CS250464B1

CS250464B1 - Device for ensuring correct function qt) Monitoring of the undercurrent limit of the synchronous machine

Info

Publication number: CS250464B1
Application number: CS860485A
Authority: CS
Inventors: Emil Hrzan; Petr Petrasek
Original assignee: Emil Hrzan; Petr Petrasek
Priority date: 1985-11-28
Filing date: 1985-11-28
Publication date: 1987-04-16

Abstract

Řešení se týká oboru automatické regulace buzení synchronních strojů. Řeší se problém správné funkce budicí soupravy při poruše obvodů pro hlídání meze podbuzení synchronního stroje. Zařízení průběžně sleduje funkci hlídače mezi podbuzení hlavního regulačního obvodu napětí a v případě jeho chybné 'funkce nebo poruchy zajišťuje přepnutí na hlídač meze podbuzení náhradního regulačního obvodu napětí. Lze ho použít u regulátorů buzení synchronních strojů parních i vodních elektráren. Je charakterizováno přiloženým vyobrazením.The solution concerns the field of automatic excitation control of synchronous machines. The problem of correct functioning of the excitation set in the event of a failure of the circuits for monitoring the underexcitation limit of the synchronous machine is solved. The device continuously monitors the function of the underexcitation limit monitor of the main voltage regulation circuit and, in the event of its malfunction or failure, ensures switching to the underexcitation limit monitor of the replacement voltage regulation circuit. It can be used in excitation regulators of synchronous machines of steam and water power plants. It is characterized by the attached illustration.

Description

Vynález se týká zařízení pro zabezpečení správné funkce obvodů hlídání meze podbuzení synchronního stroje.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for ensuring the proper functioning of the underload circuit monitoring circuits of a synchronous machine.

Až dosud se v regulátorech buzení synchronních strojů užívají obvody hlídače meze podbuzení, které svými charakteristickými vlastnostmi, například použitím lineárního členu a potlačením záporného výstupního signálu, znemožňují užití běžných diagnostických metod. Například metody dvou ze tří. To má negativní vliv na spolehlivost funkce celé budicí soustavy. Například při poruše hlídače meze podbuzení může dojít k nežádoucímu nárazovému přibuzení stroje anebo k chybné funkci regulátoru buzení, které má za následek přechod stroje do nepřípustné oblasti podbuzení. V obou těchto případech dochází většinou k výpadku stroje.Until now, the excitation limit circuit breakers have been used in the synchronous machine excitation controllers, which, due to their characteristic features, such as using a linear member and suppressing a negative output signal, make it impossible to use conventional diagnostic methods. For example, two out of three methods. This has a negative effect on the reliability of the entire excitation system. For example, a failure of the under-limit guard may result in an undesired surge of the machine or a malfunction of the excitation controller, resulting in the machine moving into an unacceptable under-excitation area. In both cases, the machine usually fails.

Uvedené nevýhody odstraňuje zařízení pro zabezpečení správné funkce hlídání meze podbuzení synchronního stroje podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že paralelně spojený první a čtvrtý vstup členu logických operací je připojen k signalizačnímu výstupu hlídače meze podbuzení hlavního regulačního obvodu napětí a druhý vstup členu logických operací je připojen k signalizačnímu výstupu diagnostického hlídače meze podbuzení. Třetí vstup členu logických operací je připojen k signalizačnímu výstupu hlídače meze podbuzení náhradního regulačního obvodu napětí a pátý vstup členu logických operací je připojen k výstupu komparátoru. První vstup komparátoru je připojen na výstup čidla jalového proudu nebo výkonu synchronního stroje, zatímco jeho druhý vstup je připojen na výstup zdroje stejnosměrného napětí a výstup členu logických operací je připojen k řídicímu vstupu přepínače.The above-mentioned disadvantages are eliminated by the device for ensuring correct function of the under-supervision of the synchronous machine according to the invention, which consists in that the connected first and fourth inputs of the logic operation member are connected in parallel to the signal output of it is connected to the underload alarm diagnostic output signal. The third input of the logic operation member is connected to the signal output of the under-voltage limiter of the replacement voltage control circuit and the fifth input of the logic operation member is connected to the comparator output. The first input of the comparator is connected to the output of the reactive current or power output of the synchronous machine, while its second input is connected to the output of the DC power supply and the output of the logic operation member is connected to the control input of the switch.

Výhodou zařízení podle vynálezu je, že při poruše hlídače meze podbuzení hlavního regulačního obvodu napětí se tento stav vyhodnotí a okamžitě se přepíná na hlídač meze podbuzení náhradního regulačního obvodu napětí. Zabrání se tak chybné funkci regulátoru buzení, která může mít za následek výpadek energetického bloku.An advantage of the device according to the invention is that in the event of failure of the under-voltage limiter of the main voltage control circuit, this condition is evaluated and immediately switched to the under-voltage limiter of the substitute voltage control circuit. This will prevent a malfunction of the field controller, which may result in a power block failure.

Příklad praktického provedení vynálezu je znázorněn na přiloženém obrázku, kde je blokovým schématem znázorněno toto zařízení pro použití v budicí soustavě velkého synchronního stroje.An example of a practical embodiment of the invention is shown in the accompanying drawing, in which a block diagram illustrates this device for use in a large synchronous machine excitation system.

Zařízení podle vynálezu sestává z hlídače 6 meze podbuzení hlavního regulačního obvodu napětí, který je svým regulačním výstupem 6.1 připojen na prvý vstup 3.1 hlavního regulačního obvodu 3 napětí, přičemž signalizační výstup 6.2 hlídače 6 meze podbuzení hlavního regulačního obvodu napětí je spojen s paralelně spojenými vstupy 12.1 a 12.4 členu 12 logických operací, na jehož pátý vstup 12.5 je připojen na třetí výstup 11.3 komparátoru 11, na jehož druhý vstup 12.2 je připojen signalizační výstup 8.2 diagnostického hlídače 8 meze podbuzení. Třetí vstup 12.3 členu 12 logických operací je připojen na signalizační výstup 7.2 hlídače 7 meze podbuzení náhradního regulačního obvodu napětí. Regulační výstup 7.1 hlídače 7 meze i podbuzení náhradního regulačního obvodu napětí je připojen na vstup 4.1 náhradního regulačního obvodu 4 napětí, jehož výstup 4.2 je připojen na druhý vstup 5.2 přepínače 5, jehož prvý vstup 5.1 je připojen na výstup 3.2 hlavního regulačního obvodu 3 napětí. Třetí vstup 5.3 přepínače je připojen na výstup 12.6 členu 12 logických operací. Výstup 5.4 je připojen na vstupThe device according to the invention consists of the under-voltage limiter 6 of the main voltage control circuit, which is connected via its control output 6.1 to the first input 3.1 of the main voltage control circuit 3, the signal output 6.2 of the under-voltage limiter 6 of the main voltage control circuit connected to parallel connected inputs 12.1. and 12.4 of the logic operation member 12, to which the fifth input 12.5 is connected to the third output 11.3 of the comparator 11, to the second input 12.2 of which the signal output 8.2 of the underload limit diagnostic device 8 is connected. The third input 12.3 of the logic operation member 12 is connected to the signal output 7.2 of the monitor 7 of the under-voltage limiting voltage control circuit. The control output 7.1 of the limit switch 7 and the under-voltage of the spare voltage control circuit is connected to input 4.1 of the spare voltage control circuit 4, whose output 4.2 is connected to the second input 5.2 of the switch 5. The third input 5.3 of the switch is connected to the output 12.6 of the logic operation member 12. Output 5.4 is connected to the input

2.1 akčního členu 2 budicí soustavy, přičemž jeho výstup 2.2 je připojen k rotorovému vinutí 1.1 synchronního stroje 1. Čidlo 9 jalového· proudu nebo výkonu synchronního stroje je svým výstupem 9.1 připojeno na první vstup 11.1 komparátoru 11, na jehož druhý vstup 11.2 je připojen výstup 10.1 zdroje 10 stejnosměrného napětí.2.1 of the actuator actuator 2, its output 2.2 is connected to the rotor winding 1.1 of the synchronous machine 1. The output 9 of the reactive current or the power of the synchronous machine is connected to the first input 11.1 of the comparator 11 to the second input 11.2. 10.1 DC power supplies.

Hlídač 6 meze podbuzení hlavního· regulačního obvodu napětí se skládá z vyhodnocovacího obvodu 61, z nelineárního členu 62 s potlačením záporného výstupního signálu a z členu 63 signalizace funkce hlídače podbuzení. Vyhodnocovací obvod 61 je svým výstupem 61.1 připojen na vstup 62.1 nelineárního členu 62 s potlačením záporného výstupního signálu, jehož výstup 62.2 je připojen jednak na vstup 63.1 členu 63 signalizace funkce hlídače meze podbuzení a jednak na regulační výstup 6.1 hlídače 6 meze podbuzení hlavního regulačního obvodu napětí, jehož signalizační výstup 6.2 je připojen na výstup 63.2 členu 63 signalizace funkce hlídače meze podbuzení.The under voltage limiter monitor 6 of the main voltage control circuit comprises an evaluation circuit 61, a non-linear negative output signal 62 and an under-excitation signaling member 63. The evaluation circuit 61 is connected with its output 61.1 to the input 62.1 of the nonlinear negative output signal 62, whose output 62.2 is connected to the input 63.1 of the arming limiter monitor 63 and to the control output 6.1 of the arming limiter 6 of the main voltage control circuit. whose signaling output 6.2 is connected to the output 63.2 of the arming limitation monitor 63.

Hlídače 7 meze podbuzení náhradního regulačního obvodu napětí a diagnostický hlídače 8 meze podbuzení mají stejné složení a zapojení jako právě popsaný hlídač 6 meze podbuzení hlavního regulačního· obvodu napětí.The under-voltage limiter monitors 7 of the substitute voltage control circuit and the under-voltage diagnostics monitors 8 have the same composition and wiring as the current under-voltage limiter 6 of the main voltage control circuit just described.

Člen 12 logických operací se skládá z Invertoru 121, dvouvstupého součinového členu 122, třívstupového součinového členu 123 a z dvouvstupového součtového členu 124. Vstup 121.1 invertoru 121 je připojen na prvý vstup 12.1 členu 12 logických operací. Výstup invertoru 121 je připojen na první vstup 123.1 třívstupého součinového členu 123, jehož druhý vstup 123.2 je připojen na druhý vstup 12.2 členu 12 logických operací a jehož třetí vstup 123.3 je připojen na třetí vstup 12.3 členu 12 logických operací. Výstup 123.4 třívstupového součinového členu 123 je připojen na první vstupThe logic operation member 12 comprises an inverter 121, a two-input product member 122, a three-input product member 123, and a two-input summation member 124. The input 121.1 of the inverter 121 is connected to the first input 12.1 of the logic operation member 12. The output of the inverter 121 is connected to the first input 123.1 of the three-input product 123, whose second input 123.2 is connected to the second input 12.2 of the logic operation member 12 and whose third input 123.3 is connected to the third input 12.3 of the logic operation member 12. The output 123.4 of the three-input product 123 is connected to the first input

124.1 dvouvstupého součtového členu 124. Druhý vstup 124.2 dvouvstupového součtového členu 124 je připojen k výstupu 122.3 dvouvstupového členu 122, jehož prvý vstup124.1 of the two-input summation member 124. The second input 124.2 of the two-input summation member 124 is connected to the output 122.3 of the two-input summation member 122, whose first input

122.1 je připojen na vstup 12.4 členu 12 logických operací, na jehož vstup 12.5 je připojen druhý vstup 122.2 dvouvstupového součinového členu 122. Výstup 124.3 dvouvstupého součtového členu 124 je připojen na výstup 12.6 členu 12 logických operaci.122.1 is connected to the input 12.4 of the logic operation member 12, to whose input 12.5 the second input 122.2 of the two-input product member 122. is connected. The output 124.3 of the two-input summation member 124 is connected to the output 12.6 of the logic operation member 12.

Zařízení podle vynálezu pracuje tak, že pokud není porucha na sledovaných obvodech hlídače 6 meze podbuzení hlavního regulačního· obvodu napětí, je přepínač 5 v klidové poloze a přepojuje první vstup 5.1 •s výstupem 5.4. Dojde-li k poruše nebo k nesprávné funkci hlídače 6 meze podbuzení hlavního regulačního obvodu napětí, provede popisované zařízení vyhodnocení tohoto •stavu a signálem z členu 12 logických operací zajistí přepnutí přepínače 5 do polohy, kdy je propojen druhý vstup 5.2 s výstupem 5.4 přepínače 5. Tím je zařazen do funkce hlídač 7 meze podbuzení náhradního regulačního obvodu napětí. Vyhodnocení poruchy hlídače 6 meze podbuzení hlavního regulačního obvodu napětí se provádí v členu 12 logických operací ze signálů přivedených na jeho vstupy 12.1, 12.2, 12.3, 12.4 a 12.5. Seřízení parametrů hlídače meze podbuzení náhradního regulačního obvodu napětí 7 je shodné s nastavením diagnostického hlídače 8 meze podbuzení, avšak parametry hlídače 6 meze podbuzení hlavního regulačního obvodu napětí jsou nastaveny tak, že k zásahu dochází při přechodu synchronního stroje do hlídané oblasti podbuzení, na nižší hladině jalového výkonu stroje. U sledovaného hlídače 6 meze podbuzení hlavního regulačního obvodu napětí jsou uvedeným zařízením vyhodnocovány dva druhy možných poruch. V prvém případě nedojde, při přechodu stroje do nepřípustné oblasti podbuzení, vlivem poruchy hlídače 6 meze podbuzení hlavního regulačního obvodu napětí k jeho zásahu, tj. na jeho signalizačním výstupu 6.2 zůstává úroveň napětí log. L. Na signalizačních výstupech 7.2 hlídače 7 meze podbuzení náhradního regulačního obvodu napětí a 8.2 diagnostického hlídače 8 meze podbuzení je úroveň napětí log. H. Na vstupech členu 12 logických operací jsou tedy tyto logické úrovně. Na prvém vstupu 12.1 je úroveň log. L, na druhém vstupu 12.2 a třetím vstupu 12.3 je úroveň log. H. Úroveň signálů na pátém vstupu 12.5 může být libovolná. Invertor 121 provede inverzi signálu z prvního vstupu 12.1 a na všech vstupech součinového členu 123 jsou tedy úrovně log. H. Na výstupu 123.4 třívstupového součinového členu 123 je úroveň log. H, která je zavedena na vstup 124.1 dvouvstupého součtového členu 124. Na jeho výstupu 124.3 a tedy i na výstupu 12.6 členu 12 logických operací je úroveň log. H, která zajistí přepnutí přepínače 5. Tím se odpojí porouchaný hlídač 6 meze podbuzení hlavního regulačního obvodu napětí a připojí se hlídač 7 meze podbuzení náhradního regulačního obvodu napětí. V druhém případě může dojít k chybnému vydání signálu hlídače 6 meze podbuzení hlavního regulačního obvodu napětí v oblastipře buzení synchronního stroje. Tento případ vyhodnocuje dvouvstupý součinový člen 122 členu 12 logických operací. Na jeho vstupu 122.1 je v případě poruchy hlídače 6 meze podbuzení hlavního regulačního obvodu napětí úroveň log. H. Dojde-li k tomu v oblasti přebuzení synchronního stroje 1, je i na druhém vstupu 122.2 dvouvstupého součinového členu 122 úroveň log, H. Následkem toho je i na výstupu 122.3 dvouvstupého součinového členu 122 úroveň log. H, která je zavedena na druhý vstup 124.2 dvouvstupového součtového členu 124. Na výstupu 124.3 dvouvstupého součtového členu 124 a tedy i na výstupu 12.6 členů 12 logických operací je úroveň log. H, která zajistí přepnutí přepínače 5 na hlídač 7 meze podbuzení náhradního regulačního obvodu napětí. Stav přebuzení synchronního stroje 1 je vyhodnocován pomocí čidla 9 jalového proudu nebo výkonu synchronního stroje, zdroje 10 stejnosměrného napětí a komparátoru 11. Je-li stroj v oblasti přebuzení, zjišťuje se porovnáním hladin signálů z čidla 9 jalového proudu nebo výkonu synchronního stroje a ze zdroje 10 stejnosměrného napětí prostřednictvím komparátoru 11. V oblasti přebuzení je na výstupu 11.3 komparátoru 11 úroveň log. H, v oblasti podbuzení pak úroveň log. L.The device according to the invention operates in such a way that if there is no fault in the monitored circuits of the monitoring device 6 of the under-voltage of the main voltage control circuit, the switch 5 is in the rest position and switches the first input 5.1 with the output 5.4. If there is a malfunction or malfunction of the monitor 6 of the under voltage control of the main voltage control circuit, the device performs an evaluation of this condition and by signaling from the logic operation member 12 switches switch 5 to the position where the second input 5.2 is connected to output 5.4 of switch 5. Thus, the under-voltage limiter 7 of the substitute voltage control circuit is put into operation. The failure monitoring of the underload limit of the main voltage control circuit 6 is performed in the logic operation element 12 from the signals applied to its inputs 12.1, 12.2, 12.3, 12.4 and 12.5. Adjustment of the under-voltage limit switch of the substitute voltage control circuit 7 is identical to the setting of the under-voltage limit diagnostic switch 8, but the under-voltage limit switch of the main voltage control circuit is set so that intervention occurs when the synchronous machine reactive power of the machine. In the monitored monitoring device 6 of the under-voltage limit of the main voltage control circuit, two kinds of possible failures are evaluated by said device. In the first case, when the machine goes into an unacceptable under-excitation area, due to the failure of the guard 6, the under-voltage of the main voltage control circuit does not interfere, ie the voltage level log remains at its signal output 6.2. L. At the signal outputs 7.2 of the under voltage limit control circuit breaker 7 and the under voltage limit diagnostic switch 8 of the under voltage limit diagnostic circuit 8, the voltage level is log. H. Thus, at the inputs of the logical operation member 12, these logical levels are. The first input 12.1 is the log level. L, at the second input 12.2 and the third input 12.3 is the log level. H. The signal level at the fifth input 12.5 may be arbitrary. The inverter 121 inverts the signal from the first input 12.1 and thus all logic input levels 123 are present. H. At the output 123.4 of the three-input product 123 is a log level. H, which is input at the input 124.1 of the two-input summation member 124. At its output 124.3 and hence at the output 12.6 of the logic operation member 12 is the log level. H, which ensures that the switch 5 is switched. This disables the malfunction of the under voltage limit control of the main voltage control circuit and connects the under voltage limit guard of the replacement voltage control circuit. In the latter case, the alarm signal 6 of the under-voltage limit of the main voltage control circuit in the field of excitation of the synchronous machine may be erroneously output. This case evaluates the two-input product member 122 of the logic operation member 12. At its input 122.1, in the event of a failure of the monitor 6, the under-voltage limit of the main voltage control circuit is log. H. If this occurs in the overdrive region of the synchronous machine 1, the log level is present at the second input 122.2 of the dual-input product 122, as a result. H, which is applied to the second input 124.2 of the two-input summation member 124. At the output 124.3 of the two-input summation member 124 and hence at the output 12.6 of the logic operation members 12 is the log level. H, which ensures that the switch 5 is switched to the under voltage limiter monitor 7 of the equivalent voltage control circuit. The overexcitation status of the synchronous machine 1 is evaluated by the reactive current sensor 9 or the synchronous machine power, the DC voltage source 10 and the comparator 11. If the machine is in the overexcitation region, it is determined by comparing the signal levels from the reactive current sensor 9 or the synchronous machine power 10 of the DC voltage via comparator 11. In the overcurrent region, the comparator 11 output 11 logic level. H, in the field of under-excitation then log level. L.

Zařízení podle vynálezu lze využít u budicích soustav velkých synchronních strojů pracujících na vodních a parních elektrárnách, kde je kladen důraz na spolehlivost funkce.The device according to the invention can be used in excitation systems of large synchronous machines working on hydroelectric and steam power plants, where the emphasis is on reliability of function.

Claims

A device for ensuring the proper functioning of the synchronous machine underload limit monitoring circuit, consisting of the under-voltage diagnostic monitor, reactive current sensor or synchronous machine power, DC voltage source, comparator, and logic operation member connected to the control input of the switch connected. to an input of an actuator whose output is connected to the rotor winding of a synchronous machine, wherein the first input of the switch is connected to the output of the main voltage control circuit, the input of which is connected to the control output to the output of the spare voltage control circuit, its input being connected to the control output of the surge voltage limiter of the spare voltage control circuit, characterized in that the first and fourth inputs

OF THE INVENTION (12.1, 12.4) of the logic operation member (12) are connected to the signal output (6.2) of the main voltage control circuit underload (6) and that the second input (12.2) of the logic operation member (12) is connected to the signal output (8.2). ) the underload limit diagnostic (8) and that the third input (12.3) of the logic operation member (12) is connected to the signal output (7.2) of the under voltage limit regulator (7) and that the fifth input (12.5J of the member (12)) the logic operation is connected to the output (11.3) of the comparator (11), the first input (11.1) of which is connected to the output (9.1) of the reactive current or synchronous machine power (9), the second input (11.2) of the comparator connected to the output (10.1) of the DC power supply (10) and the output (12.6) of the logic operation member (12) is connected to the control input (5.3) of the switch (5).