SU892639A1 - Device for limiting minimum excitation of synchronous generator excitation - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ МИНИМАЛЬНОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА Изобретение относитс  к регулированию реактивной мощности энерго систем, в частности, к управлению возбуждением синхронных генераторов , работающих с потреблением реактивной мощности. Известны устройства дл  ограничени  минимального возбуждени  син ронного генератора, работающего в режиме потреблени  реактивной мощности 1 и 2 . Однако эти устройства сложны, имеют неуниверсальные характеристи ки и вследствие малой величины выходног о сигнала нашли применение только с жегул торами возбуждени , имеющими высокий коэффициент усили Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство дл  ограничени  минимал ного возбуждени  синхронного генератора , содержащее фазоповоротный блок, вход которого служит дл  под ключени  к трансформатору напр жени  синхронного генератора, датчики тока статора генератора и ключевую схему 3. Недостатком устройства  вл етс  линейна  характеристика, что затрудн ет применение устройства дл  генераторов, работающих в режиме потреблени  реактивной мощности. С целью более полного использовани  генератора в режиме потреблени  реактивной мощности, устройство дл  ограничени  минимального.возбуждени  синхронного генератора содержащее фазоповоротный блок, вход которого служит дл  подключени  к трасформатору напр жени  синхронного генератора, датчики тока статора генератора и ключевую схему, снабжено вторым фазоповоротным блоком второй ключевой схемой, согласующим блоком импульсными датчиками фазы напр жени  генератора, входы которых подключены к выходам фазоповоротных блокЬв, а выходы к управл ющим входам ключевых схем, силовые входы ключевых схем подключены к датчику тока статора генератора, причем силовой вход одной из ключевых схем присоединен к датчику тока статора через дополнительныйрегулируемый резистор, а силовой вход второй к/почевой схемы подключен к движку того же резистора, а выходы ключевых схем св заны через согласук ций блок с зажимами д.п  подключени  к возбудителю генератора.(54) DEVICE FOR LIMITING A MINIMUM EXCITATION OF A SYNCHRONOUS GENERATOR The invention relates to the regulation of the reactive power of energy systems, in particular, to the control of the excitation of synchronous generators operating with the consumption of reactive power. Devices are known to limit the minimum excitation of a synchronous generator operating in the mode of consumption of reactive power 1 and 2. However, these devices are complex, have non-universal characteristics and, due to the small output signal, have been used only with excitation taps, which have a high force factor. The closest to the technical essence of the proposed device is a device for limiting the minimum excitation of a synchronous generator, containing a phase-rotation unit, the input of which serves to connect to the voltage transformer of the synchronous generator, the current sensors of the stator of the generator and the key circuit 3. The lack of equipment oystva is a linear characteristic, making it difficult to use the device for generators operating in the consumption of reactive power mode. In order to more fully use the generator in the mode of reactive power consumption, the device for limiting the minimum excitation of a synchronous generator containing a phase rotation unit, the input of which serves to connect a synchronous generator voltage to the voltage transformer, current generator stator sensors and the key circuit, is equipped with a second key phase rotation block a circuit, a matching unit with pulse generators phase voltage sensors, the inputs of which are connected to the outputs of the phase shifters, and the output to the control inputs of the key circuits, the power inputs of the key circuits are connected to the generator's stator current sensor, the power input of one of the key circuits connected to the stator current sensor via an additional adjustable resistor, and the second power input to the postal circuit is connected to the engine of the same resistor, and the outputs of the key circuits are connected by matching the block with the clips to the connection to the exciter generator.

На фиг. 1 и 2 представлены варианты схем устройства дл  ограничени  минимального возбуждени  синхронного генератора; на фиг, 3 приведена характеристика устройстваFIG. Figures 1 and 2 show variants of the device circuits for limiting the minimum excitation of a synchronous generator; Fig, 3 shows the characteristics of the device

Устройство дл  ограничени  минимального возбуждений генератора включает фазоповоротные блоки 1 и 1 которые подключены к статорной обмотке синхронного генератора через трансформатор 2 напр жени , датчик 3 тока статора, подключенный к трансформатору 4 тока, ключевые схемы 5 и 5 выполн ющие роль сис т емы управлени  возбудител  6, выполненные , например, на тиристорах, входы которых соединены с вы: одами датчиков 7 и 7 фазы напр жени  генератора и датчика тока статора 3, а выход соединен с возбудителем б через согласующий блок 8, в качестве которого могут быть использованы , например, потенциометричесхий мост со стабилизированной ЭДС (фиг. 1), стабилитронный мост с диодиой разв зкой (фиг. 2) или усилитель .посто нного тока.The device for limiting the minimum generator excitations includes phase shifting units 1 and 1 which are connected to the stator winding of the synchronous generator through a voltage transformer 2, a stator current sensor 3 connected to the current transformer 4, key circuits 5 and 5 acting as exciter control systems 6 , performed, for example, on thyristors, the inputs of which are connected to you: sensors of sensors 7 and 7 of the generator voltage and stator current sensor 3, and the output is connected to the exciter b via matching unit 8, which For example, a potentiometric bridge with a stabilized emf (Fig. 1), a zener diode with an isolation diode (Fig. 2), or an amplifier of direct current can be used.

Фазоповоротные блоки служат дл  установки углов начала работы Ключевых схем соответствующего интервала активной, мощности генератора , при превышении которых необходимо регулирование псш ротора в режиме потреблени  реактивной мошности.Phase-turn units are used to set the starting angles of the Key schemes of the corresponding active interval, generator power, above which it is necessary to regulate the rotor PCs in the mode of consumption of reactive power.

Установка начальных углов осуществл етс  путем изменени  фазы напр жени , подаваемого от трансформаторов 2 относительно напр жени  от датчика тока 3, таким образом чтобы на ключевые схемы 5 и 5 приход импульсов с датчиков 7 и совпадал по времени с положительной полуволной синусоиды тока статора.The initial angles are set by changing the phase of the voltage supplied from transformers 2 relative to the voltage from current sensor 3, so that the key circuits 5 and 5 receive pulses from sensors 7 and coincide in time with the positive half-wave sinusoid of the stator current.

С выхода фазоповоротного блока напр жение с установленной фазой подаетс  на вход датчика фазы напр жени  генератора 6. Стабилитрон датчика форглирует импульсы практически пр моугольной формы.From the output of the phase rotation unit, the voltage with the installed phase is applied to the input of the phase voltage sensor of the generator 6. The sensor zener diode forgates almost rectangular pulses.

Импульсы подаютс  на управл ющие входы ключевых схем 5 и 5 осуществл   их открытие в зависимости от разности напр жени  генератора тока статора и внутреннего угла генератора . С увеличением потребл емой.генератором реактивной мощности сигнал на выходе ключевых схем 5 и 5 уменьшаетс . Согласующий блок 8, представл ющий собой нелинейный стабилитронный мост преобразует выходную характеристику к более удобному дл  реализации виду-(фиг. 3).The pulses are applied to the control inputs of the key circuits 5 and 5 by opening them depending on the voltage difference between the stator current generator and the internal angle of the generator. With an increase in the reactive power consumed by the generator, the signal at the output of the key circuits 5 and 5 decreases. The matching unit 8, which is a nonlinear Zener diode bridge, converts the output characteristic to a more convenient form for realization (Fig. 3).

При всех значени х угла (Г меньших допустимого дл  первой схемы,импульсы положительной пол рности, с датчиков , поступающие на вход первой ключевой схемь;, совпадают по времени с,положительной полуволной синусоидального напр жени , подаваемогоFor all values of the angle (G less than permissible for the first circuit, the pulses of positive polarity from the sensors arriving at the input of the first key circuit; coincide in time with the positive half-wave sinusoidal voltage supplied

на второй вход схемы 5 с фазоповоротного блока 1. При этом на входе ключевых схем напр жение максимальн а ток управлени  возбудителем на выходе согласующего блока отсутствуетto the second input of circuit 5 from phase shifter 1. At the same time, the input voltage of the key circuits is the maximum voltage of the control current of the exciter at the output of the matching unit

При увеличении реактивной нагрузки генератора в режиме потреблени  и соответственно угла сГ импульсы с датчиков 7 и 7 поступают на управл ющие входы ключевых схем, сдвинутые по временной оси в сторону уменьшени  периода работы ключевой схемы соответственно отклонению угла сГ, . Напр жение на выходе ключевых схем уменьшаетс , но увеличиваетс  на выходе согласующего блока 8 и в цепи управлени  возбудителем по вл етс  ток, величина которого зависит линейно от тока статора и по закону косинуса от угла между этим током и напр жением генератора Выходной ток, поступа  в блок управлени  .возбудителем , повышает возбуждение генератора и преп тствует дальнейшему росту потребл емой реактивной мощности. При изменении (f до величины cfj выводитс  из работы втора  ключева  схема, подключаема  на более высокие напр жени  датчика тока и козффициент пропорциональности характеристики мен етс .When the generator reactive load increases in the consumption mode and, accordingly, the angle cG, the pulses from the sensors 7 and 7 arrive at the control inputs of the key circuits shifted along the time axis in the direction of decreasing the period of operation of the key circuit according to the deviation of the angle cG. The voltage at the output of the key circuits decreases, but increases at the output of the matching unit 8 and a current appears in the control circuit of the exciter, the magnitude of which depends linearly on the stator current and the cosine law on the angle between this current and the generator voltage. The control unit of the exciter increases the excitation of the generator and prevents further growth of the consumed reactive power. When changing (f to the value of cfj, the second key circuit is disconnected, connected to higher voltages of the current sensor, and the coefficient of proportionality of the characteristic changes.

Использование устройства обеспечивает получение характеристики ограничени  минимального возбуждени  генератора, совпадающей с характеристикой допустимых режимов генератора в режимах потреблени  реактивной мощности, надежность работы устройства, ввиду применени  элементов ключевого типа, не подверженных вли нию окружающей среды .The use of the device provides the characteristic of limiting the minimum excitation of the generator, which coincides with the characteristic of the permissible modes of the generator in the modes of consumption of reactive power, reliability of the device, due to the use of elements of the key type that are not affected by the environment.

Высокую помехозащищенность, так как отсутствуют цепи с низкими сигналами.High noise immunity, as there are no circuits with low signals.

Claims (3)

1.Авторское свидетельство СССР № 538468, кл. Н 02 Р 9/14, 1972.1. USSR author's certificate number 538468, cl. H 02 R 9/14, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР 575794, кл. Н 02 Р 9/14, 1973.2. Authors certificate of the USSR 575794, cl. H 02 R 9/14, 1973. 3.Авторское свидетельство СССР № 58583 , кл. Н 02 Р 9/14, 1976.3. USSR author's certificate number 58583, cl. H 02 R 9/14, 1976.