CS243133B1 - Zařízeni pro regulaci buzení synchronního stroje - Google Patents

Abstract

Zařízení pro regulaci buzení synchronního stroje řeší problém automatizace najíždění, provozu a odstavení energetického bloku z hlediska regulace buzení synchronních alternátorů. Uvedené zařízení sestává z porovnávacího a proporcionálního členu, regulátoru budícího proudu synchronního stroje, řídicího obvodu regulátoru buzení, porovnávacího a proporcionálně integračního členu s volitelným omezením výstupního signálu. Zařízení lze použít jako regulátor velkých synchronních strojů používaných v parních, atomových a vodních elektrárnách. KeSení je charakterizováno připojeným vyobrazením.

Description

(54) Zařízeni pro regulaci buzení synchronního stroje

Zařízení pro regulaci buzení synchronního stroje řeší problém automatizace najíždění, provozu a odstavení energetického bloku z hlediska regulace buzení synchronních alternátorů. Uvedené zařízení sestává z porovnávacího a proporcionálního členu, regulátoru budícího proudu synchronního stroje, řídicího obvodu regulátoru buzení, porovnávacího a proporcionálně integračního členu s volitelným omezením výstupního signálu. Zařízení lze použít jako regulátor velkých synchronních strojů používaných v parních, atomových a vodních elektrárnách.

KeSení je charakterizováno připojeným vyobrazením.

Vynález se týká seřízeni pro reguleci buzeni synchronního stroje.

Dosud se používá pro regulaci buzeni synchronního stroje taková zařízeni, která neobsahují zvláštní obvod pro samostatnou regulaci budícího proudu synchronního stroje e několika volitelnými žádanými hodnotami budícího proudu synchronního stroje a neobsahují omezovač výstupního signálu s volitelným omezením výstupního signálu regulátoru buzení synchronního stroje. Nevýhodou tšchto zařízení je nutnost změny nastavení žádané hodnoty budícího proudu, jestliže se regulace budícího proudu používá pro víc než jeden účel. Další nevýhodou je to, že nastavení omezení výstupního signálu regulátoru buzení je stejné jak pro nahuzování alternátoru naprázdno, tak pro výpadek určitého počtu tyristorů.

Uvedené nevýhody odstraňuje zařízení pro regulaoi buzení synchronního stroje podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že prvý vatup řídícího obvodu regulátoru buzení je připojen na devátý vatup porovnávacího a proporcionálně integračního členu a volitelným omezením výstupního signálu, a že druhý výstup řídicího obvodu regulátoru buzeni je připojen na desátý vstup porovnávacího a proporciálně integračního členu e volitelným omezením výstupního signálu, a že třetí výstup řídícího obvodu regulátoru buzení je připojen na jedenáctý vstup porovnávacího a proporcionálně integračního členu s volitelným omezením výstupního signálu, a že čtvrtý výstup řídícího obvodu regulátoru buzeni je připojen na dvanáctý vstup porovnávacího a proporcionálně integračního členu β volitelným omezením výstupního signálu přičemž výstup porovnávacího a proporcionálně integračního členu s volitelným omezením výstupního signálu je připojen na prvý vstup porovnávacího a proporcionálního členu, jehož druhý vatup je připojen na výstup čidla budicího proudu rotačního budiče, a že třetí vstup je připojen na pátý výstup řídícího obvodu regulátoru buzení, jehož šestý výstup je připojen na prvý vstup regulátoru budícího proudu synchronního stroje, a že sedmý výstup řídícího obvodu regulátoru buzení je připojen na druhý vatup regulátoru budícího proudu synchronního stroje, a že osmý výstup řídicího obvodu regulátoru buzeni je připojen na třetí vstup regulátoru budícího proudu synchronního stroje, přičemž čtvrtý vstup regulátoru budícího proudu synchronního stroje je připojen na externí žádanou hodnotu budícího proudu a výatup regulátoru budícího proudu synchronního stroje je připojen na čtvrtý vstup porovnávacího a proporcionálního členu.

Výhoda zařízeni podle vynálezu spočívá v možnosti volby jedné ze dvou volitelných velikostí omezení výstupního signálu, což umožňuje zvolit vhodné omezení pro nabuzovéní synchronního stroje naprázdno a pro výpadek určitého počtu tyristorů. Další výhoda zařízení podle vynálezu spočívá v možnosti volby různé velikosti žádené hodnoty regulátoru budícího proudu synchronního stroje, což má význam při seřizováni ochran synchronního stroje a při elektrickém brzdění hydroaltarnátorů.

Přiklad praktického provedení vynálezu je znázorněn na přiloženém obrázku.

Zařízení podle vynálezu sestává z obvodu £ žádané hodnoty regulátoru buzení, který je svým výstupem 1.1 připojen na prvý vstup 2.Í porovnávacího a proporcionálně integračního člemu £ s volitelným omezením výstupního signálu, na jehož druhý vstup 2.2 je připojen výstup 6.1 čidla & statorového napští synchronního stroje a na jehož třetí vstup 2.3 je připojen výstup 7.1 čidla 2 jalového výkonu nebo proudu stroje a na jehož čtvrtý vstup 2a£ Ú· připojen výstup gJL hlídače £ meze podbuzeni synchronního stroje a na jehož pátý vstup 2.5 je připojen výstup 9.1 omezovače £ budícího proudu synchronního stroje a na jehož šestý vstup 2.6 je připojen výstup 10.1 omezovače statorového proudu synchronního stroje a na jehož sedmý vstup 2.7 je připojen výstup 11.1 stabilizačního členu 11 regulátoru buzení a na jehož osmý vstup 2.8 je připojen v případě budící soustavy a rotačním budičem výstup 12.1 obvodu 1£ derivační zpětná vazby od budícího napětí aynchronniho stroje a na jehož devátý vstup £*£ určený pro pozvolná nabuzení aynchronniho stroje je připojen prvý výstup 5.1 řídícího obvodu £ regulátoru

Volba jednoho nebo druhého režimu se provádí pomocí řídícího obvodu % regulátoru buzení, na jehož výstupech 5.1 až 5.8 je generován tzv. ovládací signál. Přítomnost ovládacího signálu je definována jako kladné napětí na těchto výstupech, zatímco nepřítomnost ovládacího signálu je definována záporným napětím, jestliže na výstupu 5.5 řídícího obvodu £ regulátoru buzeni není ovládací signál, pak je ve funkci režim regulace napětí. V porovnávacím a proporcionálním členu £ je na výstupu operačního zesilovače 312 kladné napětí a na výstupu operačního zesilovače 314 záporné napětí. To znamená, že MOS spínač 305 je sepnut a MOS spínač 308 je rozepnut.

Porovnávací a proporcionální člen £ zpracovává tedy výstupní signál z porovnávacího a proporcionálně integračního členu £ a volitelným omezením výstupního signálu.

Jestliže na výstupu 5.5 řídícího obvodu £ regulátoru buzeni je ovládací signál, pak je MOS spínač 305 rozepnut a MOS spínač 308 je sepnut. Porovnávací a proporcionální člen £ zpracovává tedy výstupní signál regulátoru A budícího proudu synchronního stroje.

Dále bude popsána činnost zařízení při režimu regulace napětí. V porovnávacím a proporcionálně integračním členu 2 s volitelným omezením výstupního signálu se pomocí odporů 201 až 208 a operačního zesilovače 230 se zpětnou vazbou sčítají a zpracovávájí signály žádané hodnoty regulátoru buzení a zpětnovazebních veličin. Jestliže není na výstupu 5.4 řídícího obvodu £ regulátoru buzení ovládací signál, tvoří zpětnou vazbu zesilovače 230 sériově zapojený odpor 228 a kondenzátor 229 a regulace buzení má proporcionální integrační charakter. Jestliže je na výstupu 5..4 ovládací signál zkratuje se MOS spínačem 227 kondenzátor 229 a zruší se integrální charakter regulace buzení. Zrušení integrálního charakteru regulace buzení se používá při ovládání obvodu J. žádané hodnoty regulátoru buzení nadřazenými regulacemi. Jestliže není na vstupu 2.9 porovnávacího a proporcionálně integračního členu £ a volitelným omezením výstupního signálu ovládací signál, pak se na invertující vstup operačního zesilovače 230 přivádí přes diodu 215 a odpor 216 záporná napětí z kondenzátoru 214. které zajistí kladné napětí na výstupu 2.13 porovnávacího a proporcionálně integračního členu £ s volitelným omezením výstupu a záporné napětí na výstupu 3.7 porovnávacího a proporcionálního členu £ a tím blokování buzeni synchronního stroje. Po přivedeni ovládacího signálu na vstup 2.9 napětí na kondenzátoru 214 pozvolna klesá a umožňuje pozvolné nabuzení synchronního stroje.

Volba omezení výstupního signálu porovnávacího a proporcionálně integračního členu £ s volitelným omezením výstupního signálu se provádí přivedením ovládaciho signálu na vstup 2.10 nebo 2.11. Pak se na výstupu 223.3 obvodu 223 žádaných hodnot omezení výstupního signálu objeví kladné napětí, které odpovídá prvé nebo druhé žádané hodnotě omezení výstupního signálu porovnávacího a proporcionálně integračního členu 2 s volitelným omezením výstupního signálu.

Toto omezení se realizuje operačním zesilovačem 220. na jehož výstupu se objeví záporné napětí přivedené přes diodu 231 a odpor 217 na invertující vstup operačního zesilovače 230. jestliže záporné výstupní napětí operačního zesilovače 230 překročí mez omezení.

Výstupní napětí z porovnávacího a proporcionálně integračního členu £ s volitelným omezením výstupního signálu se vede na vstup 3.1 porovnávacího a proporcionálního Sienu £. V případě budící soustavy s přímým buzením tzn. budící soustavy bez rotačního budiče, toto napětí se v porovnávacím a proporcionálním členu 3 pouze invertuje, nebol porovnávací a proporcionální člen £ má vzájemně spojené vstupy 3.5*. 3.6 a koeficient přenosu rovný - 1.

V případě soustavy s rotačním budičem se v porovnávacím a proporcionálním členu £ odečítá od výstupního napětí porovnávacího a proporcionálně integračního členu £ s volitelným omezením výstupního signálu napětí z čidla 13 budícího proudu rotačního budiče. Protože v tomto případě jsou vstupy 3.5 a 3.6 porovnávacího a proporcionálního členu J rozpojeny, výsledný rozdíl vstupních napětí je zesilován a vytváří ee tím vnitřní regulační obvod budicího proudu rotačního budiče, který stabilizuje regulaci buzení.

V případě režimu regulace budícího proudu zpracovává porovnávací a proporcionální člen g výstupní signál z regulátoru £ budícího proudu synchronního stroje, v kterém je možno pomocí ovládacích signálů z řídícího obvodu g regulátoru buzení zvolit jednu ze tří žádaných hodnot budicího proudu synchronního stroje, přičemž jednu z těchto tří žádaných hodnot je možno zadávat externě pomocí vstupu 4.4 regulátoru 4 budícího proudu synchronního stroje. Volba se provádí přivedením ovládacích signálů na jeden ze tří vstupů 406.2. 406.3. 406.4 obvodu 406 žádaných hodnot budícího proudu synchronního stroje, od jehož výstupního napětí se pomocí operačního zesilovače 405 a odporů 402. 403. 404 odčítá výstupní napětí čidla 401 budícího proudu synchronního stroje. Zesílený rozdíl těchto dvou napětí se vede z výstupu operačního zesilovače 405 na výstup 4.5 regulátoru 4 budícího proudu synchronního stroje a je jeho výstupním napětím.

Zařízení podle vynálezu lze využít u budících soustav velkých synchronních strojů pracujících na vodních 1 parních elektrárnách.

Claims (2)

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Zařízení pro regulaci buzení synchronního stroje, sestávající z porovnávacího a proporcionálního členu, regulátoru budícího proudu synchronního stroje, řídícího obvodu regulátoru buzeni, porovnávacího a proporcionálně integračního členu s volitelným omezením výstupního signálu, na jehož prvý vstup je připojen výstup obvodu žádané hodnoty regulátoru buzení, na jehož druhý vstup je připojen výstup čidla statorového napětí synchronního stroje, na jehož třetí vstup je připojen výstup čidla jalového výkonu nebo prouáu synchronního stroje, na jehož čtvrtý vstup je připojen výstup hlídače meze podbuzení synchronního stroje, na jehož pátý vstup je připojen výstup omezovače budícího proudu synchronního stroje, na jehož ěestý vstup je připojen výstup omezovače statorového proudu synchronního stroje, na jehož sedmý vstup je připojen výstup stabilizačního členu regulátoru buzení a na jehož osmý vstup je připojen v případě budicí soustavy s rotačním budičem výstup obvodu derivační zpětné vazby od budícího napětí synchronního stroje, přičemž v případě této budící soustavy je na druhý vstup porovnávacího a proporcionálního členu připojen výstup čidla budícího proudu rotačního budiče, vyznačené tím, že prvý vstup (5.1) řídícího obvodu (5) regulátoru buzení je připojen na devátý vstup (2.9) porovnávacího a proporcionálně integračního členu (2) s volitelným omezením výstupního signálu a že druhý výstup (5.2) řídícího obvodu (5) regulátoru buzení je připojen na desátý vstup (2.10) porovnávacího a proporcionálně integračního členu (2) 3 volitelným omezením výstupního signálu a že třetí výstup (5.3) řídícího obvodu (5) regulátoru buzení je připojen na jedenáctý vstup (2.11) porovnávacího a proporcionálně integračního členu (2) s volitelným omezením výstupního signálu a že čtvrtý výstup (5.4) řídícího obvodu (5) regulátoru buzeni je připojen na dvanáctý vstup (2.12) porovnávacího a proporcionálně integračního členu (2) s volitelným omezením výstupního signálu, přičemž výstup (2,13) porovnávacího a proporcionálně integračního členu (2) s volitelným omezením výstupního signálu je připojen na prvý vstup (3.1) porovnávacího a proporcionálního členu (3), jehož pátý vstup (3.5) je připojen na šestý vstup (3.6), třetí vstup (3.3) je připojen na pátý výstup (5.5) řídícího obvodu (5) regulátoru buzení, jehož Šestý výstup (5.6) je připojen na prvý vstup (4.1) regulátoru (4) budícího proudu synchronního stroje a že sedmý výstup (5.7) řídícího obvodu (5) regulátoru buzení je připojen na druhý vstup (4.2) regulátoru (4) budícího proudu synchronního stroje a že osmý výstup (5.8) řídícího obvodu (5) regulátoru buzení je připojen na třetí vstup (4.3) regulátoru (4) budícího proudu synchronního stroje, přičemž čtvrtý vstup (4.4) regulátoru (4) budícího buzení a na jehož desátý vstup 2.10 určený pro volbu prvého omezení výstupního signálu je připojen druhý vstup 5.2 řídícího obvodu í regulátoru buzení a na jehož jedenáctý vstup 2.11 určený pro volbu druhého omezeni výstupního signálu je připojen třetí vstup

5.3 řídícího obvodu 2 regulátoru buzení e na jehož dvanáctý vstup 2.12 určený pro zruSení integrální složky regulace je připojen čtvrtý výstup 5.4 řídícího obvodu £ regulátoru buzení.

Výstup 2.13 porovnávacího a proporcionálně integračního členu £ s volitelným omezením výstupního signálu je připojen na prvý vstup 3.1 porovnávacího a proporcionálního Členu £, na jehož druhý vstup 3.2 jo připojen v případě budicí soustavy s rotačním budičem výstup 13.1 čidla U budicího proudu rotačního budiče a na jehož třetí vstup

3.3 je připojen pátý výstup 5.5 řídícího obvodu í regulátoru buzení, jehož Šestý výstup £,6 je připojen na prvý vstup £J. regulátoru í budicího proudu synchronního stroje, určený pro volbu žádané hodnoty budícího proudu, a jehož sedmý výstup 5.7 je připojen na druhý vstup 4.2 regulátoru £ budícího proudu synchronního stroje, určený pro volbu žádané hodnoty budicího proudu a na jehož osný výstup 5.8 je připojen třetí vstup 4.3 regulátoru £ budícího proudu synchronního atroje určený pro volbu žádané hodnoty budícího proudu, přičemž čtvrtý vstup 4.4 regulátoru £ budicího proudu synchronního stroje je určen pro případné připojení externí žádané hodnoty budicího proudu synchronního stroje.

Porovnávací a proporcionálně integrační člen £ a volitelným omezením výstupního signálu se skládá z obvodu 223 žádaných hodnot omezení výstupního signálu, z operačních zesilovačů 212. 220. 232. 230 z MOS spínače 227 z diod 215. 231 z kondenzátorů 214.

22£ · z odporů ££i, ££2, 2££, £££, £fl6, Ž21, ££g, ££2, £L£, £Π> ŽlÁ, Žil, £1§.

219. 221. 222. 224. £22, 228. Neinvertující vstup operačního zesilovače £j£ je připojen na střed napájecích napětí. Invertujíeí vstup operačního zesilovače 230 je připojen přee odpor 201 na prvý vstup 2.1. přes odpor 202 na druhý vstup 2.2. přes odpor 203. na třetí vstup 2.3. přes odpor 204 na čtvrtý vstup 2.4. přee odpor 205 na pátý vstup 2.5. přes odpor 206 na Šestý vstup 2.6. přes odpor 207 ne sedmý vstup 2.7 a přes odpor 208 ne osmý vstup 2.8 součtového a proporcionálně integračního členu £ s volitelným omezením výstupního signálu. Invertujíeí vstup operačního zesilovače 230 je dále připojen přes sériovou kombinaci odporu 228 a kondenzátoru 229 na výstup operačního zesilovače 230. který je zároveň spojen s výstupem 2.13 součtového a proporcionálně integračního členu £ s volitelným omezením výstupního signálu. Paralelně ke kondenzátoru 229 je připojen MOS spínač 227. jehož řídící elektroda je připojena na výstup operačního zesilovače 232. jehož neinvertující vstup je spojen ee středem napájecích napětí a jehož invertujíeí vstup je připojen jednak přes odpor 225 ne záporné napětí 226 a jednak přes odpor 224 ne vstup 2.12 porovnávacího a proporcionálně integračního členu £ a volitelným omezením výstupního signálu.

Na výstup operačního zesilovače 230 je připojen přes odpor 221 neinvertující vstup operačního zesilovače 220. který je rovněž připojen přes odpor 222 ne výstup 223.3 obvodu 223 Žádaných hodnot omezení výstupního signálu. Výstup operačního zesilovače 220 je spojen jednak přee odpor 218 na invertujíeí vstup operačního zesilovače 220. který je přes odpor 219 spojen se středem napájecích napětí, a jednak je připojen na katodu diody 231. jejíž anoda je spojena přee odpor 217 na invertujíeí vstup operačAího zesilovače 230. kam je rovněž připojena přes odpor 216 anoda diody 215. jejíž katoda je připojena jednak přes kondenzátor 214 ne střed napájecích napětí, a jednak přee odpor 213 na výstupu operačního zesilovače 212. jehož invertujíeí vstup je spojen se středem napájecích napěti a jehož neinvertující vatup je spojen jednak přee odpor 210 se záporným napětím 211 a jednak přes odpor 209 se vstupem 2.9 porovnávacího a proporcionálně integračního členu 2 s volitelným omezením výstupního signálu, jehož vstup 2.10 je zároveň prvým vstupem 223.1 obvodu 223 žádaných hodnot omezení výstupního signálu a jehož vstup 2.1I je zároveň druhým vstupem 223.2 obvodu £2£ žádaných hodnot omezení výstupního signálu.

Porovnávací a proporcionální Sien J se skládá z operačních zesilovačů 32á» 312.

314. z KOS spínačů 305 a a z odporů 22i. 222. 222, 221» 221. 222. 2L2. JU· Neinvertující vstup operačního zesilovače 306 je spojen se středem napájecích napětí. Invertující vstup operačního zesilovače je spojen jednak přes odpor 301 na vstup 3.2 porovnávacího a proporcionálního členu 2» jednak v sérii zapojený MOS spínač 305 a odpor 304 na vstup 3.1 porovnávacího a proporcionálního členu 2» jednak přes v sérii zapojený MOS spínač 308 a odpor 307 na vstup 3.4 porovnávacího a proporcionálně integračního členu 2 e jednak přee v sérii zapojené odpory 302 a 303 na výstup operačního zesilovače 306. který je rovněž připojen na výstup 3.7 porovnávacího a proporcionálního členu 2·

Společný bod odporů 302 a 303 je připojen na vstup 3.5 porovnávacího a proporcionálního členu J a výstup operačního zesilovače 306 je připojen na vstup 3.6 porovnávacího a proporcionálního členu 2 e výstup operačního zesilovače 306 je připojen na vstup 3.6 porovnávacího a proporcionálního členu 2·

Řídící elektroda MOS spínače 305 je připojena na výstup operačního zesilovače 314. jehož neinvertující vstup je připojen na střed napájecího napětí a invertující vstup je připojen přes odpor 313 na výstup operačního zesilovače 312. který je připojen ne řídicí elektrodu KOS spínače 308. Neinvertující vstup operačního zesilovače 312 je připojen se středem napájecích napětí, zatímco jeho invertující vstup je připojen jednak přes odpor 310 se záporným napětím 311 a jednak přes odpor 30S se vstupem 3.3 porovnávacího a proporcionálního členu 2.

Regulátor £ budícího proudu synchronního stroje se skládá z obvodu 406 žádaných hodnot budícího proudu synchronního stroje, z čidla 401 budícího proudu synchronního stroje, z operačního zesilovače 405 a z odporů 402. 403. 4Q4. První vstup 406.1 obvodu 406 žádaných hodnot budícího proudu synchronního stroje je připojena na vetup 4.4 regulátoru £ budícího proudu synchronního stroje.

Druhý vstup 406.2 obvodu 406 žádaných hodnot budicího proudu synchronního stroje je připojen na vetup 4.1 regulátoru £ budícího proudu synchronního stroje. Třetí vstup APŽU obvodu 406 žádaných hodnot budicího proudu synchronního stroje je připojen na vstup 4.2 regulátoru £ budícího proudu synchronního stroje. Čtvrtý vstup 406.4 obvodu ...

406 žádaných hodnot budícího proudu synchronního stroje je připojen na vstup 4.3 regulátoru £ budícího proudu synchronního stroje. Výstup 406,5 obvodu 406 žádaných hodnot budícího proudu synchronního stroje je připojen přes odpor 403 na invertující vstup operačního zesilovače 405. Neinvertující vstup operačního zesilovače 405 je připojen na střed napájecích napětí, Invertující vstup operačního zesilovače 405 je připojen jednak pře# odpor 402 na výstup 401.1 čidla 401 budícího proudu synchronního stroje a jednak přes odpor ^04 na výstup operačního zesilovače 405. který je připojen na výstup 4.5 regulátoru £ budícího proudu synchronního stroje.

Zařízení podle vynálezu pracuje následujícím způsobenu bufi v režimu regulace napětí nebo režimu regulace budícího proudu. V režimu regulace napětí je výstupní signál obvodu J. žádané hodnoty regulátoru buzení realizovaný kladným napětím. Výstupní signél porovnávacího a proporcionálně integračního členu 2 s omezením výstupního signálu je v ustáleném stavu realizován záporným napětím, Výstupni signál porovnávacího a proporcionálního členu 1 je v ustáleném stavu realizován kladným napětím. Výstupní signél regulátoru £ budícího proudu synchronního stroje se v režimu regulace napětí jak vyplývá z následujícího, nijak neuplatňuje.

V režimu regulace budícího proudu je výstupní signál regulátoru £ budícího proudu synchronního stroje v ustáleném stavu realizován záporným napětím. Výstupní signál porovnávacího a proporcionálního členu j je realizován opět kladným napětím. Výstupní signál porovnávacího proporcionálně integračního členu 2 s omezením výstupního signálu se v režimu regulace budícího proudu neuplatňuje.

2431 33 proudu synchronního stroje je připojen na externí žádanou hodnotu budicího proudu a výstup (4.5) regulátoru (4) budícího proudu synchronního stroje je připojen: na čtvrtý vstup (3.4) porovnávacího a proporcionálního členu (3), jehož výstup (3.7) je výstupem zařízení.

2. Zařízení pro regulaci buzení synchronního stroje podle bodu 1 vyznačené tím, že pátý vstup (3.5) a Šestý vstup (3.6) porovnávacího a proporcionálního Sienu (3) jsou rozpojeny a druhý vstup (3.2) porovnávacího a proporcionálního členu (3) je připojen na výstup (13.1) čidla (13) budicího proudu rotačního budiče, přičemž osmý vstup (2.8) porovnávacího a proporcionálně integračního členu je připojen s výstupem (12.1) obvodu (12) derivační zpětné vazby od budícího napětí synchronního stroje.