SU752731A1

SU752731A1 - Automatic excitation regulator for synchronous generator

Info

Publication number: SU752731A1
Application number: SU782461479A
Authority: SU
Inventors: Виктор Михайлович Голов; Анатолий Васильевич Пташкин; Николай Аркадьевич Смирнов
Priority date: 1978-03-11
Filing date: 1978-03-11
Publication date: 1980-07-30

Description

1one

Изобретение относитс к электротехнике и может быть испольэовано в устройствах дл автоматического регулировани возбуждени синхронных генераторов, преимущественно в 5 так называемых устройствах пропорционального действи , в которых регулирование возбуждени синхронной машины осуществл етс по отклонению напр жени статора (регулируема ве- 10 личина) и тока статора (возмущающее воздействие).The invention relates to electrical engineering and can be used in devices for automatically controlling the excitation of synchronous generators, mainly in 5 so-called proportional devices, in which the excitation control of the synchronous machine is carried out by varying the stator voltage (adjustable value) and the stator current ( disturbing effect).

Известны устройства указанного типа, в которых дл предотвращени самораскачивани автоматически ре- 15 гулируемой системы примен ютс жёсткие или линейные гибкие отрицательные обратные св зи, подключаемые со стороны входа к напр жению возбудител синхронной машины, а со сторо- 20 ны выхода - .к одной из обмоток управлени магнитного усилител l3 ,Devices of this type are known, in which to prevent the self-bouncing of automatically controlled system, rigid or linear flexible negative feedbacks are used, connected from the input side to the voltage of the synchronous machine exciter, and from the output side to one of the control windings of the magnetic amplifier l3,

Недостаток этих устройств заключаетс в том, что применение указанных средств стабилизации неизбежно 25 ухудшает другие показатели качес ва автоматического регулировани . Жестка отрицательна обратна св зь увеличивает статическую ошибку регулировани напр жени генератора, ли- 30The disadvantage of these devices is that the use of these stabilization means inevitably 25 worsens other indicators of the quality of automatic control. A stiff negative feedback increases the static error of the generator voltage regulation, 30

нейна гибка отрицательна обратна св зь снижает скорость нарастани напр жени возбуждени при коротких замыкани х в сети.Nea flexible negative feedback reduces the rate of increase of the excitation voltage during short circuits in the network.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому вл етс автоматический регул тор возбуждени дл синхронного генератора с возбудителем , содержащий измерительный орган напр жени , подключенный к корю генератора, магнитный усилитель, выход которого соединен с обмоткой возбуждени возбудител , одна из обмоток управлени усилител соединена с выходом измерительного органа, а друга - с выходом цепочки линейной гибкой обратной св зи, вход которой включен на напр жение возбудител . Это устройство обеспечивает хорошие показатели устойчивости и точности регулироёани jThe closest technical solution to the present invention is an automatic excitation controller for a synchronous generator with an exciter containing a voltage measuring unit connected to the generator core, a magnetic amplifier whose output is connected to the exciter excitation winding, one of the control control windings is connected to the measuring organ output and the other with the output of a linear flexible feedback chain, the input of which is connected to the exciter voltage. This device provides good stability and control accuracy j

Однако известное устройство имеет тот недостаток, что положительный эффект в нем достигаетс путем замедлени скорости прохождений всех видов регулирующих воздействий, вызываемых как слабыми, так и сильными возмущени ми в сети. Вследствие этого ; выигрьид с точки зрени гашена самораскачивани , вызываемогоHowever, the known device has the disadvantage that a positive effect in it is achieved by slowing down the speed of passage of all types of regulatory actions caused by both weak and strong disturbances in the network. Therefore ; winning from the point of view of self-skimming caused by

малыми возмущени ми, сопровождаетс существенным ухудшением условий обеспечени устойчивости регулируемого генератора и нагрузки при сильных возмущени х типа короткого замыкани в сети.small disturbances, is accompanied by a significant deterioration in the conditions for ensuring the stability of the controlled generator and the load under strong disturbances such as a short circuit in the network.

Цель изобретени - повышение ус- тойчивости и ув личение точности регулировани .The purpose of the invention is to increase the stability and increase the control accuracy.

Поставленна цель достигаетс тем что в устройство дополнительно введены усилитель и двухпол рный ограничитель величины сигнала, включенные последовательно с цепью гибкой линейной обратной св зи.The goal is achieved by the addition of an amplifier and a two-pole signal size limiter, connected in series with a flexible linear feedback circuit, to the device.

На фиг. 1 представл ема блок-схема систе ; регулировани напр жени синхронного генератора с автоматическим регул тором напр жени ; на фиг,2 предпочтительный вариант выполнени усилител с двухпол рным ограничителем величины сигнала,FIG. 1 is a block diagram of a system; adjusting the voltage of a synchronous generator with an automatic voltage regulator; Fig. 2 shows a preferred embodiment of an amplifier with a two-pole signal size limiter;

Возбуждение синхронного генератора 1 осуществл етс от возбудител 2 в качестве которого используетс генератор переменного тока, через СТРтичеокий выпр митель 3. Возбудитель имеет последовательную обмотку 4 возбуждени и две независимые обмотки 5 и 6 возбуждени , .создающие МДС, направленные одна согласно, друга встречно МДС последовательной обмотки возбуждени возбудител . К этим обмоткам подключены выходы автоматического регул тора 7 возбуждени , который подключен к измерительным трансформаторам напр жени 8 и тока 9 синхронного генератора и на которой подаетс напр жение от источника практически неизменного напр жени подвозбудител 10 наход щегос на одном валу, с возбудителем 2. В цепи канала напр жени автоматического регул тора имеетс установочный автотрансформатор 11. Измерительный орган 12 автоматического регул тора состоит из блока 13 фазового компаундировани , линейного 14 и нелинейного 15 элементов, токи выхода которых определ ютс величиной напр жени синхронного генератора с коррекцией по величине и фазе тока статора. Автоматический регул тор имеет два выходных магнитных усилител 16 и 17, первый из которых подключен к согласно включенной, второй - к противоположно включенной обмоткам возбуждени возбудител . Силовое питание магнитных усилителей осуществл етс от подвозбудител , Гк обмоткам управлени усилителей подключены выходы , измерительного органа, а также 18 нелинейной гибкой отрицательной обратной св зи по напр жению возбудител и. блока 19 ограничени потолка форсирЬвки, состо щего из промежуточного трансформатора 20, подключенного к напр жению возбудител The synchronous generator 1 is excited from the exciter 2, in which the alternator is used, through the STRP 3. Rectifier 3. The exciter has a coil of excitation 4 and two independent coils of excitation 5 and 6, which create MDS, directed one according to, the other oppositely MDS consistent excitation winding of the exciter. These windings are connected to the outputs of the automatic excitation controller 7, which is connected to the measuring transformers of voltage 8 and current 9 of the synchronous generator and on which voltage is supplied from a source of almost constant voltage from an exciter 10 located on the same shaft with the exciter 2. In the circuit The voltage channel of the automatic regulator has an installation autotransformer 11. The measuring body 12 of the automatic regulator consists of a phase compounding unit 13, a linear 14 and a nonlinear 15 elec ENTOV, the output currents which are determined by the magnitude of voltage of a synchronous generator with the correction of the magnitude and phase of the stator current. The automatic regulator has two output magnetic amplifiers 16 and 17, the first of which is connected to according to the included one, the second to the oppositely connected excitation windings of the exciter. The power supply of the magnetic amplifiers is carried out from the driver, HK, the control windings of the amplifiers are connected to the outputs, the measuring organ, as well as 18 nonlinear flexible negative feedback on the exciter voltage and. block 19 limiting a forcing ceiling consisting of an intermediate transformer 20 connected to the exciter voltage

и измерительного органа с выходным усилителем .,21. На управл кндий вход звена нелинейной гибкой обратной св зи подаетс через трансформатор 20 Напр жение возбудител , а силовое питание этого звена производитс через трансформатор 22 напр жением от подвозбудител .and a measuring organ with an output amplifier., 21. The control input of the nonlinear flexible feedback link is supplied through the transformer 20 The exciter voltage, and the power supply of this link is produced through the transformer 22 by voltage from the driver.

Цепь нелинейной гибкой отрицательной обратной св зи 18 состоит из составного транзистора 23, включенного в плечо мостовой схемы, три других плеча 24, 25, 26 которой представл ют собою резисторы. Одна из диагоналей моста представл ет собой выходную цепь звена,котора подключаетс к обмоткам управлени магнитных усилителей 16 и 17 автоматического регул тора возбуждени , ко второй диагонали моста подключен выход выпр мител 27, на который через трансформатор 22 подаетс напр жение от подвозбудител 10. С помощью цепи смещени , состо ще из резистора 28, стабилитрона 29 и резистора 30, производитс балансировка мостовой схемы, т.е. выставл етс нулевое значение выходного тока при нулевом входном сигнале.A non-linear, flexible negative feedback circuit 18 consists of a composite transistor 23 connected to a shoulder of a bridge circuit, the other three arms 24, 25, 26 of which are resistors. One of the bridge diagonals is the output circuit of the link, which is connected to the control windings of magnetic amplifiers 16 and 17 of the automatic excitation controller, to the second diagonal of the bridge, the output of the rectifier 27 is connected to which the voltage from the sub-driver 10 is supplied via transformer 22 The bias circuit, consisting of a resistor 28, a zener diode 29 and a resistor 30, balances the bridge circuit, i.e. set the output current to zero at zero input.

Входным элементом цепи обратной св зи вл етс выпр митель 31, на которой подаетс напр жение возбудител через промежуточный трансформатор 20.The input element of the feedback circuit is the rectifier 31, which is energized by the driver through an intermediate transformer 20.

Конденсатор 32, вл ющийс элементом цепи линейной обратной св зи, с последовательно включенными резисторами 33, 34 представл ет собою звено пассивного дифференцировани , которое выдел ет производную входного напр жени A capacitor 32, which is an element of a linear feedback circuit, with series-connected resistors 33, 34, is a passive differentiation link that separates the derivative of the input voltage

Выход- указанной цепи пассивного дифференцировани подаетс на вход усилител , вл ющегос одним из плеч мостовой схемы. Величиной сопротивлен резисторов, составл ющих три других плеча мостовой схемы, определ ет ,с необходимый уровень двухпол рного ограничени максимальной величины выходного сигнала, которой соответствует полное открытие транзист,ора. Благодар наличию ограничени характеристика звена гибкой обратной св зи имеет резко выраженный излом,т,е, оказываетс существенно нелинейной. Коэффициент усилени этого звена в линейной части характеристики измен етс в широких пределах путем изменени коэффициента усилени транзистора при неизменных параметрах активно-емкостного дифференциатора. При .нулевом входном сигнале устанавливаетс нулевой выходной сигнал звена путем соответствующего подбора параметров цепи смещени транзистбра при заданном соотношении сопротивлений плеч мостовой схемы.The output of the specified passive differentiation circuit is fed to the input of the amplifier, which is one of the arms of the bridge circuit. The magnitude of the resistance of the resistors constituting the three other arms of the bridge circuit determines, with a necessary level of two-pole limitation of the maximum output signal, which corresponds to the full opening of the transistor, ora. Due to the limitation, the characteristic of a flexible feedback link has a pronounced kink, t, e, which turns out to be substantially non-linear. The gain of this link in the linear part of the characteristic varies over a wide range by changing the gain of the transistor with the constant parameters of the active-capacitive differentiator. For a zero input signal, a zero output signal of the link is established by an appropriate selection of the parameters of the transistor displacement circuit for a given ratio of the resistance of the shoulders of the bridge circuit.

Работа автоматического регул тора возбуждени в обычных режимах не имеет отличий от известных устройств Вустановившемс режиме ток выходаThe operation of the automatic excitation controller in normal modes is no different from the known devices. In the installed mode, the output current

звена нелинейной гибкой отрицательной обратной св зи равен нулю и действие его никак не про вл етс . При увеличении напр жени возбудител через это звено проходит сигнал на магнитные усилители 16 и17 автоматического регул тора возбуждени , направленный на уменьшение возбуждени ,При уменьшении же напр жени возбудител этот сигнал мен ет знак - о направлен на увеличение возбуждени . При достаточно большом коэффициенте усилени усилител цепь гибкой отрицательной обратной св зи надежно предотвращает возникновение самораскачивани .the non-linear flexible negative feedback link is zero and its effect does not manifest in any way. With an increase in the voltage of the exciter through this link, a signal passes to the magnetic amplifiers 16 and 17 of the automatic excitation regulator, aimed at reducing the excitation. When the exciter voltage decreases, this signal changes sign - it is directed at increasing the excitation. With a sufficiently high gain of the amplifier, a flexible negative feedback circuit reliably prevents the occurrence of self-rebound.

Высока степень стабилизации системл позвол ет принимать большой коэффициент усилени основного канала регулировани , в результате чего обеспечиваетс уменьшение статической ошибки регулировани , а нелинейность характеристики гибкой обратной св зи практически исключает ее отрицательное вли ние на бьастродействие системы возбуждени при коротких замыкани х в сети.The high degree of stabilization of the system makes it possible to accept a large gain of the main control channel, which results in a reduction in the static control error, and the nonlinearity of the flexible feedback characteristic virtually eliminates its negative effect on the excitation system response during short circuits in the network.

Claims

Invention Formula

An automatic excitation regulator for a synchronous generator with an exciter containing a voltage measuring unit connected to the generator core, a magnetic amplifier, a coupler whose output is connected to the excitation winding of the exciter, one of the control windings of the amplifier is connected to the measuring output

0 organ, and another with the output of a flexible linear feedback circuit, characterized in that, in order to increase stability and increase accuracy and control, an amplifier and a two-pole signal strength limiter connected in series with a flexible linear feedback circuit are additionally introduced.

0

Sources of information taken into account in the examination

1, Brooms A, A. et al. Strong excitation control.

M., Energie, 1963, p. 11.19.

five

2. USSR author's certificate number 283381, cl. H 02 R 9/10, 1969.

needles

ig.