ 1, относительно его номинального значения. а дифференцирующий элемент 6 служит для формирования сигнала пропорционального скорости изменения активного составляющего тока статора АГ 1. Усилительные элементы 7 и О служат для усиления сигналов соответственно по отклонения и первым производным активной составляющей тока статора АГ 1, согласно установленным коэффициентам усиления (Ко)акт и Кнакг). Сумматор APB 9 синхронного генератора 10 служит для суммирования сигналов по выбранным параметрам режима станции, СГ и по предлагаемому способу — по отклонению и первой производной активной составляющей тока статора асинхронного генератора

1.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, работает следующим образом.

° В процессе работы генераторов трансформатор тока 2, включенный в обмотку статора асинхронного генератора 1, передает сигнал в виде переменного тока, пропорционального току статора АГ 1, в элемент, измеряющий активную составляющую тока 3.

Элемент измеряющий активную составляющую тока 3, измеряя и формируя сигнал пропорциональный активной составляющей тока статора АГ 1, передает его к преобразовательному элементу 4.

Преобразовательный элемент 4, и реобразовывая сигнал переменного тока в постоянный ток, передает его измерительным и дифференцирующим элементам 4 и 5. Измерительный и дифференцлрующий элементы

5 и 6, формируя сигналы, соответственно, пропорциональные отклонению и скорости изменения активной составляющей тока статора АГ 1, передает их усилительным элементам 7 и 8. Усиленные сигналы согласно установленным коэффициентам усиления (Kala и Кпакт) в усилительных элементах 7 и

8 поступают на вход сумматора APB 9 синхронного генератора 10. Ко всем остальным входам сумматора АРВ 9 синхронного генератора 10, поступают сигналы по выбранным параметрам режима станции и синхронного генератора. При этом количество исходных каналов, их настройка, значения коэффициентов усилений АРВ остаются без изменения.

В результате полученные сигналы, пропорциональные отклонению и первой производной активной составляющей тока статора АГ 1, влияют на суммарное. изменение значения тока возбуждения синхронного генератора 10. Увеличение тока статора

АГ увеличивает, а уменьшение, соответственно, уменьшает значение тока возбуждения синхронного генератора.

Промышленная реализация данного изобретения на электрической станции зависит от количества установленных генераторов. Например, на станции с шестью агрегатами смешанного состава — синхронными и асинхронными генераторами— предлагаемый способ может быть использован в соответствии предлагаемой схемой фиг. 2.

Формула изобретения

Способ регулирования возбуждения синхронного генератора по авт. св. М

1508311, отличающийся тем, что, с целью повышения пределов статической и динамической устойчивости и улучшения качества переходного процесса электрической системы при совместной работе синхронных и асинхронных генераторов, в качестве указанного отклонения тока статора асинхронного генератора относительно номинального значения и его производной используют отклонение активной составляющей тока статора асинхронного генератора относительно его номинального значения и его производную.

1772870 фиг. 2

Составитель К.Курбаниязов

Техред М.Моргентал Корректор М.Ревская

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3850 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5