SU936217A2 - Устройство противоаварийной автоматики электростанций - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к автоматизации энергосистем, в частности к противоаварийной автоматике электростанций , служащей дл  сохранени  устойчивости энергосистем..

По основному авт.св. № 656151 известно устройство противоаварийной автоматики электростанций, содержащее блок задани , датчики активной мощности с запоминающими элементами, блок задани  минимально допустимых на грузок,блок автоматического подключени , блок разгрузки , выполненный в виде замкнутого контура, состо щего из ограничителей и сумматора, к выходу которого подключен интегратор, а входы - к измерительным ключам и к отключающему блоку, выполненному в виде разомкнутого контура, состо щего из сумматора , коммутатора, подключенного к его входуj и компараторов, выходы которых через автоматический коммутатор выходных сигналов и коммутатор задани  очередности отключени  генераторов соединены с управл ющими входами измерительных ключей и с выходьым блоком Г1 .

Однако во избежание отказов в действии или решени  задачи разгрузки электростанций с большой погрешностью устройство на значительный период времени должно выводитьс  из работы. Это происходит в ночной минимум графика нагрузки станции, когда энергоблоки не отключают, а перевод т на близкую ; техническому минимум нагрузку.

Это объ сн етс  тем, что в блоке автоматического подключени  происходит сравнение фактической нагрузки агрегата и его минимально допустимой нагрузки . При превышении последней над первой агрегат отключаетс  от устройства соответствующей группой контактов и в решении задачи разгрузки участи  не принимает.В ночной минимум все агрегаты станции несут 39 минимальную нагрузку, котора  определ етс  технологическими возможност ми йаро- силового оборудовани  бло ков. Таким образом, на станции прак тически отсутствует регулировочный диапазон в плане дальнейшего непрерывного снижени  мощности. Реализаци  сигнала задани  возможна только путем отключени  генераторов. Поэто му данное устройство не способно реализовать операцию отключени  ген раторов с учетом фактической нагруз ки агрега ов, в силу заложенного в jHero принципа первоочередности непр рывной разгрузки. Если же приоритет отдан отключению генераторов, то в силу дискретности такого управл ющего воздействи  в большинстве случаев задание на разгрузку электростанции отрабатываетс  с избыточностью , т.е. с пониженной точностью . Цель изобретени  - повышение точ ности разгрузки электростанций. Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство противоаварийной автоматики электостанций снабжено блоком загрузки, блоком управлени  ограничител ми, расчетным узлом отключающего блока и блоком ограничителей отключающего блока, сос то щего из ограничителей по числу энергоблоков,.причем входы ограничителей подключены к выходам датчиков мощности, а выходы - к сумматору блока отключени  и через коммутатор задани  очередности отключени  к инвертирующим входам операционных дифференциальных усилителей расчетного узла отключающего блока, неинвертирующий вход первого дифференциального усилител  и первый вход первого компаратора св заны с выходом сумматора блока отключени , выходы первого и последующих дифференциальных усилителей соединены с неинвертирующими входами второго и соответственно последующих дифференциальных усилителей, а также с первыми входами второго и соответственно последующих компараторов . Кроме того, входы блока управлени  ограничител ми св заны с выхо дами блока автоматического подключе ни  , содержащего одну группу выходных контактов, включенных между вых дом интегратора и входами охрани- чителей, а выходы блока управлени  4 подключены к управл ющим входам ограничителей блока разгрузки, причем блок загрузки содержит операционные дифференциальные усилители по числу агрегатов станции, сумматор и компаратор, инвертирующие входы дифференциальных усилителей через. коммутаторы св заны с выходами датчиков мощности, а неинвертирующие входы - с выхддами аналоговых ключей , выходы дифференциальных усилителей подключены к входу сумматора блока загрузки и через автоматический коммутатор к выходному блоку, вход сумматора также св зан с блоком задани , а выход - .с компаратором блока загрузки, при этом выход ком .паратора подключен к управл ющему входу блока автоматического подключени . На чертеже изображена схема предлагаемого устройства противоаварийной автоматики электростанций. Схема включает датчики активной мощности генераторов с запоминающими элементами 1-3, блок 4 автоматического подключени , ограничители 5-7 блока отключени , выходные контакты 8-10 блока автоматического подключени , ограничители П-13 блока разгрузки , аналоговые ключи 14-16, блок 17 отключени , блок 18 разгрузки , блок 19 загрузки, коммутатор 20, сумматор 21 блока отключени , коммутатор 22 задани  очередности отключени  генераторов, операционные дифференциальные усилители 23-25, компараторы 2б-28 блока отключени , блок 29 управлени  ограничител ми, сумматор 30 блока разгрузки, интегратор 3 операционные дифференциальные усилители 32-3f блока загрузки, сумматор 35 блока загрузки, компаратор 36 блока загрузки, блок 37 контрол  и сигнализации, автоматический коммутатор 38, блок 33 задани  минимально допустимых нагрузок, блок ЙО задани  аварийной разгрузки станции, выходной блок 1. Датчики 1-3 активной мощности, предназначенные дл  фиксации нагрузки генератора, могут быть выполнены по любому известному принципу, в том числе с помощью операционных усилителей посто нного тока (ОУПТ) и нелинейных схем. Запоминающие устройства изготовл ютс  также на основе ОУПТ. Блок автоматического подключени  k предназначен дл  отключе5 ни  интегратора от входов ограничителей блока разгрузки группой выход ных контактов 8-10. Блок автоматического подключени  представл ет со бой группу компараторов (схем сравнени ), которые построены с помощью ОУПТ и стабилитронов. Компараторы сравнивают значени  сигналов на выходе датчиков .мощности и блока мини мально допустимых нагрузок агрегато При снижении нагрузки агрегата ниж технического минимума соответствующий компаратор срабатывает и разрывает цепь интегратор - ограничитель Ограничители 5-7 отключающего бл ка воспроизвод т зависимость, показанную внутри их изображений. Верхн порог ограничени  устанавливаетс  на уровне границы регулировочного диапазона (технического минимума ) a регата. Ограничители построены на . основе ОУПТ и диодов. Блок 40 задани  аварийной разгрузки станции  вл етс  согласующим элементом, на. ВХОД которого поступают сигналы сие темных устройств автоматики. Суммат ры 30,21,35 блоков разгрузки, отключени  и загрузки, интегратор 31, ограничители 11-13 блоков разгрузки операционные дифференциальные усилители 23-25, 32-3i, компараторы 2б-28 Зб - все эти элементы выполн ютс  на основе ОУПТ по известным схемам. Ключи Й-16 представл ют собой реле . с магнитоуправл ющими контактами. На основе таких же реле построен автоматический коммутатор 38 выходны сигналов. Коммутатор 20 состоит из кнопочных переключателей, а коммутатор задани  очередности отключени  генераторов 22 составлен из набора галетных переключателей (три галеты на одной оси) Блок контрол  и сигнализации выполнен аналогично известному устройству. Выходной блок 41 содержит измерительные приборы и согласующие элементы дл  передачи сигналов блочным устройством разгрузки и отключени . Устройство работает следующим образом. В нормальном режиме сигнал на вых де блока 40 задани  аварийной разгрузки равен нулю. Если на выходах датчиков 1-3 активной мощночти сигналы пропорциональные фактическим нагрузкам каждого из агрегатов равны или превышают технические минимумы, то блок k автоматического подключе76 ни  выходными контактами 8,9 и 10 подключают выход интегратора к oi- раничител м 11-13 блока разгрузки . Блок 29 управлени  ограничител ми при этом обеспечивает работу ограничителей с функциональной зависимостью , показанной сплошной линией (внутри их изображений). На входы сумматора 30 от датчиков 1,2 и 3 мощности поступают значени  фактических нагрузок каждого агрегата. На остальные входы этого сумматора подаютс  отработанные устройством значени  нагрузок этих же агрегатов с ключевых схем 14, 15 и 16. Замкнутый контур схемы блока 18 разгрузки, включающий узлы 30, 31, 20, 8-10, 11-13, 14-16, находитс  в устойчивом состо нии. При этом сигналы на выходах сумматора 30 и интегратора 31 равны нулю. В блоке 17 отключени  на сумматор 21 подаютс  фактические нагрузки агрегатов с выходов датчиков 1,2 и 3 мощности через ручной коммутатор 20. На остальные входы сумматора 21 с ограничителей 5-7 подаютс  минимально допустимые нагрузки этих же агрегатов . На выходе сумматора 21 присутствует сигнал, пропорциональный суммарному регулировочному диапазону станции. На инвертирующие входы дифференциальных усилителей 23-25 с выходов ограничителей 5-7 через коммутатор задани  очередности 22 поступают значени  технических минимумов агрегатов. При этом сигналы на выходах сумматора 21 и дифференциальных усилителей имеют такой знак, что компараторы 26-28 не срабатывают (компараторы настроены таким образом, что их срабатывание происходит при смене пол рности входного сигнала). В блоке 19 загрузки на входы каждого из дифференциальных усилителей 32-34 поданы сигналы фактической нагрузки агрегатов и эти же значени  отработанные устройством с выхода ключевых схем 14-16. Следовательно, на выходах дифференциальных усилителей присутствуют сигналы равные нулю . Соответственно и на выходе сумматора 35 сигнал равен нулю, а на выходе компаратора отсутствует сигнал блокировки блока 4 автоматического подключени . Рассмотрим режим работы, в котором про вл етс  эффективность предложенных изменений в схеме устройства. 79 Пусть все агрегаты станции (в да ном случае три ) несут нагрузку немн го ниже технологического минимума. Действием блока Ц автоматического подключени  выход интегратора 31 от ключен от ограничителей 11-13 группой контактов 8-10 и обеспечено действие блока 29 управлени  на изменение характеристик соответству щих ограничителей. Ограничители 11перевод тс  на характеристики, показанные пунктирной линией, при это отсутствует нижний порог ограничени т.е. сигналы датчиков мощности проход т через ограничители без измене ни . Блок 19 загрузки находитс  в исходном состо нии при нулевых значени х сигналов на выходах дифферен циальных усилителей 32-3, сумматора 35 и компаратора 36. В блоке 17 отключени  на вход су матора 21 через коммутатор 20 посту пают значени  фактических нагрузок агрегатов и отработанные ограничите л ми 5-7 эти же знамени , но с обратным знаком. Сигнал на выходе бло ка АО задани  равен нулю, т.е. на выходе сумматора 21 присутствует нулевой сигнал. Сигналы с выходов ограничителей через коммутатор 22 задани  очередности также постуjпают на инвертирующие входы диффере циальных усилителей 23-25- При этом сигналы на выходах дифференциальных усилителей 23, и 25 имеют значени  сигналов Соответственно: P-I, (PI+() и (.J) , где Р , Pft г фактические нагрузки агрегатов в станции. Пол рность выходных сигналов усилителей такова, что не обеспечиваетс  срабатывание компараторов 2б-28. При возникновении аварийной ситуации , на выходе блока tO задани  .по вл етс  сигнал пропорциональный мощности разгрузки. Этот сигнал поступает на входы сумматоров.21, 30,35 и 37 блоков отключени , разгрузки , загруЗки и контрол . По вление сигнала задани  на выходе сум матора 21 обеспечивает срабатывание компаратора 25 и подготовку цепей отключени  первого по очереди генератора и учет этого отключени  в блоке разгрузки путем размыкани  ключевой схемы 1 j. Сигнал сумматора 21 также поступает на неинвертирующий вход диф ференциального уси.лител  23, где пр ИСХОДИТ вычитание фактической нагрузки первого по очереди генератора из мощности, на которую должна быть разгружена станци . Если сигнал задани  на разгрузку превышает фактическую нагрузку первого генератора, то на выходе усилител  присутствует напр жение, соответствующее разности этих сигналов, причем пол рность напр жени  измен етс . Это признак того, что отключени  одного генератора дл  отработки задани  недостаточно . Срабатывает компаратор 27, подготавливаютс  цепи отключени  второго по очереди генератора и т.д. Таким образом, определение группы генераторов, подлежащих отключению , осуществл етс  путем последовательного вычитани  фактических нагрузок генераторов из мощности задани  на разгрузку. .Учет отключенных генераторов производитс  в блоках 18 и 19 разгрузки и загрузки путем размыкани  ключевых схем . Процесс вычислени  заканчиваетс , когда знак сигнала на выходе следующего дифференциального усилител  остаетс  без изменени , причем выполнение задани  на разгрузку путем отключени  генераторов производитс  с избытков , В пределе он может достигать минимальной нагрузки агрегата. Дл  (Компенсации избыточной разгрузки станции оставшиес  в работе агрегаты должны быть дополнительно нагружены .. Учет отключени  генераторов производитс  в блоке 19 загрузки путем сравнени  суммарной фактической мощности отключенных генераторов получаемой на входе сумматора 35 и задани  на разгрузку. Избыточное отключение приводит к смене знака на выходе сумматора 35 и срабатыванию компаратора 36, выходной сигнал которого деблокирует блок автоматического подключени  по цел м управлени  контактами 8-10. Эти контакты замыкаютс  и подключают выход интегратора 31 к ограничител м 11-13. Контур блока 18 разгрузки замыкаетс . Интегратор увеличивает вы)одной сигнал до тех пор, пока сумма сигналов на входе сумматора 30 не станет равной нулю. К нулю также стремитс  сигнал на выходе сумматора 35- Компаратор 36 возвращаетс  в исходное состо ние, однако выход интегратора 31 остаетс  подключенным

993621

к входам ограничителей до тех пор, пока на выходе блока О присутствует сигнал задани .

Claims (3)

1. Устройство противоаварийной автоматики электростанций по авт.св. Vf 656151. отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности, оно снабжено блоком загрузки, бло- ком управлени  ограничител ми, расчетным узлом отключающего блока и блоком ограничителей отключающего блока, состо щим из ограничителей по числу энергоблоков, причем вхо- 5 ды ограничителей подключены к выходам датчиков мощности, а выходы к сумматору блока отключени  и через коммутатор задани  очередности отключени  к инвертирующим входам one- 20 рационны с дифференциальных усилителей расчетного узла отключающего блока, неинвертирующий вход первого дифференциального усилител  и первый вход первого компаратора 25 св заны с выходом сумматора блока отключени , выходы первого и поОледующих дифференциальных усилителей соединены с неинвертирующикм входами второго и соответственно 30 последующих дифференциальных усилителей , а также с первыми входами второго и соответственно последую|щих компараторов.

710

2.Устройство по п.1, о т л ичающеес  тем, что входы управлени  ограничител ми св заны с выходами блока автоматического подключени , содержащего одну группу выходных контактов, включенных между выходом интегратора и входами ограничителей , а выходы блока управлени  подкжЬчены к управл ющим входам ограничителей блока разгрузки.

3.Устройство по п. 1, о т л ичающеес  тем, что Ьлок загрузки содержит операционные дифференциальные усилители по числу агрегатов станции, сумматор и компаратор, причем инвертирующие входы дифференцисшьных усилителей через коммутатор св заны с выходами датчиков мощности, а неинвертирующие входы - с выходами измерительных ключей , выходы дифференциальных усилителей подключены к входу сумматора, блока загрузки и через автоматически коммутатор к выходному блоку, вход сумматора также св зан с блоком задани , а выход - с компаратором блока загрузки, пру этом выход компаратора подключен к управл ющему входу блока автоматического подключени  .

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР f 656151. кл. Н 02 J 3/2, 1976.