CS258962B1

CS258962B1 - Wiring to protect the synchronous machine from inadmissible under-excitation

Info

Publication number: CS258962B1
Application number: CS858612A
Authority: CS
Inventors: Emil Hrzan; Vaclav Kuna; Petr Petrasek
Original assignee: Emil Hrzan; Vaclav Kuna; Petr Petrasek
Priority date: 1985-11-28
Filing date: 1985-11-28
Publication date: 1988-09-16
Also published as: CS861285A1

Abstract

Zapojení se týká oboru regulace buzení velkých synchronních strojů používaných v energetice. Řeší technický problém ochrany synchronního stroje před nepřípustným podbuzením. Podstata spočívá vvtom, že mez podbuzení může být vymezena bud lomenou přímkou ve výkonovém diagramu synchronního stroje anebo dovolenou hodnotou zátěžného úhlu synchronního stroje, přičemž funkce zapojení je stabilizována odchylkou budicího proudu synchronního stroje od ustálené hodnoty, odchýlkou výstupního napětí porovnávacího a regulačního členu regulačního obvodu napětí regulátoru buzení od ustálená hodnoty, odchylkou kmitočtu vnitřního elektromotorického napětí synchronního stroje od ustálené hodnoty a odchylkou zátěžného úhlu synchronního stroje od ustálené hodnoty. Zapojení je použitelné v oboru regulace napětí synchronních strojů.The circuit relates to the field of excitation control of large synchronous machines used in the power industry. It solves the technical problem of protecting a synchronous machine from inadmissible underexcitation. The essence lies in the fact that the underexcitation limit can be defined either by a broken line in the power diagram of a synchronous machine or by the permissible value of the load angle of the synchronous machine, while the circuit function is stabilized by the deviation of the excitation current of the synchronous machine from the steady value, the deviation of the output voltage of the comparator and control element of the voltage control circuit of the excitation regulator from the steady value, the deviation of the frequency of the internal electromotive voltage of the synchronous machine from the steady value and the deviation of the load angle of the synchronous machine from the steady value. The circuit is applicable in the field of voltage control of synchronous machines.

Description

Vynález se týká zapojení pro ochranu synchronního stroje před nepřípustným podbuzením.The invention relates to a circuit for protecting a synchronous machine against undue under-excitation.

Dosud se používají pro ochranu synchronního stroje před nepřípustným podbuzením taková zapojení, která neobsahují žádný jiný stabilizační obvod než obvod s výstupním stabilizačním signálem úměrným odchylce budicího prou du synchronního stroje od ustálené hodnoty. Nevýhodou těchto zapojení je, že oblast stability synchronního stroje vybaveného regulátorem buzení obsahující takové zapojení je menší než oblast stability synchronního stroje vybaveného regulátorem buzení bez takového zapojení.Until now, wiring has been used to protect the synchronous machine from undue undercurrent which does not contain any stabilizing circuit other than a circuit with an output stabilizing signal proportional to the deviation of the synchronous drive current from the steady state. A disadvantage of these wiring is that the stability region of the synchronous machine equipped with the excitation controller containing such wiring is smaller than the stability region of the synchronous machine equipped with the excitation regulator without such wiring.

Uvedené nevýhody odstraňuje zapojení pro ochranu synchronního stroje před nepřípustným podbuzením, jehož podstata spočívá v tom, že třetí vstup porovnávacího a regulačního členu regulačního obvodu napětí regulátoruThese drawbacks are eliminated by the circuitry for protecting the synchronous machine against undue under-excitation, the principle being that the third input of the comparator and regulator of the voltage regulator circuit of the controller

258 962 buzení je připojen na výstup porovnávacího a regulačního členu s měnitelnou strukturou, jehož prvý vstup je připojen na výstup prvého členu oddělujícího stejnosměrnou složku signálu, připojeného vstupem na výstup porovnávacího a regulačního členu regulačního obvodu napětí regulátoru buzení. Druhý vstup porovnávacího a regulačního členu s měnitelnou strukturou je připojen na výstup druhého členu oddělujícího stejnosměrnou složku signálu, připojeného vstupem na výstup čidla budicího proudu synchronního stroje. Třetí vstup porovnávacího a regulačního členu s měnitelnou strukturou je připojen buS na výstup regulátoru zátěžného úhlu synchronního stroje připojeného vstupem na výstup čidla absolutní hodnoty zátěžného úhlu synchronního stroje a šestý vstup porovnávacího a regulačního členu s měnitelnou strukturou není nikam připojen anebo třetí vstup porovnávacího a regulačního členu s měnitelnou strukturou je připojen na výstup čidla jalového výkonu nebo proudu synchronního stroje a šestý vstup porovnávacího a regulačního členu s měnitelnou strukturou je připojen na výstup nelineárního členu s volitelnými.parametry. Čtvrtý vstup porovnávacího a regulačního členu je připojen na výstup součtového a stejnosměrnou složku signálu oddělujícího členu připojeného prvým vstupem na výstup čidla kmitočtu vnitřního elektromotorického napětí synchronního stroje a druhým vstupem na výstup čidla absolutní hodnoty zátěžného úhlu synchronního stroje. Pátý vstup porovnávacího a regulačního členu s měnitelnou strukturou je připojen na výstup čidla Činného výkonu nebo proudu synchronního stroje, který je rovněž připojen na vstup nelineárního členu s volitelnými parametry.The excitation 258 258 is coupled to the output of the variable structure comparator and control member, the first input of which is connected to the output of the first DC component separating the input connected to the comparator and regulator voltage regulator output circuit output. The second input of the variable-structure comparator is connected to the output of the second DC component separating the input of the synchronous machine drive current sensor output. The third input of the variable structure comparator is connected to either the output of the synchronous machine load angle controller connected to the output of the synchronous machine load angle sensor and the sixth variable structure input is not connected anywhere or the third comparator input the variable structure is connected to the output of a reactive power or current sensor of a synchronous machine, and the sixth input of the variable structure comparator and control member is connected to the output of a non-linear member with selectable parameters. The fourth input of the comparator is connected to the output of the sum and DC components of the separating member signal connected by the first input to the output of the synchronous machine internal electromotive voltage frequency sensor and the second input to the absolute angle sensor output of the synchronous machine. The fifth input of the variable structure comparator is connected to the output of the Active Power or Synchronous Machine Current, which is also connected to the input of a non-linear member with selectable parameters.

Výhoda zapojení podle'vynálezu spočívá v tom, že nezmenšuje oblast stability synchronního stroje vybaveného regulátorem buzení obsahujícím zapojení podle vynálezu.The advantage of the circuit according to the invention is that it does not reduce the stability range of the synchronous machine equipped with the excitation controller comprising the circuit according to the invention.

- 5 258 962- 5,258,962

Vyplývá to ze zavedení stabilizačních zpětných vazeb od odchylky budicíhé proůůu synchronního stroje od ustálené hodnoty a od odchylky výstupního napětí porovnávacího a regulačního členu regulačního obvodu napětí regulátoru buzení od ustálené hodnoty a od odchylky kmitočtu vnitřního elektromotorického napětí synchronního stroje od ustálené hodnoty a od odchylky zátěžného úhlu synchronního stroje od ustálené hodnoty.This is due to the introduction of stabilization feedbacks from the deviation of the synchronous machine excitation average from the steady-state value and the deviation of the output voltage comparator and regulator voltage regulator voltage control circuit from the steady-state value and the deviation of the synchronous machine internal electromotive voltage synchronous machine from a stable value.

Příklad praktického provedení vynálezu je znázorněn na obr. 1. Funkce zahájení podle vynálezu je vysvětlena podle obr. 1, 2, 3 a 4, přičemž obr. 2 a 3 se vztahují k funkci nelineárního členu s volitelnými parametry.An example of a practical embodiment of the invention is illustrated in FIG. 1. The initiation function of the invention is explained in FIGS. 1, 2, 3 and 4, wherein FIGS. 2 and 3 relate to the function of a non-linear member with selectable parameters.

Zapojení podle vynálezu sestává z porovnávacího a regulačního členu 4 regulačního obvodu napětí regulátorů buzení, jehož výstup 4.1 je připojen na vstup 5.1 akčního členu 5. budicí soustavy, a jehož prvý vstup 4.2 je připojen na výstup 3.1 obvodu £ žádané hodnoty regulačního obvodu napětí regulátoru buzení a jehož druhý vstup 4.3 je připojen na výstup 12.2 čidla 12 statorového napětí syn-:' chronního stroje, a jehož třetí vstup 4,4 je připojen na výstup 2.1 porovnávacího a regulačního členu 2 s měnitelnou strukturou, jehož prvý vstup 2.2 je připojen na výstup 10.2 prvého členu 10 oddělujícího stejnosměrnou složku sig nálu připojeného vstupem 10.1 na výstup 4.1 porovnávacího a regulačního členu 4 regulačního obvodu napětí regulátoru buzení, a jehož druhý vstup 2.3 je připojen na výstup 11.2 druhého členu 11 oddělujícího stejnosměrnou složku signálu připojeného vstupem 11.1 na výstup 6.2 čidla (5 budicího proudu synchronního stroje, a jehož třetí vstup 2.4 je připojen v případě meze podbuzení určené lomenou přímkou ve výkonovém diagramu Synchronního stroje na výstup 13.3 čidla 13 jalového výkonu nebo proudu syn-s/The circuit according to the invention consists of a comparator and regulator 4 of the voltage regulator voltage control circuit whose output 4.1 is connected to the input 5.1 of the actuator 5 of the excitation system and whose first input 4.2 is connected to the output 3.1 of the reference value circuit. and whose second input 4.3 is connected to the output 12.2 of the synchronous stator voltage sensor 12, and whose third input 4,4 is connected to the output 2.1 of the variable structure comparator 2, the first input 2.2 of which is connected to the output 10.2 of the first DC component 10 connected by input 10.1 to output 4.1 of comparator and control member 4 of the voltage regulator voltage control circuit, and whose second input 2.3 is connected to output 11.2 of second DC component 11 connected to input 11.1 to output 6.2; (5) of the synchronous machine excitation current, and whose third input 2.4 is connected in the case of the under-excitation limit determined by a polyline in the Synchronous machine power diagram to output 13.3 of the reactive power sensor 13 or syn-s current /

258 962 chronního stroje, nebo v případě meze podbuzení dané určitou velikodtí zátěžného úhlu synchronního stroje na výstup 17.2 regulátoru 17 zátěžného úhlu synchronního stroje, připojeného vstuí pem 17»1 výstup 15.3 čidla 15 absolutní hodnoty zátěžného úhlu synchronního stroje, a jehož Čtvrtý vstup 2.»5 je připojen na výstup 18.3 součtového a stejnosměrnou složku signálu oddělujícího členu 18 , připojeného prvým vstupem 18.1 na výstup .14>3. čidla 14 kmitočtu vnitřního elektromotorického napětí synchronního stroje a druhým vstupem 18.2 na výstup 15.3 čidla absolutní hodnoty zátěžného úhlu synchronního stroje, a jehož pátý vstup 2.6 je připojen na výstup 16.3 čidla 16 činného výkonu nebo proudu synchronního stroje, a jehož šestý vstup 2.7 v případě meze podbuzení dané určitou velikostí zátěžného úhlu synchronního stroje není nikam připojen a v případě meae podbuzení určené lomenou přímkou ve výkonovém diagramu synchronního stroje je připojen na výstup 1.1 nelineárního členu 1 s volitelnými parametry, jehož vstup 1.2je připojen na výstup 16.3 čidla 16 činného výkonu nebo proudu synchronního stroje, jehož prvý vstup 16.1 je spojen se vstupem 12.1 čidla 12 statorového napětí synchronního stroje a s prvým vstupem 13.1 Čidla 13 jalového výkonu nebo proudu synchronního stroje a s prvým vstupem 14.1 čidla 14 kmitočtu vnitřního elektromotorického napětí synchronního stroje a s prvým vstupem 15.1 čidla 15 absolutní hodnoty zátěžného úhlu synchronního stroje a přes převodník 8 napětí sc statorovým vinutím synchronního stroje 2, a jehož druhý vstup 16.2 .ie spojen s druhým vstupem 13.2 čidla 13 .jalového výkonu nebo proudu synchronního stroje a s druhým vstupem 14.2 čidla kmitočtu vnitřního elektromotorického napětí synchronního strpje a s druhým vstupem 15.2 čidla absolutní hodno ty zátěžného úhlu synchronního stroje a přes převodník £ proudu se statorovým vinutím synchronního stroje 2, přičemž rotorové vinutí synchronního stroje 2 j® připojeno na prvý výstup 5.2 akčního členu 5 budicí soustavy, jehož druhý výstup 5.3 je připojen na vstup 6.1 čidla 6 budicího proudu synchronního stroje. Porovnávací a regulační člen 2 s měnitelnou strukturou se skládá z členu absolutní hodnoty, operačních zesilovačů 204 a258 962 of the synchronous machine, or in the case of an under-excitation limit given by a certain magnitude of the synchronous machine load angle to the output 17.2 of the synchronous machine load angle controller 17 connected to the input 17.3 of the synchronous machine load angle absolute value 15.3. »5 is connected to the output 18.3 of the sum and DC components of the signal separating member 18, connected by the first input 18.1 to the output .14> 3. the synchronous machine internal electromotive voltage frequency sensor 14 and the synchronous machine absolute angle sensor output 15.3 via the second input 18.2, and the fifth input 2.6 of the synchronous machine load angle sensor 16, connected to the output 16.3 of the synchronous machine active power or current sensor 16; the under-excitation given by the size of the synchronous machine load angle is not connected anywhere and in the case of under-excitation determined by a polyline in the synchronous machine power diagram, it is connected to output 1.1 of non-linear element 1 with selectable parameters whose input 1.2 is connected to output 16.3 of active power or current sensor 16 the first input 16.1 is connected to the input 12.1 of the stator voltage sensor 12 of the synchronous machine and to the first input 13.1 of the reactive power or current sensor 13 of the synchronous machine and to the first input 14.1 of the internal electromotive motor frequency sensor 14 synchronous machine voltage and with the first input 15.1 of the sensor 15 of the absolute value of the synchronous machine load angle and via the voltage converter 8 with the stator winding of the synchronous machine 2, and whose second input 16.2 .ie is connected to the second input 13.2 by second input 14.2 of the internal electromotive voltage sensor of the synchronous strp, and with second input 15.2 of the sensor absolute values of the synchronous machine load angle and via the current converter 6 with the stator winding of the synchronous machine 2, the second output 5.3 of which is connected to input 6.1 of the drive current sensor 6 of the synchronous machine. The variable-structure comparator and control member 2 consists of an absolute value member, operational amplifiers 204 and

S2é , MOS spínače 208 , diod 205 a 206. kondenzátorů 203 a odporů 20V 2Q2, 202, 209. 210. 211, 212, 214 a 215. Výstup 2j2S2e, MOS switches 208, diodes 205 and 206. capacitors 203 and 20V resistors 2Q2, 202, 209. 210. 211, 212, 214 and 215. Output 2j2

258 962 je připojen jednak přes odpor 207 na střed napájecího napětí jednak na katodu diody 205. jejíž anoda je připojena na výstup operačního zesilovače 204 a na katodu diody 206. a jednak přes v sérii zapojený kondenzátor 203 a odpor 202 na invertující vstup operačního zesilovače 2,04 , jehož neinvertující vstup je spojen se středem napájecího napětí. Invertující vstup operačního zesilovače ff04 je připojen dále na anodu diody 206. přes odpor 201 na šestý vstup 2.7 , přes odpor 209 na prvý vstup 2.2. přes odpor 210 na třetí vstup 2.4 a přes MOS spínač 208 na společný bod odporů 211 a 212. přičemž druhý SojSec^Éll je připojen na druhý vstup 2,3 a pflp^u^lff^na čtvrtý vstup 2.5. Řídící elektroda MOS spínače je připojena na výstup operačního zesilovače 216. přičemž neinvertující vstup operačního zesilovače 216 je spojen se středem napájecího napětí a invertující vstup operačního zesilovače 216 .ie připojen jednak přes odpor 215 na záporné napětí 217- a jednak přes odpor 214 na výstup 213.1 členu 213 absolutní hodnoty, jehož vstup 213.2 je připojen na pátý vstup 2.6 porovnávacího a regulačního členu 2 s měnitelnou strukturou .258 962 is connected via a resistor 207 to the center of the supply voltage, on the one hand to the cathode of the diode 205. whose anode is connected to the output of the operational amplifier 204 and to the cathode of the diode 206. , 04, whose non-inverting input is connected to the center of the supply voltage. The inverting input of the operational amplifier ff04 is connected further to the anode of the diode 206. through a resistor 201 to the sixth input 2.7, via a resistor 209 to the first input 2.2. via a resistor 210 to a third input 2.4 and via a MOS switch 208 to a common point of resistors 211 and 212. wherein the second SojSec ^ E11 is connected to the second input 2,3 and pflp ^ uff to the fourth input 2.5. The MOS switch control electrode is coupled to the output of the operational amplifier 216, wherein the non-inverting input of the operational amplifier 216 is coupled to the center of the supply voltage, and the inverting input of the operational amplifier 216 is connected via a resistor 215 to negative voltage 217. an absolute value member 213, whose input 213.2 is coupled to the fifth input 2.6 of the variable-structure comparator 2.

Nelineární člen 3. s volitelnými parametry se skládá z invertoru 1£2, č lénu 106 absolutní hodnoty, operačních zesilovačů 110 a 117. z diod 108 a 109. potenciometrů 102.111 a 114 , z odporů 122, 104. 107.112.115 a 116. Vstup 1.2 je připojen na vstup 106.1 členu 106 absolutní hodnoty, jehož výstup 1Q6.2 je připojen na vstup 105.1 invertoru 105. jehož výstup 105.2 je připojen přes odpor 104 na invertující vstup operačního zesilovače 110. který je připojen jednak přes odpor 103 na jezdce¹potenciometru 102, jehož jeden konec je spojen se středem napájecího napětí, a jehož druhý konec je připojen na kladné napětí 101 , jednak na anodu diody 108 připojené katodou na výstup operačního zesilovače 110. a jednak přes odpor 107 na katodu diody 109. jejíž anoda je připojena na výstup operačního zesilovače 110. Neinvertující vstup operačního zesilovače IIP je spojen se středem napájecího napětí. Společný bod odporu 107 a katody^109 je spojen s jedním diodyThe non-linear member 3 with selectable parameters consists of an inverter 12, an absolute value bar 106, operational amplifiers 110 and 117, diodes 108 and 109, potentiometers 102.111 and 114, resistors 122, 104, 107.112.115 and 116. input 1.2 is connected to the input member 106 106.1 In absolute values, the output 1Q6.2 is connected to the input of inverter 105. 105.1 105.2 whose output is connected via resistor 104 to the inverting input of the operational amplifier 110 which is connected both via a resistor 103 to the slider ¹ a potentiometer 102, one end of which is connected to the center of the supply voltage, and the other end of which is connected to a positive voltage 101, to the anode of a diode 108 connected by a cathode to the output of the operational amplifier 110. The non-inverting input of the operational amplifier IIP is connected to the center of the supply voltage. The common resistance point 107 and cathode 109 are connected to one diode

ΓΓ

258 962 koncem potenciometru 111. jehož druhý konec je spojen se středem napájecího napětí, a jehož jezdec je připojen přes odpor 112 na invertující vstup operačního zesilovače 117« který je připojen jednak přes odpor 115 na jezdce potenciometru 114;. jehož jeden konec je spojen se středem napájecího napětí a druhý konec se záporným napětím 113. a jednak přes odpor 11^. na výstup operačního zesilovače 117. který je spojen s výstupem 1.1 nelineárního členu 1 s volitelnými parametry. Neinvertující vstup operačního zesilovače 117 je spojen se středem napájecího napětí .258 962 at the end of a potentiometer 111, the other end of which is connected to the center of the supply voltage, and whose slider is connected via a resistor 112 to an inverting input of an operational amplifier 117 ' one end of which is connected to the center of the supply voltage and the other end to the negative voltage 113 and to the other side via a resistor 11 '. to the output of the operational amplifier 117 which is coupled to the output 1.1 of the non-linear member 1 with optional parameters. The non-inverting input of the operational amplifier 117 is coupled to the center of the supply voltage.

podle vynálezu pracuje následujícím způsobem. Jestliže je pracovní bod synchronního stroje mimo nedovolenou oblast podbuzení , pak na výstupu 2.1 porovnávacího a regulačního členu 2 je nulové napětí. V případě, že pracovní bod synchronního stroje je za. dovolenou mezí podbuzení, pak se na výstupu 2,1 porovnávacího a regulačního členu 2 s měnitelnou stru, turou objeví kladné napětí, které zavedeno na třetí vstup porovnávacího a regulačního členu regulačního obvodu napětí regulátoru buzení' synchronní stroj přibuzuje. JeáELiže je mez podbuzení dána lomenou přímkou ve výkonovém diagramu stroje, pak se při funkci ZG pojem! podle vynálezu uplatňuje nelineární člen 1 s volitelnými parametry. Jeho funkce je vysvětlena pomocí obr. 2,3 a 4. Na obr. 2 a 3 jsou znázorněny závislosti napětí U 111 a U 1.1 na napětí U 1.2 · U 1.2 je napětí na vstupu 1.2 nelineárního členu 1 s volitelnými parametry, U 111 je napětí na. jezdci potenciometru 111 a U.l.l napěti na výstupu 1.1 nelineárního Členu 1 s volitelnými parametry. Konstanta je stavitelná potenciometrem 102 , úhel je stavitelný potenciometrem 111 a konstanta K₂ je stavitelná potenciometrem 114.according to the invention operates as follows. If the operating point of the synchronous machine is outside the illumination range, then the output 2.1 of the comparator 2 is at zero voltage. In case the working point of the synchronous machine is behind. then the positive voltage occurs at the output 2.1 of the variable and comparator 2, which is applied to the third input of the comparator and regulator voltage control circuit input of the synchronous machine. If the under-excitation limit is given by a polyline in the machine's power diagram, then the ZG function is called! according to the invention, it applies a non-linear member 1 with optional parameters. Its function is explained by Figures 2,3 and 4. Figures 2 and 3 show the dependence of the voltage U 111 and U 1.1 on the voltage U 1.2 · U 1.2 is the voltage at input 1.2 of the nonlinear element 1 with selectable parameters, U 111 is voltage on. sliders of the potentiometer 111 and U11 of the voltage at output 1.1 of the non-linear Member 1 with selectable parameters. The constant is adjustable by potentiometer 102, the angle is adjustable by potentiometer 111 and constant K ₂ is adjustable by potentiometer 114.

Výstupní napětí U 1.1 nelineárního členu s volitelnými parametry je přivedeno na šestý vstup 2.7 porovnávacího a regulačního členu 2 s měnitelnou strukturou, na jehož třetí vstup 2,4 se přivádí napětí úměrné jalovému výkonu nebo proudu synchronního stroje. Toto napětí je záporné při jalovém výkonu nebo proudu kapacitního charalteru. Jestliže součet těch258 962 to napětí je v ustáleném stavu synchronního stroje kladný, pak na výstupu 2.1 porovnávacího a regulačního členu 2 s měnitelnou strukturou je nulové napětí. Jestliže součet těchto dvou napětí je při ustáleném stavu synchronního stroje záporný, pak na výstupu 2.1 porovnávacího a regulačního členu 2 s měnitelnou strukturou je napětí kladné. Z toho je zřejmé, že prvý případ odpovídá poloze pracovního bodu synchronního stroje napravo od lomené přímky ve výkonovém diagramu synchronního stroje znázorněného na obr. 4, kde činný výkon je označen symbolem P a jalový výkon symbolem Q. Druhý případ nastane, jestliže je pracovní bod synchronního stroje nalevo od lomené přímky, tzn. v oblasti nedovoleného podbuzení.The output voltage U1 of the non-linear member with selectable parameters is applied to the sixth input 2.7 of the comparator 2 with a variable structure, to the third input 2,4 of which a voltage proportional to the reactive power or current of the synchronous machine is applied. This voltage is negative at reactive power or capacitive charger current. If the sum of those 255 962 that the voltage in the steady state of the synchronous machine is positive, then at the output 2.1 of the variable-structure comparator 2 there is zero voltage. If the sum of these two voltages is negative at steady state of the synchronous machine, then at the output 2.1 of the variable-structure comparator 2, the voltage is positive. It follows that the first case corresponds to the position of the synchronous machine operating point to the right of the polyline in the synchronous machine power diagram shown in Figure 4, where the active power is indicated by P and the reactive power by Q. The second occurs when the operating point is synchronous machine to the left of the polyline, ie. in the area of illicit undercitation.

Signály přiváděné na prvý vstup 2.2, na druhý vstup 2.3 a na čtvrtý vstup 2.j? porovnávacího a regulačního'členu 2 s měnitelnou strukturou stabilizují funkci zařízení podle vynálezu. Zapojení porovnávacího a regulačního členu 2 s měnitelnou strukturou je takové, že prvý z těchto signálů, úměrný odchylce výstupního napětí porovnávacího a regulačního členu regulačního obvodu napětí regulátoru buzení od ustálené hodnoty, je ve funkci trvale. Další dva se uplatní pouze při velikosti činného výkonu větší než určitá hodnota. Jedná se o signál úměrný odchylce budicího proudu od ustálené hodnoty a signál, který je funkcí odchylky kmitočtu vnitřního elektromotorického napětí synchronního stroje a odchylky zátěžného úhlu synchronního stroje od ustálené hodnoty. Zrušení funkce těchto signálů při velikosti činného výkonu menší než určitá hodnota se provádí MOS spínačem 208,protože je nutné, aby činnost zařízení podle vynálezu nezhoršovala funkci regulátoru buzení při výpadku synchronního stroje ze sítě a při chodu naprázdno. Jestliže je mez podbuzení synchronního stroje dána určitou velikostí zátěžného úhlu stroje , pak se na třetí vstup 2.4 porovnávacího a regulačního členu 2 s měnitelnou strukturou přivádí místo signálu úměrného jalovému výkonu nebo proudu synchronního stroje, signál z výstupu 17.2 regulátoru 17 zátěžného úhlu synchronního stroje a šestý vstup 2.7 porovnávacího a regulačního členu 2 s měnitelnou strukturou není nikam připojen. V případě, že velikost zátěžného úhlu synchronního stroje je větší než dovolená hodnota, je napětí na výstupu 17.2 regulátoru 17 zátěž8Signals applied to input 2.2, input 2.3 and input 2.j? The variable-structure comparator 2 regulates the operation of the device according to the invention. The circuitry of the variable structure comparator 2 is such that the first of these signals, proportional to the deviation of the comparator voltage regulator output voltage regulator from the steady state, is in continuous operation. The other two apply only if the active power size is greater than a certain value. It is a signal proportional to the excitation current deviation from the steady state value and a signal which is a function of the deviation of the internal electromotive voltage of the synchronous machine and the deviation of the synchronous machine load angle from the stabilized value. The cancellation of these signals at an active power level of less than a certain value is carried out by the MOS switch 208, since it is necessary that the operation of the device according to the invention does not impair the function of the excitation regulator in the event of power failure and idle operation. If the under-load limit of the synchronous machine is given by a certain amount of machine load angle, then the third input 2.4 of the variable structure comparator 2 is supplied instead of a signal proportional to the reactive power or current of the synchronous machine. the input 2.7 of the variable-structure comparator 2 is not connected anywhere. If the load angle of the synchronous machine is greater than the permissible value, the voltage at the output 17.2 of the controller 17 is the load8.

258 962 ného úhlu synchronního stroje záporné a má za následek kladné napětí na výstupu 2,.l porovnávacího a regulačního členu 2 s měnitelnou strukturou, které synchronní stroj přibuzuje. Jestliže je velikost zátežného úhlu synchronního stroje menší než dovolená hodnota je napětí na výstupu 17.2 kladné a napětí na výstupu 2.1 nulové.258 962 of the synchronous machine is negative and results in a positive voltage at the output 2, 1 of the comparative and variable structure control member 2, which the synchronous machine is energizing. If the synchronous machine load angle is less than the permissible value, the output voltage 17.2 is positive and the output voltage 2.1 is zero.

Stabilizační signály fungují při mezi podbuzení dané zátěžným úhlem synchronního stroje obdobně jako při mezi podbuzení dané lomenou přímkou ve výkonovém diagramu synchronního stroje.The stabilization signals operate at the under-excitation given by the load angle of the synchronous machine similarly to the under-excitation given by the polyline in the power diagram of the synchronous machine.

Zapvjčne podle vynálezu lze využít u budicích soustav velkých synchronních strojů pracujících na parních i vodních elektrárnách v generátoricisém i motorickém provozu .Firstly, according to the invention, it can be used in excitation systems of large synchronous machines operating on steam and hydro power plants in both generator and motor operation.

Claims

Wiring for protection of synchronous machine against impermissible under-excitation consisting of non-linear member with selectable parameters, comparator and control member with variable structure, two members separating DC signal component, sum and DC component separating signal, synchronous machine load angle controller, absolute value sensor the synchronous machine load angle, the first input of which is coupled to the synchronous machine stator voltage sensor input, and the first synchronous machine reactive power or current sensor input, and the first synchronous machine internal electromotive voltage sensor input, and the first synchronous machine reactive power or sensor input. input of the internal electromotive voltage sensor of the synchronous machine and with the first input of the active power or current sensor of the synchronous machine a stator winding of a synchronous machine, the second input of which is connected to the second input of the synchronous machine reactive power or current sensor and the second input of the synchronous machine internal electromotive voltage sensor and the second active power or current sensor input and via the synchronous stator winding current converter a machine, wherein the rotor winding of the synchronous machine is connected to a first output of the actuator actuator, the second output of which is connected to the input of the excitation current sensor of the synchronous machine, the input of the actuator actuator is connected to the output of the comparator whose first input is connected to the output voltage reference circuit of the field controller, and whose second input is connected to the stator voltage sensor output of the synchronous machine, that the third input (4.4) of the comparator and regulator (4) of the voltage regulator of the excitation regulator is connected to the output (2.1) of the comparator and regulator (2) with a variable structure whose first input (2.2) is connected to the output (10.2) of a 10 258 962 nu (10) separating the DC component of the signal, connected by input (10.1) to the output (4.1) of the comparator and regulator (4) of the voltage regulator voltage control circuit, the second input (2.3) of the comparator and regulator (2) by a variable structure it is connected to the output (11.2) of the second component (11) separating the DC component of the signal, connected by input (11.1) to the output (6.2) of the synchronous machine excitation current sensor (6). ) with a variable structure is attached moo. to the output (17.2) of the synchronous machine load angle controller (17) connected by the input (17.1) to the output (15.3) of the absolute sensor (15). load angle values of the synchronous machine and the sixth input (2.7) of the comparator (2) with variable structure j <2 open or the third input (2.4) of the comparator (2) with variable structure is connected to the output (13.3) of the sensor ( 13) the reactive power or current of the synchronous machine and the sixth input (2.7) of the comparator (2) with variable structure is connected to the output (1.1) of the non-linear member (1) with selectable parameters, the fourth input (2.5) of the comparator (2) is connected to the output (18.3) of the summation and DC component of the signal separating member (18) connected by the first input (18.1) to the output (14.3) of the synchronous machine internal electromotive voltage sensor (14); 15.3) sensors (15) of the absolute value of the load angle of the synchronous machine, the fifth input (2.6) of the comparator and regulator The actuator (2) with variable structure is connected to the output (16.3) of the active power sensor (16) or current of the synchronous machine, which is also connected to the input (1.2) of the non-linear member (1) with optional parameters.