PL157108B1 - Uklad sterowania generatora synchronicznego ze wzbudnica pradu przemiennegoZ gloszenie ogloszono:14.05.1990 BUP 10/90O u d zielen iu p a te n tu ogloszono: 30.04.1992 WUP 04/92U p raw n io n y z p a te n tu :Instytut Energetyki, Warszawa, PLT w órcy w ynalazku:Andrzej Grabowski, Gdansk, PL Wlodzimierz Garski, Gdansk, PL Roman Kulik, Gdansk, PL Krzysztof Madajewski, Sopot, PL Edward Msciwojewski, Gdansk-Oliwa, PL Jan Olowski, Gdansk, PLU klad sterow ania generatora synchronicznego ze PL - Google Patents

Abstract

wzbudnica pradu przem iennego, zawierajacy wzmac- niacz mocy polaczony z ogranicznikiem pradu stojana oraz wstepne wzmacniacze m agnetyczne polaczone z uzw ojeniam i obcow zbudnym i wzbudnicy, znamienny tym, ze pierwsze wejscie wzmacniacza sum ujacego (7) o charakterystyce przetw ornika napiecie/prad jest pola- czone z wyjsciem ogranicznika maksym alnego pradu sto- jan a (8), przy czym wejscie ogranicznika pradu stojana (8) jest polaczone z przekladnikam i pradow ym i (12) i (13), zalaczonymi w obw ód sterow ania generatora a dru - gie wejscie wzmacniacza sum ujacego (7) jest polaczone z wyjsciem ogranicznika kata mocy generatora (8), przy czym wejscie ogranicznika kata mocy (9) jest polaczone z przekladkam i pradowym i (1 2 , 13) i przekladnikiem napie- ciowym (11), trzecie wejscie wzmacniacza sum ujacego (7) jest polaczone z wyjsciem stabilizatora rózniczkujacego (10) w artosc mocy generatora, którego wejscie jest pola- czone z przekladnikam i pradow ym i (1 2 , 13) i przekladni- kiem napieciowym (11), przy czym dw ukierunkow e wyjscie wzm acniacza sum ujacego (7) jest polaczone z jednym wejsciem sum ujacego wzmacniacza pradow ego (5), którego drugie wejscie jest polaczone z wyjsciem czlonu pom iarow ego (6) polaczonego z przekladnikam i pradow ym i (12) i (13) i przekladnikiem napieciowym (11) a wyjscie sum ujacego wzmacniacza pradow ego (5) jest polaczone z pierwszymi wejsciami wzmacniaczy m agne- tycznych (3) i (4) polaczonych ze soba kaskadow o, któ- rych drugie wejscia sa polaczone z uzwojeniami obcow z- budnym i wzbudnicy pradu przem iennego (2) o dodatnim przeplywie (Zb) i ujemnym przeplywie (Z c). PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ sterowania generatora synchronicznego ze wzbudnicą prądu przemiennego.

Znane rozwiązania układów sterowania generatora synchronicznego wyposażonego we wzbudnicę prądu przemiennego zapewniają sumowanie sygnałów członu pomiarowego prądu wzbudzenia w stojanie wzbudnicy oraz ograniczników prądu stojana, na wejściach magnetycznych wzmacniaczy wstępnych. Taka struktura układowa utrudnia zastosowanie sprzężeń stabilizujących oraz niekorzystnie wpływa na stabilność pracy generatora synchronicznego i na warunki pracy innych odbiorców zasilanych z tej samej sieci.

Znane jest ponadto z polskiego opisu patentowego nr 131 744 użycie do sterowania wzbudnicy generatora synchronicznego, wzmacniacza mocy będącego przetwornicą napięcia stałego /na napięcie stałe, stosowanego w układzie rezerwowym w przypadku niesprawności podstawowego układu regulacji napięcia wzbudzenia generatora synchronicznego. W rozwiązaniu tym uzwojenie obcowzbudne wzbudnicy zasilane jest ze wzmacniacza mocy, który zasilany jest napięciem stałym z akumulatorowego źródła zasilania. Wzmacniacz mocy wytwarza sygnał sterujący wzbudnicę przez oddziaływanie na jej uzwojenie obcowzbudne, przy czym sam jest sterowany różnicą sygnału zadanego nastawnikiem napięcia i sygnału z członu pomiarowego mierzącego napięcie wzbudzenia w stojanie wzbudnicy. Sterowanie takie zapewnia stabilizację napięcia wzbudzenia generatora na poziomie zadanym nastawnikiem.

Celem wynalazku jest zwiększenie obszaru stabilnej pracy generatora synchronicznego ze wzbudnicą poprzez opracowanie układu zapobiegającego przekroczeniu dopuszczalnej wartości prądu stojana lub przekroczeniu dopuszczalnej wartości kąta mocy.

Istota układu do sterowania generatora synchronicznego według wynalazku polega na tym, że pierwsze wejście pierwszego wzmacniacza sumującego o charakterystyce przetwornika napięcie/prąd jest połączone z wejściem ogranicznika prądu stojana, przy czym wejście ogranicznika prądu stojana, jest połączone z przekładnikami prądowymi załączonymi w obwód sterowania generatora a drugie wejście pierwszego wzmacniacza sumującego jest połączone z wejściem ogranicznika kąta mocy, przy czym wejście ogranicznika kąta mocy jest połączone z przekładnikami prądowymi i przekładnikiem napięciowym załączonym w obwód sterowania generatora a trzecie

157 108 wejście pierwszego wzmacniacza sumującego jest połączone z wyjściem stabilizatora różniczkującego wartość mocy generatora, którego wejście jest połączone z przekładnikami prądowymi i przekładnikami napięciowymi, załączonymi w obwód sterowania generatora. Ponadto dwukierunkowe wyjście wzmacniacza sumującego o charakterystyce przetwornika napięcie/prąd jest połączone jednym wejściem drugiego wzmacniacza prądowego sumującego, którego drugie wejście jest połączone z wyjściem członu pomiarowego połączonego z przekładnikiem napięciowym i przekładnikami prądowymi załączonymi w obwód sterowania generatora, a którego wyjścia są połączone ze wzmacniaczami magnetycznymi połączonymi ze sobą kaskadowo, których wejścia są połączone z uzwojeniami obcowzbudnymi wzbudnicy prądu przemiennego o dodatnim i ujemnym przepływie.

Wynalazek jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku przedstawiającym schemat blokowo-ideowy układu sterowania generatora synchronicznego.

W układzie sterowania generatora synchronicznego 1, wyposażonego we wzbudnicę prądu przemiennego 2, według wynalazku wzbudnica 2 posiada szeregowe uzwojenie wzbudzenia o dodatnim przepływie Za i dwa uzwojenia obcowzbudne, o dodatnim przepływie Zb i ujemnym przepływie Zo. Jeden zacisk uzwojenia szeregowego Za wzbudnicy 2 połączony jest do anody prostownika wzbudzenia a drugi do odpowiedniego zacisku uzwojenia wzbudzenia generatora 1, przy czym drugi zacisk uzwojenia wzbudzenia generatora 1 połączony jest z katodą prostownika wzbudzenia. Zaciski wejściowe uzwojenia wzbudzenia Zb wzbudnicy 2 przyłączone są do wyjścia magnetycznego wzmacnicza wyjściowego 3, natomiast zaciski wejściowe uzwojenia wzbudzenia Zo wzbudnicy 2 przyłączone są do wyjścia magnetyczynego wzmacniacza wyjściowego 4. Wyjście prądowe wzmacniacza sumującego 5 połączone jest wejściem magnetycznego wzmacniacza 3, którego wyjście połączone jest z wejściem drugiego magnetycznego wzmacniacza 4. Pierwsze wyjście prądowego wzmacniacza sumującego 5 połączone jest z wyjściem członu pomiarowego 6, a drugie wejście połączone jest z wyjściem wzmacniacza sumującego 7 o charakterystyce przetwornika napięcia prądu. Wejścia sumującego wzmacniacza 7 o charakterystyce przetwornika napięcie/prąd połączone są z wyjściem ogranicznika maksymalnego prądu stojana 8, wyjściem ogranicznika kąta mocy 9 i wyjściem stabilizatora różniczkującego 10 wartość zmian mocy generatora. Wyjścia przekładników prądowych 12 i 14 oraz przekładnika napięciowego 11 połączone są z wejściami ogranicznika maksymalnego prądu stojana 8 i 9 ogranicznika kąta mocy, wejściem stabilizatora różniczkującego 10 oraz wejściem członu pomiarowego napięcia 6. Magnetyczne wzmacniacze wyjściowe 3 i 4 oraz wzmacniacz sumujący 5 zasilane są z podwzbudnicy prądu przemiennego 14.

O wartości kąta mocy generatora informują sygnały z przekładników prądowych 12, 13 i przekładnika napięciowego 11, podawane na wejście ogranicznika kąta mocy 9. Przy przekroczeniu nastawionej wartości kąta mocy generatora 1, napięciowy sygnał wyjściowy z ogranicznika kąta mocy 9, jest podawany na pierwsze wejście sumującego wzmacniacza 7 o charakterystyce przetwornika napięcie/prąd. Jednocześnie na drugie wejście wzmacniacza sumującego 7 jest podawana pochodna zmian wartości generatora 1 z wyjścia stabilizatora różniczkującego 10 zapewniającego zwiększenie tłumienia kołysań przebiegów dynamicznych kąta mocy. Otrzymany na dwukierunkowym wyjściu wzmacniacza 7, sygnał prądowy sumacyjny jest podawany na jedno wejście sumacyjnego wzmacniacza prądowego 5; na którego wejście jest podawany sygnał proporcjonalny do odchyłek napięcia generatora od wartości zadanej z wyjścia członu pomiarowego 6. Sygnał wyjściowy wzmacniacza 5 podany na wejście wzmacniacza magnetycznego 3 powoduje wzrost prądu wyjściowego wzmacniacza magnetycznego (3) i zmniejszenie prądu wyjściowego wzmacniacza magnetycznego 4 wywołując zmniejszenie przepływu w dodatnim uzwojeniu Zb i zwiększenie przepływu w ujemnym uzwojeniu Zc wzbudnicy 2, co daje wzrost prądu wzbudzenia generatora i w efekcie wzrost napięcia na zaciskach generatora oraz zmniejszenie wartości kąta mocy.

Jednocześnie szybkie zmiany prądu wyjściowego wzmacniaczy magnetycznych 3 i 4 sterowane przez stabilizator różniczkujący 10 powodują zwiększenie tłumienia kołysań dynamicznych kąta mocy. W ten sposób ogranicznik kąta mocy 9 oraz stabilizator różniczkujący 10 nie dopuszczają do przekroczenia dopuszczalnej wartości kąta mocy generatora.

157 108

Przy przekroczeniu maksymalnej wartości prądu stojana generatora 1, z ogranicznika prądu stojana 8 zostaje wysłany sygnał napięciowy na pierwsze wejście wzmacnicza sumacyjnego 7 o charakterystyce prostownika napięcie/prąd. Jednocześnie na drugie wejście wzmacniacza sumującego 7 jest podany sygnał z wyjścia stabilizatora różniczkującego 10 w postaci pochodnej zmiany mocy generatora 1. Otrzymany na wyjściu wzmacniacza 7 sumacyjny sygnał prądowy jest podawany następnie na pierwsze wejście sumującego wzmacniacza prądowego 5, na którego drugie wejście jest podawany z wyjścia członu pomiarowego 6 sygnał proporcjonalny do odchyłek napięcia generatora od wartości zadanej wysterowując wzmacniacz 5 sygnłem głównego toru regulacji napięcia stojana. Otrzymany na wyjściu wzmacniacza sumującego 5 sygnał wyjściowy oddziałowuje w kierunku zmniejszenia prądu wyjściowego magnetycznego wzmacniacza 3 i zwiększenia prądu wyjściowego wzmacniacza magnetycznego 4, co w konsekwencji powoduje zmniejszenie przepływu wzbudzenia wzbudnicy 2 sterowanego z magnetycznych wzmacniaczy 3 i 4 poprzez uzwojenie o dodatnim przepływie Zb i uzwojenie o ujemnym przepyłwie Zc.

Zmniejszenie przepływu wzbudzenia wzbudnicy 2 powoduje zmniejszenie prądu wzbudzenia generatora 1 i w efekcie zmniejszenie napięcia na zaciskach generatora oraz zmniejszenie prądu stojana. Jednocześnie szybkie zmiany prądu wyjściowego wzmacniaczy 3 i 4 sterowane przez stabilizator różniczkujący 10 powodują zwiększenie tłumienia kołysań dynamicznych prądu stojana. W ten sposób ogranicznik maksymalnego prądu stojana 8 oraz stabilizator systemowy 10 nie dopuszczają do przekroczenia maksymalnego prądu stojana.

i

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 5000 zł.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Układ sterowania generatora synchronicznego ze wzbudnicą prądu przemiennego, zawierający wzmacniacz mocy połączony z ogranicznikiem prądu stojana oraz wstępne wzmacniacze magnetyczne połączone z uzwojeniami obcowzbudnymi wzbudnicy, znamienny tym, że pierwsze wejście wzmacniacza sumującego (7) o charakterystyce przetwornika napięcie/prąd jest połączone z wyjściem ogranicznika maksymalnego prądu stojana (8), przy czym wejście ogranicznika prądu stojana (8) jest połączone z przekładnikami prądowymi (12) i (13), załączonymi w obwód sterowania generatora a drugie wejście wzmacniacza sumującego (7) jest połączone z wyjściem ogranicznika kąta mocy generatora (8), przy czym wejście ogranicznika kąta mocy (9) jest połączone z przekładkami prądowymi (12,13) i przekładnikiem napięciowym (11), trzecie wejście wzmacniacza sumującego (7) jest połączone z wyjściem stabilizatora różniczkującego (10) wartość mocy generatora, którego wejście jest połączone z przekładnikami prądowymi (12, 13) i przekładnikiem napięciowym (11), przy czym dwukierunkowe wyjście wzmacniacza sumującego (7) jest połączone z jednym wejściem sumującego wzmacniacza prądowego (5), którego drugie wejście jest połączone z wyjściem członu pomiarowego (6) połączonego z przekładnikami prądowymi (12) i (13) i przekładnikiem napięciowym (11) a wyjście sumującego wzmacniacza prądowego (5) jest połączone z pierwszymi wejściami wzmacniaczy magnetycznych (3) i (4) połączonych ze sobą kaskadowo, których drugie wejścia są połączone z uzwojeniami obcowzbudnymi wzbudnicy prądu przemiennego (2) o dodatnim przepływie (Zb) i ujemnym przepływie (Zc).