Способ управления резервирующими друг друга регуляторами возбуждения электрической машины — SU 1758827 (original) (raw)

(Я 5 Н 02 Р 9/14 О,Й РЕТЕНИ ГОСУДАРСТ 8 ЕННЪЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗО ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Кеоу РЮ., ЗоцФ ЧУ,Н. Оезцп о 1 ароаегзтаЬШ 2.ег зепзпц 1 гецеепсу детат 1 оп ЕЕЕТгапз. Роаег Орраг зузт 1971, 90, 2,Автоматический кснтроль исправностисистемы регулирования возб ядэни синх.ронной машины. Иванов Н,И., КаштелянВ.ЕСирый Н.С. - В кн.: Системы, озбуждения и регулирования мощных энергетических агрегатов. - ЛНаука, 1979, с.123 - 125.Там же, стр,126 - 127.Авторское свидетельство СССРВ 1408518, кл. Н 02 Р 9/14,(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РЕЗЕРВИРУЮЩИМИ ДРУГ ДРУГА РЕГУЛЯТОРАМИВОЗбУЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для контроля исправностии в регуляторе возбуждения синхронной машины и автоматического включения резервного регулятора возбуждения в случае неисправности основного.Известен способ контроля канадов стабилизации регулятора возбуждения, заклочающийся в фиксации неисправности по знаку длительного превышения выходным(57) Сущность изобретения: измеряют средние значения нрпряжений на выходах основного (ОРВ) О;р и резервного (РРВ) Орр регуляторов возбуждения, контролируют наличие переменной составляющей напряжения на выходе ОРВ Ь Оор, формируют сигналы О 1= Л Оор, О 2=-Оор-Орр, Оз=,ДОор - Орр)бт, где с - время, отключают выход ОРВ и подключают выход РРВ к цепи управления обмоткой Возбужде.ия электрической машины при соблюдении трех условий: И 1, Озад 1, И 2/ Озад 2 ИЗ/ Озадз, ГДЕ Озад 1, Озад 2, Озадэ - ЗадаННЫЕ ВЕЛИЧИНЫ Напряжений. Дополнительно измеряют напряжение на выходе измерителя режимного параметра РРВ О рр, формируют сигнал О 4 3 =,(Орр - О ррзад)бт, где О. ррзад - заданное среднее значение напряжения на выходе измерителя режимного параметра. Подают О 4 на вход измерителя режимного параметра РРВ, отключают выход ОРВ и подключают выход РРВ к цепи управления обмоткой возбуждения электрической машины при а выполнении трех ранее указанных условий и услоВиЯ И 4/Озад 4. 1 З.п,ф-ды, 3 ил. ОчОО напряжением регулятора некоторого заданного уровня,Недостаток этого способа в том, что уровень напряжения регулятора не может быть постоянным во множестве режимов работы объекта регулирования, а значит велика вероятность ошибочной фиксации неисправности регулятора. Кроме того предполагается переход на "ручное" регулирование возбуждения.Известен также способ автоматического контроля исправности основного регулятора возбуждения синхронных машин, осушествляющий обнаружение неисправности при превышении абсолютного значения напряжения измерительного элемента отклонения напряжения машины от заданного значения.Операции по известному способу осуществляются в следующем порядке: измеряют напряжение на выходе измерительного элемента отклонения напряжения машины, выпрямляют измеренный сигнал, сравнивают его с заданным значением по амплитуде, сравнивают продолжительность сигнала с заданным значением по времени, при превышении сигналом заданных значений сигналиэируют о неисправности регулятора.Достоинство способа в том, что исключается неправильное действие системы контроля основного регулятора в аварийных режимах, продолжительность которых меньше заданной уставки по времени, однако этот способ не позволяет контролиро:- вать все блоки основного регулятора возбуждения машины, не обеспечивает на- дежность системы в целом.Известен способ контроля усилительного элемента, основного (замкнутого на объект) регулятора возбуждения синхронной машины, основанный на выявлении высокочастотных гармоник в выходном напряжении регулятора, наличие которых характеризует нормальную работу блока усиления на выходе регулятора.Этот способ осуществляется путем выявления Высокочастотных пульсаций выходного напряжения основного регулятора, проверки отсутствия пульсаций, подачи сигнала об исчезновении пульсаций, т.е, появление неисправности.Известный способ позволяет контролировать отказ основного регулятора, но только по причине отсутствия "рабочих" пульсаций выходного напряжения. Поэтому он не обеспечивает полного контроля основного регулятора, так как не обнаруживает ошибки управления, связанной с отклонением на недопустимо большую величину выходного напряжения регулятора за некоторый интервал времени, не обеспечивает проверки готовности к включению резервного регулятора возбужденияне обеспечивает надежность системы,Близким к сущности предполагаемого изобретения (прототипом) является способ, при котором подключают входы основного (ОР) и резервного регуляторов (РР) возбуждения к выходным выводам электрической02 = Оор - Орр сравниваютабсолютную величину 02(02) совтоРОЙ заДанноЙ ВеличиноЙ (Озад.2), фОРмируют сигнал: 03= 3 (Оор- Орр)бТ где т - время, подают его на вход РР, сравнивают Оз( с третьей заданной величиной (Озад,з), ОТКЛЮЧВЮТ ВЫХОД ОР И ПОДКЛЮЧВЮТ выход РР к цепи управления обмоткой возбуждения электрической машины при соблюдении трех условий:- 01 О дл 2-020,.,2 3 -03Озад.з Дополнительно цель достигается тем,что измеряют напряжение на выходе измерителя режимного параметра РР (Орр), формируют сигнал:ч у04 =,/ (Орр - Оррзад,)от,где Оррзад. - заданное среднее значениенапряжения на выходе измерителя режимного параметра РР, подают 04 на вход измерителя режимного параметра РР,сравнивают 04 с четвертой заданной велиЧИНОЙ (Озад,4), ОткЛЮЧают ЫОД ОР И ПОДключают выход РР к цепи управленияобмоткой возбуждения электрической ма 50 55 машины, а выход ОР - к цепи управления обмоткой Возбуждения электрической машины, измеряют средние значения напряжений на выходах ОР (Чор) и РР (Чрр), 5 контролируют наличие переменной составляющей напряжения на выходе ОР: 01 = Мор, проверяют работоспособность ОР и РР, в случае неработоспособности ОР (напримерО 1Озад.1) и работоспособности 10 РР отключают выход ОР отцепи управленияобмоткой возбуждения электрической машины, подключают к указанной цепи выход РР )5В указанном с,1 особе нет условий, га рантирующих блокирование. включения РРв случае его неисправности или неисправности контролирующих элементов, кроме того нет условий, гарантирующих блокироВание обратного включения на неисправ ный ОР.Целью изобретения является повышение надежности резервирования регулятора возбуждения.Цель изобретения достигается тем, что 25 формируют сигнал:шины при выполнении трех ранее указанных условий и дополнительном условии выполнения неравенства О 4,Оэад.4,В отличие от прототипа отключения выхода ОР от цепи управления обмоткой воз буждения электрической машины и подключение выхода РР осуществляется при соблюдении трех условий, два из которых новые.10О 2 Озад 2 и Оз Оэадз и дополнительном четвертом условии 104Озад.4также являющимся новым. 15Последовательность проводимых операций раскрывает функциональная блоксхема, приведенная на фиг.1, где показаныоперации:1 - выявление пульсаций выходного напряжения ( А Чо,р. = Ч 1) основного регулятора,2 - проверка отсутствия пульсаций, (ММОзадл)3 - подача первого сигнала о неисправности Я 1)4 - определение абсолютной разностиЧ Ь ) величин средних значений выходныхнапряжений основного Чо,р. и резервногоОЪа) регуляторов; Ч= Чз 305 - оценка величины Ч,; нг допустимовозможную Ф ЬОзад.2). 6 - подача второго сигнала о неисправности (Я 2)7 - формирование сигнала команды.на 35изменение уставки напряжения Чу) резервного регулятора, Чу = Оз8- подача сигнала Чу в резервный регулятор,9 - оценка величины Чу на допустимо 40,возможную и подача сигнала (Яз) на блокировку включения резервного регулятора(при Оу Оэад,з)10 - формирование сигнала О 411 - сравнениеО 4)с Озад,4 и подача 45сигнала (Я 4,а блокировку включения резервного регулятора при Р 4 Чзад.4)12 - блокировка включения резервногорегулятора,13- блокировка подачи сигналов Чу и Ц, 50в резервный регулятор14 - включение резервного регуляторавозбуждения сигналом Я=О;1).15 - блокировка обратного включенияосновного регулятора: 5516 - регулирование с помощью резервного регулятора;17 - регулирование с помощью основных регуляторов; 18 - управление параметрами Пц обьекта регулирования;На фиг.2 приведен пример резервированной системы регулирования возбуждения синхронной машины, где19 - основной регулятор,20 - резервный регулятор;21 - устройство, реализующее способвключение резервного регулятора;22,23 - тиристорные преобразователи;24 - обмотка возбуждения синхронноймашины;25 - блок подгонки уставки напояжений;26- блок задания уставки напряжения;27 - блок напряжения синхронной машины;28 - блок усиления;29 - блок реактивного тока машины;30 - блок ограничения минимальноговозбуждения;31- блок частоты напряжения и защитымашины;кроме того, на фиг,2 гоказаны управляемыепараметры обьекта регулирования:ф Чс.м. - напряжение синхронной машиИЫ;1 ф.н., 1 ф.к. - токи в начале и в конце цепиизмерения фазного тока машины..Способ включения резервного регулятора возбуждения. синхронной машины может быть реализован в устройстве,принципиальная электрическая.схема которого приведена на фиг,3, где32 - блок выявления неисправности поотсутствию пульсаций выходного напряжения основного регулятора;33 - блок выявления неисправности порассогласование выходных сигналов основного ирезервного регуляторов; о34 - блок проверки готовности и управления уставкой напряжения резервного регул ято.ра;35-блок включения и блокировкй включения резервного регулятора,У 1,212 - операционные усилители;й 1,223 - резисторы;С 1,2,9 - конденсаторы;Тр 1,24 - транзисторы;Ч 1,213 - диоды и стабилитроны;К 1,2.4 - ключи.Включение резервного регулятора возбуждения осуществляют следующим образом: (см, фиг.1). Выявляют 1 пульсациивыходного напряжения Чор основного регулятора, проверяют 2 наличие или отсутствиепульсаций, при отсутствии пульсаций подают 3 первый сигнал Я 1 неисправности основного регулятора. Определяют 4абсолютную разность Ч Л величин выход 1758827ных напряжений основнога Чор и резервного Чрр регуляторов, оценивают 5 величину Ч Л по сравнению с допустимо возможной, падают 6 второй сигнал Зг о неисправности основного регулятора при большой величи неЧЛ.Формируют 7 сигнал команды на изменение уставки напряжения Чу резервного регулятора, подают 8 сигнал Чу в резервный регулятор, оценивают 9 величину Чу по срав нению с допустимой и подают 9 сигнал Яз на блокировку 12 включения резервного регулятора при большой величине Чу, Формируют 10 сигнал 04 сравнивают 11 О 4 с Озад.4 и подают 11 сигнал 54 на блокировку 15 12 включения резервного регулятора при . 04 Озар.4Блокируют 13 подачу сигналов Чу и 04 врезервный регулятор, и включают 14 резервный регулятор при одновременной подаче 20 двух сигналов неисправности 31 и 32 основного регулятора и отсутствии сигналов блокировки Зз и 34 включения резервного регулятора, указывающих его неготовность к включению. Блокируют 15 обратное вклю чение основного регулятора, который уже показал неисправность, Регулируют 16 с помощью резервного регулятора, после перехода с регулирования основным регулятором 17 при этом осуществляют уп равление 18 параметрами )П 1 обьекта регулирования.Резервированная система регулирования возбуждения синхронной машины имеет следующие особенности (см. фиг.2). 35Устройство включения резерва 21 устанавливают в резервном регуляторе 20, туда же заводят выходное напряжение Чр основного регулятора 19, В резервном регуляторе проверяют измерители режимных 40 параметров, замыкая их на астатические звенья (блоки 25,26,29,30,31), сигнал команды изменения уставки напряжения резервного регулятора Чу подают в блок 25 подгонки уставки напряжения. Выходные 45 напряжения всех измерителей режимных параметров обозначены обобщенной Орр.Сигнал Б на включение резервного регулятора и блокировку обратного включения основного регулятора заводят на 50 специальные входы тиристорных преобразователей основного 22 и резервного 23 каналов регулирования возбуждения, в которцх включение или отключение осуществляют подачей или снятием импульсов уп равления с управляющих электродов тиристоров. Блокировку обратного включения основнога регулятора возбуждения осуществляют с помощью блокировки подачи импульсов управления в тиристарном преобразователе 22, используя при этом двухпоэиционное реле, предусмотренное в штатной схеме тиристорного преобразователя, Тиристорные преобразователи 22 и 23 подключены параллельно к обмотке возбуждения 24 синхронной машины.К основному 19 и резервному 20 регуляторам подключены параллельно трехфазное напряжение /ам и последовательно однофазный ток.1 ф,Особенности устройства блока 21 показаны на фиг.З.В блоке 32 пульсации выходного напряженимЧор основного регулятора выявляют с помощью дифференциально апериодического звена с большим коэффициентом усиления, собранном на операционном усилителе (О,У.) У 1 (С 1 = 0,33 мкф, Сг = 0,1 мкф, В 1 = 750 ком) оценивают отсутствие пульсаций с помощью интегрального звена в которое входят О.У. У 2, транзистор ТР 1 (КТ 3107) (Яг = 5,1 кам; Сз = 0,1 мкф, С 4 = 0,47 мкф), а также с помощью компаратора Уз. Сигнал о неисправности 51 подают на обмотку реле К 1 с помощью транзистора ТР 2 В блоке 33 выявляют абсолютную разность Ч напряжений основного и резервного регуляторов с помощью сглаживающих фильтров У 4, У 5, (одинаковых, Вб = 815 = 1 мам, Яв =Н 14=1 мом, С 5= С 5= 0,56 мкф) вычитателя Ув(87= Вв= Вд = 100 ком) двухполупериоднага выпрямитвлЯ У 7, который, ЯвлЯЯсь кампараторам с заданным смещением, осуществляет оценивание величины абсолютной разности Ч 4, Сигнал а неисправно-. сти 81 подается на обмотку реле К 2 с помощью ТРЗ,В блоке 34 формирование сигнала команды на изменение уставки напряжения Чу резервного регулятора осуществляется эпериодическим звеном Ув (В 17 = В 1 в = 680 ком, С 7= 10 мкф), на которое подается напряжение Чор, после Ув сигнал Чор становится инерционным, он приходит на суммирующее астатичес кое звено Уд (В 1 д = Яго = 1 мам, Св = 0,33 мкф), на второй вход этого звена приходит сигнал Чрр, на выходе Уд формируется сигнал Чу, который через контакты реле К 4 подается в блок подгонки уставки 25 (см, фиг.2). Сигнал Чу оценивается по величине по сравнению с допустимым значением на компэраторе У 1 а, который подает сигнал Яз (в случае большого Чу) о неготовности резервного регулятора с помощью ТР 4 в обмотку реле Кз. Измерители режимных параметров блоков 25,26,25,30,31 (см, фиг,2) замыкаются на астатические звенья, примером которых является звено, собранное на У 11(Я 21= 300 ком, йгг = 10 ком, Сд = 4,4 мкф), Вцход 175882755 ное напряжение этого звена оценивается на компараторе У 12. В случае неготовности резервного регулятора по одному из блоков (25,26,29,30,31) сигнал Яа с помощью ТР 4 подается в обмотку реле Кз,В блоке 35 с помощью контакта Кз(при его размыкании) блокируют включение резервного регулятора, если Кд замкнут, К 2 и К 1 одновременно замыкаются, то срабатывает реле К 4, блокируя подачу сигнала Чу в резервный регулятор, замыкая астатическое звено на демпфирующее сопротивление 822 (отключая измеритель режимного параметра от этого звена) и подавая сигнал к тиристорным преобразователям (К 22,23, см. фиг.2) на включение 23 и отключение 22.Реле К 1, К 2, Кз, К 4 имеют контакты, включающие сигнализацию на пульте управления,Надежность системы регулирования возбуждения синхронной машины повышается в связи с тем, что осуществляется резервирование основного регулятора возбуждения.Операции резервирования осуществляют автоматически с высокой степенью надежности. Это обуславливается тем, что постоянно проверяется готовность резервного регулятора, который замыкается на устройства контроля. Резервный регулятор находится в режиме постоянного отслеживания выходного напряжения основного регулятора. При неисправности основного регулятора, но при готовности резервного, появляется недопустимо большое рассогласование выходных сигналов регуляторов, свидетельствующее о неисправности основного регулятора, Подается один из сигналов на включение резервного регулятора, но этого сигнала недостаточно для безошибочного включения. Опыт показывает, что необходима прециэионно точная настройка канала выявления рассогласования сигналов регуляторов (блок 33, см. фиг.3), а в случае погрешностей настройки появляются ложные срабатывания. Использование канала выявления отсутствия пульсаций выходного напряжения основного регулятора (блок 32, см, фиг.3) совместно с каналом выявления рассогласований выходов регуляторов дает эффект появления бесконечно большого значения вероятности правильного включения резервного регулятора.Команда на включение резервного регулятора приходит например при неуправляемой ложной форсировке возбуждения, ложном развозбуждении, неустойчивой работе сосновным регулятором, при коротком замыкании его выхода, а также при потере его питания и т.д. Неготовность резервного 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 регулятора появляется например при его ложной форсировке, ложном развозбуждении, коротком замыкании на его выходе при неисправности канала регулирования напряжения, неисправности цепей измерения частоты напряжения и реактивного тока синхронной машины, потере питания резервным регулятором и т,д.Формула изобретения 1, Способуправления резервирующими друг друга регуляторами возбуждения электрической машины, при котором подключают входы основного и резервного регуляторов возбуждения к выходным выводам электрической машины, а выход основного регулятора возбуждения - к цепи управления обмоткой возбуждения электрической машины, измеряют средние значения напряжений на выходах основного Оор и резервного Орр регуляторов возбуждения, контролируют наличие переменной составляющей напряжения на .выходе основного регулятора возбуждения Ь Оор, формируют сигнал 01 = Ь Ор и сравнивают абсолютную величину сигнала 0 с первой заданной величиной Озад 1, пРовеРЯют Работоспособность основного и резервного регуляторов возбуждения, в случае неработоспособности основного регулятора возбуждения, фиксируемой при выполнении первого условия 101Озад,1, и работоспо; собности резервного регулятора возбуждения, отключают выход основного от цепи управления обмоткой возбуждения электрической машины, подключают к указанной цепи выход резервного регулятора возбуждения,отлич а ющи йс ятем,что,с целью повышения надежности, формируют сигнал 02 = Ор - Орр, сравнивают абсолютную величину сигнала 021 с второй заданной величиной (Озад,2), формируют сигнал Оэ =ЯОорОрр)й, где 1 - время, подают его на вход резервного регулятора. возбуждения, сравнивают абсолютное значение сигнала Озс третьей заданной величиной Озадз, отключают выход основного и подключают выход резервного регулятора возбуждения к цепи управления обмоткой возбуждения электрической машины при соблюдении первого иэ двух дополнительных условий02Озад,2, 103 Озад.з 2, Способ поп.1, от ли ч а ющ и йс я тем, что измеряют напряжение на выходе измерителя режимного параметра резервного регулятора возбуждения О рр, формируют сигнал- 04 = 10 З рр - О ррэад)й,где 0 рр зан заданное среднее значение напряжения на выходе измерителя режимного параметра, подают 04 на вход измерителя режимного параметра резервного регулятора возбуждения, сравнивают абсолютную величину сигнала 104 с четвертой заданной величиной 0 зад.4, отключают выход основного и подключают выход резервного регулятора возбуждения к цепи управления обмоткой возбуждения электрической машины при выполнении трех ранее указан ных условий и дополнительном условии выполнения неравенства040 зад,4,1758827 ректор М.Макси актор Ю,Серед инец Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул.Гагарина, 10 акаэ 3010 ВНИИПИ Гасу оставитель С.Романовехред М,Моргентал Тираж Подписноевенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 415

Смотреть

Способ управления резервирующими друг друга регуляторами возбуждения электрической машины