SU1092691A1 - Способ управлени синхронным генератором при его включении в сеть и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

1 Способ управлени  синхронным генератором при его включении в сеть, при котором подают напр жение на обмотку возбуищени  генератора, устанавливают величину опорного напр жени  , измер ют величину напр жени  на  корных обмотках, регулируют указанное напр жение в зависимости от величины и знака рассогласовани  величины опорного напр жени  и измеренного напр жени   корных обмоток, одновременно с этим синхронизируют частоту напр жени  генеЬатора с частотой напр жени  сети, о т л и ч а ющ и и с   тем, что, с целью повышени  надежности энергосистемы, измер ют величину и знак реактивного тока  корной цепи генератора и в соответствии с полученным сигналом измен ют напр жение на обмотке возбуждени  генератора, одновременно с этим в соответствии с этой величиной измен ют величину установленного уровн  опорного напр жени  до тех пор, пока величина реактивного тока не станет равной нулю, после чего ре -улируют напр жение  кор  в соответствии с величиной и знаком рассогласовани  напр жени   кор  и измененного уровн  опорного напр жени . 2. Устройство дл  управлени  синхронным генератором при включении его в сеть, содержащее реле, готовности включени  с двум  группами, замыкающих контактов, блок изменени  уставки, выходной сумматор и датчик напр жени , вход которого св зан с выводами фаз  корной цепи генератора, а выход подключен к одному из входов усилител  рассогласовани , к второму входу которого . i подключен выход блока дистанционного изменени  уставки, вход которо (Л го св зан с выходом блока изменени  уставки, к входу которого подс ключен выход замыкающих контактов коммутатора, а выход усилител  рас1согласовани  св зан с первым входом (выходного сумматора, датчик реактивного тока  кор , выходом соединен ный через нелинейный элемент с первым входом сумматора, на второй вход которого подключен выход задатчиND ка уставки реактивного тока, а выход сумматора подключен к второму входу выходного сумматора, выход которого предназначен дл  соединени  с обмоткой возбуждени  генератора, при этом один из замыкающих контактов реле готовности включен последовательно ; в цепь обмотки управлени  выключателем генератора, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности, дополнительно введены реле времени с одной группой замыкающих контактов и промежуточное реле с трем  группами закв кающих контактов , при этом обмотка реле времени включена последовательно с второй группой замыкаквдих контактов реле готовности, контакты реле времени включены последовательно с обмоткой

Description

управлени  промежуточного реле, перва  группа контактов промежуточного реле включена парал/юльно контактам коммутатора, втора  группа контактов включена параллельно нелинейному элементу, а треть  группа контактов соединена параллельно выходу задатчика установки реактивного тока.

f

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  регулировани  тока возбулздени  синхронных машин при их включении на параллельную работы в общую энергосистему.

HsBecteH способ управлени  синхронным генератором при пуске и включении в сеть на параллельную работу заключающийс  в том, что генератор сишсронизируют с сетью, т.е. в обмотку возбуждени  подают ток возбуждени , и, регулиру  напр жение синхронного генератора, а также регулиру  скорость его вращени , добиваютс  равенства частоты, фазы и величины напр жени  генератора частоте, фазе и величине напр жени  сети, после чего генератор включают в сеть 1.

Абсолютного равенства указанных параметров генератора и сети добитьс  весьма сложно, поэтому на практике допускают некоторое несоответствие параметров генератора параметрам сети. При этом при включении генератора в сеть в обмотке его  кор  протекает уравнительный ток Э р , определ емый разностью напр жений сети и генератора , а также реактансом св зи межлу сетью и генератором. При наличии автоматического регул тора вобуждени  (АРВ) на уравнительный ток накладываетс  дополнительный ток, обусловленный изменением тока возбулодени  за счет несоответсти  устаки напр жени  АРВ напр жению сети, При наличии АРВ быстродействующего и с большим коэффициентом усилени  ртклонение уставки АРВ от напр жени сети сопровождаетс  значительным Изменением тока возбуждени  и столь же значительным изменением тока  ко генератора, что может привести к нарушению устойчийости сети. Отклонение напр жени  сети на 2% от уставки АРВ должно сопровождатьс  именением возбуждени  на 50% от: номинального , что приводит к значительному увеличению тока  кор . Таким образом, известный способ управлени  синхронным генератором характеризуетс  узкой областью применени  (инерционные системы возбуждени и не применим дл  генераторов с быстродействующим АРВ.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  способ управлени  синхронным генератором при его включении в сеть, при котором подают напр же5 ние на обмотку возбуждени  генератора , устанавливают величину опорного напр жени , измер ют величину напр жени  на  корных обмотках, регулируют указанное напр жение в

Q зависимости от величины и знака рассогласовани  величины опорного напр жени  и измеренного напр жени   корнызс обмоток, одновременно с этим синхронизируют частоту напр жени  генератора с частотой напр жени 

5 сети, а также устройство дл  управлени  синхронным генератором при его включении в сеть, содержащее реле готовности включени  с двум  группами замыкающих контактов, блок

0 изменени  уставки и выходной сумматор , датчик напр жени  вход которого св зан с выводами фаз  корной цепи генератора, а выход подключен к одному из входов усилител  рассогла5 совани , ко второму входу которого подключен выход блока изменени  уставки, вход которого св зан с выходом блока изменени  уставки, к входу которого подключен выход замы0 кающих контактов коммутатора, а выход усилител  рассогласовани  св зан с первым входом выходного сумматора датчик реактивного тока  кор , вы- , ходом соединенный через нелинейный

5 элемент с первым входом сумматора, на второй вход которого подключен выход задатчика уставки реактивного тока, а выход сумматора подключен к второму входу выходного сумматора , выход которого предназначен

0 дл  соединени  с обмоткой возбуждени  генератора, при этом один из замыкающих контактов реле готовности включен последовательно в цепь обмотки управлени  выключателем ге5 нератора в сеть. Использование

известного способа позвол ет генераторы с быстродействующими АРВ включать в сеть с меньшими бросками тока  кор  2 ,

0 Однако известный способ существенно зат гивает процесс синхрониза ,ции, так как выравнивание напр же . ни  должно осуществл тьс  с большей точностью. При аварийньпг ситуаци х,

5 когда необходима максимальна  oneративность в производстве различных переключений, в синхронизации резервных и отключившихс  во врем  аварии генераторов, задержка процесса синхронизации способствует развитию аварии . Кроме того, этот способ не ис ключает бросков реактивного тока, преп тствующих устойчивости сети, а Следовательно, снижающих надежность работы энергосистемы.

Цель изобретени  - повышение надежности энергосистемы.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу дл  управлени  синхронным генератором при ег включении в сеть, при котором подают напр хсение на обмотку возбуждени генератора, устанавливают величину опорного напр жени , измер ют величину напр жени  на  корных обмотках регулируют указанное напр жение в зависимости от величины и знака рассогласовани  величины опорного напр жени  и измеренного напр жени   корных обмоток, одновременно с эти синхронизируют частоту напр жени  гнератора с частотой напр л ени  сети измер ют величину и знак реактивно- го тока  корной цепи генератора и в соответствии с полученным сигналом измен ют напр жение на обмотке возбуходени  генератора, одновременно с этим в соответствии с этой величиной измен ют величину установленного уровн  опорного напр жени  до тез: пор, пока величина реактивного тока не станет равной нулю, после чего регулируют напр жение  кор  в соответствии с величиной и зна ком рассогласовани  напр жени   кор и измененного уровн  опорного напр жени .

В устройство дл  управлени  синхронным генератором при включении его в сеть, содержащее реле готовности включени  с двум  группами замыкающих контактов, блок изменени  уставки, выходной сумматор и датчик напр жени , вход которого св зан с выводами фаз  корной цепи генератора, а выход подключен к одному из входов усилител  рассогласовани  к второму входу которого подключен выход блока дистанционного изменени  уставки, вход которого св зан с выходом блока изменени  уставки, к входу которого подключен выход замыкающих контактов KOMiviyтатора , а выход усилител  рассогласовани  св зан с первым входом выходного сумматора датчик реактивного тока  кор , выходом соединенный через нелинейный элемент с первым входом сумматора,на второй вход котрого подключен выход задатчика уставки реактивного тока, а выход сумматора подключен ко второму входу выз:одного сумматора, выход которого предназначен дл  соединени  с обмоткой возбуждени  генератора, при этом один из замыкающих контактов реле готовности включен последовательно в цепь обмотки управлени  включателем генератора, дополнительно введены реле времени с одной группой замыкающих контактов и промежуточное реле с трем  группами замыкающих контактов,при этом обмотка ре0 ле времени включена последовательно с второй группой замыкакхцих контактов реле готовности, контакты реле времени включены последовательно с обмоткой управлени  промежуточного репе , перва  группа контактов промежу-.

5 точного реле включена параллельно контактам коммутатора, втора  группа контактов включена параллельно нелинейному элементу, а треть  группа контактов соединена параллель0 но выходу задатчика уставки реактивного тока.

На фиг. 1 представлена диаграмма алгоритма последовательности операций способа,- на фиг. 2 - расшифров5 ка операций(Обозначенных на фиг.1; на фиг. 3 - электрическа  блок-схема устройства, реализующего способ.

Начальна  ситуаци  1 {фиг.1) следующа  - генератор на холостом

0 ходу, без возбуждени , скорость номинальна ; операци  2 - выбор режима синхронизации. При выборе включени  в сеть методом: точной синхронизации следующа  операци  3 - подача тока в обмотку возбуждени  ге5 нератора, при этом по вл етс  напр жение генератора; операци  4 контроль напр жени  и разрешение включени  следующей операции 5 при достижении напр лсением генератора 80%

0 номинального. Операци  5 - включение автосинхронизатора, при этом подключаетс  устройство подгонки напр жени  генератора к напр жению сети - операци  б, одновременно под5 ключаетс  .частночувствительный контур регул тора скорости операции 7. Идет процесс синхронизации генератора с сетью по величине напр жени , частоте и фазе. Когда напр жение ге0 нератора приблизительно равно напр жению сети (операци  8), частота и фаза генератора равны частоте и фазе сети {операци  9) включаетс  реле готовности включени  генератора в сеть {операци  10) .

5

Если синхронизаци  генератора с сетью осуществл етс  методом грубой : синхронизации {самосинхронизации), то при выборе этого режима (операци  2) следующа  операци  11 - конт0 роль отсутстви  напр жени  генератора , при выполнении этого услови  включаетс  реле разности частот {операци  12). Идет процесс синхронизации генератора с сетью по час5 тоте. При приблизительном раэенстве частот генератора и сети (операци  13) включаетс  реле готовности включени  генератора в сеть (операци  10). Генератор включают в сеть (операци  14), при этом одновременно ввод т в работу канал регулировани  тока возбуйадени  в функции отклонени  реактивного тока от нулевого значени  (операци  15), контролируют включение генератора в сеть (операци  16), л при включении последнего включают блок изменени  уставки напр жени  АРВ в функции отклонени  реактивного тока от нул  (операци  17), и ведут процесс подгонки уставки автоматического регул тора напр жени  к напр жению сети . Одновременно осуществл ют набор активной мощности генератора (операци  18). Процесс подгонки (операци  19), осуществл ют в течени времени, достаточного дл . завершени  процесса. По завершении этого времени (операци  20) отключают блок изменени  уставки напр жени  в функции .отклонени  реактивного тока от нул  (операци  21), и канал регулиро вани  тока возбуждени  в функции отклонени  реактивного тока от нулевого значени  (операци  22). После этого осуществл ют при необходимости набор реактивной нагрузки (операци  23) и Продолжают набор.активйой нагрузки (операци  18), Конечна  ситуаци  - 24 (генератор работает в сети с заданной активной и реактивной нагрузкой). , Устройство (фиг.З) содержит синхронный генератор 25, подключенный к .сети 26 выключателем 27. К обмотке 28 возбуждени  генератора 25 подключей возбудитель 29. Система 30 управлени  возбуждением содержит регул тор 31 напр жени  с датчиком 32 напр хсени  генератора 25, блоком 33 дистанционного изменени  уставки и усилителем 34 рассогласовани ; регул тор 35 реактивного тока с датчиком 36 реактивного тока, задатчиком 37 уставки, нелинейным элементом 38 и сумматором 39, блок 40 изменени  уставки напр жени  в функции отклонени  реактивного тока от нул , к входу которого подключен коммутатор 41, а выход соединен с входом блока 33 дистанционного изменени  уставки выходной сумматор 42, Jc входу которо го подключены регул тор 31 напр жени и регул тор 35 реактивного то.;а, а выход сумматора 42 подключен к упргш л ющему входу возбудител  29. Катушка включени  43 выключател  27 соеди нена последовательно с первым контак том 44 реле 45 готовнбсти. Второй контакт 46 реле 45 готовности включе последовательно с катушкой 47 реле 4 . времени и катушкой 49 промежуточного реле 50. Контакт 51, размыкающий с выдержкой времени на включение реле 48 времени, включен последовательно с катушкой 49 реле 50. Контакт 52 реле 50 подсоединен параллельно коммутатору 41, контакт 53 реле 50 подсоединен параллельно нелинейному элементу 38, контакт 54 реле 50 подключен параллельно выходу задатчика 37 уставки реактивного тока. Управление генератором 25 в процессе синхронизации здесь не рассматриваетс  так как этот процесс общеизвестен и реализуетс  операци ми 3-9 (фиг.1) при включении в сеть методом точной синхронизации или операци ми 11-13 (фиг. 1) при вклйчении в сеть методом самосинхронизации . По завершении процесса синхронизации включаетс  реле 45 готовности . Через контакт 4б реле 45 готовности подаетс  напр жение на катушку 49 реле 50 и на катушку 47 реле 48 времени. Реле 50 и 48 включаютс . Контакты 53 и 54 реле 50, замыка сь , шунтируют нелинейный элемент 38 и выход задатчика 37 уставки , при этом регул тор 35 реактивного тока преобразуетс  из ограничите .п  минимального возбуждени  с уставкой ограничени , равной нулю. Через контакт 44 реле 45 на катушку включени  43 подаетс  напр жение. Выключатель 27 подключает генератор 25 к сети 26. Зашснувшийс  контакт 52 реле 50 включает блок 40 изменени  уставки напр жени  в функции о.тклонени  реактивного тока от нул . После того, как генератор 25 включитс  в сеть 26 и под действием разницы напр жени  сети 26 и ЭДС генератора 25 пртечет уравнительный реактивный ток, который  вл етс  одновременно и сигналом контрол  включени  генератора в сеть (операци  16 на фиг.1), сиг;Нал , пропорциональный реактивному току генератора 25 поступает в блок 40. Под действием этого сигнала на выходе блока 40 по вл етс  напр жение, поступающее на вход блока 33 дистанционного изменени  уставки. Выходное напр жение блока 33 измен етс  и приближаетс  к выходному напр жению датчика 32 напр жени . Выходное напр жение усилител  34 рассогласовани  уменьшаетс , что приводит, к уменьшению выходного напр жени  выходного сумматора 42, поступающего на управл ющий вход возбудител  29. В результате измен етс  ток возбуждени  генератора 25 и уменьшаетс  потребл ема  или выдаваема  реактивна  мтацность. Этот процесс происходить до тех пор пока реактивна  мсадность генератора 25 и выходное напр жение датчика 36 реактивного тока не будут равны нулю. Временна  уставка реле 48 времени выбирае с  большей времени процесса подгонки уставки напр жени  АРВ. По истечении времени, заданного уставкой реле 48 времени, контакт 51 отключи катушку 49 реле 50. Контакты 52-54 реле 50 размыкаютс , вывод  из работы блок 40 и преобразу  снова регул тор реактивного тока с уставкой ограничени , равной нулю обратно в ограничитель минимального возбуждени . Еще в процессе подгонки уставки возможен набор активной мощности генератором, после отключени  ре ле 50 возможен кабор как активной , так и реактиной мощности . . Дл  включени  генератора в сеть по изобретению не требуетс  сколько-нибудь высока  точность подгонки напр жени  генератора к напр жению , сети, что упрощает и ускор ет процесс синхронизации. При этом переходной электромагнитный процесс, возникающий при включении генератора в сеть, протекает быстрее и с меньшими токами. Кроме того, нагрузка генератора активной мощности может осуществл тьс  сразу же после включени  генератора в сеть, которое происходит значительно раньше, чем в известном способе, а это в аварийной ситуации может иметь решающее значение дл  обеспечени  устойчивости энергосистемы и значительно повысить ее надежность .

Ситуаци 

- Решение.

/ 7 - uf ni/льс

PuiA

Рункци § гмени

Разделение цепей

оздетёие

.Фиг.2

J/ 30

26

Claims (2)

1. Способ управления синхронным генератором при его включении в сеть, при котором подают напряжение на обмотку возбуждения генератора, устанавливают величину опорного напряжения, измеряют величину напряжения на якорных обмотках, регулируют указанное напряжение в зависимости от величины и знака рассогласования величины опорного напряжения и измеренного напряжения якорных обмоток, одновременно с этим синхронизируют частоту напряжения генератора с частотой напряжения сети, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности энергосистемы, измеряют величину и знак реактивного тока якорной цепи генератора и в соответствии с полученным сигналом изменяют напряжение на обмотке возбуждения генератора, одновременно с этим в соответствии с этой величиной изменяют величину установленного уровня опорного напряжения до тех пор, пока величина реактивного тока не, станет равной нулю, после чего регулируют напряжение якоря в соответствии с величиной и знаком рассогласования напряжения якоря и измененного уровня опорного напряжения.

2. Устройство для управления синхронным генератором при включении его в сеть, содержащее реле, готовности включения с двумя группами, замыкающих контактов, блок изменения уставки, выходной сумматор и датчик напряжения, вход которого связан с выводами фаз якорной цепи генератора, а выход подключен к одному из входов усилителя рассогласования, к второму входу которого . подключен выход блока дистанционного изменения уставки, вход которого связан с выходом блока измене

SU-.,1092691 ния уставки, к входу которого подключен выход замыкающих контактов коммутатора, а выход усилителя рассогласования связан с первым входом 1выходного сумматора, датчик реактивного тока якоря, выходом соединен ный через нелинейный элемент с первым входом сумматора, на второй вход которого подключен выход задатчи ка уставки реактивного тока, а выход сумматора подключен к второму входу выходного сумматора, выход которого предназначен для соединения с обмоткой возбуждения генератора, при этом один из замыкающих контактов реле готовности включен последовательно ή в цепь обмотки управления выключателем генератора, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, дополнительно введены реле времени с одной группой замыкаю щих контактов и промежуточное реле с тремя группами замокающих контактов, при этом обмотка реле времени включена последовательно с второй группой замыкающих контактов реле готовности, контакты реле времени включены последовательно с обмоткой >

управления промежуточного реле, первая группа контактов промежуточного реле включена параллельно контактам коммутатора, вторая группа кон тактов включена параллельно нелинейному элементу, а третья группа контактов соединена параллельно выходу задатчика установки реактивного тока.