Регулирование возбуждения синхронных генераторов (стр. 6 )

В этом случае уравнение тиристорного преобразователя будет иметь вид:

Для систем тиристорного самовозбуждения с последовательными трансформаторами (рис. 5.1,6) коммутирующей эдс является геомет­рическая сумма векторов напряжения и тока синхронного генератора

где Квт, Kпт — коэффициенты трансформации выпрямительного и последовательного трансформаторов соответственно; Хμ — реактив­ность намагничивания последовательного трансформатора, отнесен­ная к базисному сопротивлению генератора.

Среднее значение напряжения тиристорного преобразователя си­стемы самовозбуждения, работающего на холостом ходу при нулевом угле управления в режиме горения вентилей 2—3, определяется вы­ражением

Эквивалентное сопротивление тиристорного преобразователя за­висит от реактивности рассеяния выпрямительного Хвт и последова­тельного Xпт трансформаторов, а также от реактивности намагни­чивания последовательного трансформатора:

Следует иметь в виду, что величины реактивных сопротивлений, входящих в последнюю формулу, приведены ко вторичной обмотке трансформаторов и выражены в омах.

Линеаризованная система уравнений системы тиристорного само­возбуждения имеет вид:

где

Таким образом, линейная математическая модель статической тиристорной системы независимого возбуждения представляет собой уравнение (5.2), а системы самовозбуждения — систему уравнений (5.3).

5.2. Математическая модель

системы управления тиристорами

Современные системы управления тиристорами, построен­ные по вертикальному принципу, имеют арккосинусную зависимость угла сдвига отпирающего импульса относительно первой гармоники питающего напряжения. Работа такой системы описывается следую­щим уравнением:

где Uоп — амплитуда опорной синусоиды; η — угол сдвига между опорной синусоидой и первой гармоникой напряжения питания ти­ристорного преобразователя; Uсм — напряжение смещения системы управления тиристорами.

7*

Напряжением питания тиристорного преобразователя независи­мой системы возбуждения является напряжение вспомогательного генератора; для тиристорного преобразователя системы самовозбуж­дения напряжением питания будет геометрическая сумма векторов напряжения и тока главного генератора. Если не учитывать переход­ных процессов в обмотках вспомогательного генератора или выпря­мительного и группы последовательных трансформаторов, то можно принять величину питающего напряжения равной величине комму­тирующей эдс. В этом случае для независимой системы и для системы самовозбуждения будет справедливо соотношение

где Кс — коэффициент трансформации трансформатора синхрониза­ции; Wф(jω) — частотная характеристика фильтра, который выделя­ет из питающего напряжения преобразователя его первую гармони­ческую составляющую.

Величины амплитуды и фазы опорной синусоиды, входящие в уравнение (5.4), определяются из уравнений:

Линеаризация дает систему уравнений, описывающую работу си­стемы управления тиристорами для режима малых отклонений:

Таким образом, последняя система уравнений совместно с урав­нением (5.2) или системой уравнений (5.3) является математической моделью статической системы возбуждения, связывающей величину изменения напряжения возбуждения ΔUf с изменением выходного напряжения регулятора ΔUАРВ.

При работе синхронного генератора параллельно с сетью большой мощности частота напряжения питания тиристорного преобразовате­-

ля меняется незначительно, поэтому можно положить Δω = 0. Тогда система уравнений (5.5) сведется к двум уравнениям:

где

Однако при исследовании устойчивости регулирования и при рас­четах переходных процессов автономных систем необходимо исполь­зовать полную систему уравнений (5.5).

5.3. Упрощенная математическая модель

статической тиристорной системы возбуждения

Упрощенное уравнение тиристорного преобразователя получается при пренебрежении величиной реактивности коммута­ции. В этом случае

Если пренебречь инерционностью фильтра системы управления тиристорами и положить, что при синхронной частоте Аф = 1 и η = 0, уравнения СУ Т упрощаются:

Совместное решение систем уравнений (5.7) и (5.8) с учетом уравнений установившегося режима дает

Отсюда следует, что приращение напряжения возбуждения ли­нейно связано с приращением выходного напряжения регулятора, причем коэффициент передачи равен отношению кратности форси­рования возбуждения к амплитуде опорной синусоиды. Этот вывод справедлив для независимой системы возбуждения и системы само­возбуждения.

5.4. Бесщеточная система возбуждения

В работах [62—64 ] была предложена математическая мо­дель бесщеточного возбудителя (рис. 5.2), замещающая диодный вы­прямитель моста внешней характеристикой. При этом предполага­лось, что угол коммутации не изменяется в течение переходного про­цесса. В действительности же угол коммутации, оставаясь постоян­ным во всех установившихся режимах диодного преобразователя, в переходных режимах существенно меняется. Расчеты и эксперимен­ты показывают, что в диапазоне от 0.2 до 2 Гц амплитуда частотной характеристики угла коммутации изменяется на 25 дБ, а фаза — на 150°. Поэтому учет изменения угла коммутации в переходном про­цессе обязателен. Кроме того, при составлении математического опи­сания возбудителя влияние поперечного демпферного контура не учитывалось, а влияние продольного демпферного контура без доста­точных на то оснований учитывалось упрощенно. Принятые допуще­ния не позволяют использовать предложенные ранее модели для ис­следования устойчивости систем автоматического регулирования возбуждения. Поэтому была разработана новая модель [50], в кото­рой мостовой диодный преобразователь моделируется по основной гармонике тока питающей сети и по его внешним характеристикам. При этом предполагается, что в течение коммутационного цикла по-токосцепления обмоток обращенного синхронного генератора, а так­же ток и напряжение главного генератора постоянны. Эти допущения позволяют рассматривать возбудитель как мостовой преобразова­тель, в котором коммутирующей эдс является сверхпереходная эдс Е'' обращенного синхронного генератора, приложенная за реактив­ностью коммутации Хγ = 1/2 (Х''qв + Х''dв). Для составления полной математической модели запишем систему уравнений обращенного синхронного генератора с учетом продольного и поперечного де-

Рис. 5.2. Бесщеточная диодная система возбуждения.

Обозначения: ТС — трансформатор синхронизации; СУТ — система управления тиристорами; ТП — тиристорный преобразователь; В — возбудитель; ДП — диодный преобразователь; АРВ — автомати­ческий регулятор возбуждения; Б0С — блок обратной связи; Г — генератор; ВТ — выпрямительный трансформатор; ТН — трансформатор напряжения; ТТ — трансформатор тока.

мпферных контуров в системе относительных единиц [16]:

где

Uб. як. в — базисное значение напряжения якоря возбудителя, опреде­ляемое как номинальное линейное напряжение обращенного синх­ронного генератора; Zб. як. в. — базисное сопротивление якоря обращен­ного синхронного генератора.

Постоянные времени и реактивные сопротивления рассчитывают­ся в соответствии с общепринятой схемой замещения [16 ] по следу­ющим соотношениям:

Величина эквивалентного сопротивления диодного преобразова­теля характеризует режим работы вентилей. Если RЭ ≤ 1/3, то пре­образователь работает в режиме 2—3 и αвын = 0. При RЭ > 1/3 вен­тили диодного моста работают в режиме 3—3 и γ = 60°.

Для режима 2—3 величина угла коммутации и коэффици­енты, входящие в систему уравнений (5.10), рассчитываются по фор­мулам:

При работе вентилей преобразователя в режиме 3—3 значения вынужденного угла зажигания и коэффициентов определяются по уравнениям:

Для использования модели диодной бесщеточной системы воз­буждения при расчетах статической устойчивости параллельной ра­боты синхронных генераторов требуется ее линеаризация. Линейная математическая модель в приращениях переменных имеет вид:

При работе вентилей диодного преобразователя в режиме 2—3 по­следняя система уравнений должна быть дополнена:

При работе вентилей диодного моста в режиме 3—3 уравнения приращения переменных, определяющих проводимость преобразо­вателя, запишутся в виде:

Таким образом, система (5.11), дополненная в зависимости от режима работы вентилей уравнениями (5.12) или (5.13), явля­ется подробной математической моделью вращающегося диодного возбудителя.

5.5. Упрощенная математическая модель

бесщеточного диодного возбудителя

Менее громоздкая, но достаточно точная модель для ана­лиза поведения синхронного генератора и расчетов устойчивости его параллельной работы с энергосистемой может быть получена при пренебрежении влиянием демпферных контуров и изменением попе­речного тока якоря возбудителя. Для этого в системе уравнений (5.11) следует положить равными нулю Δerq, Δerd, Δiq. Тогда, иск­лючив промежуточные переменные, получаем достаточно простое уравнение, описывающее работу возбудителя [50 ]:

Формулы для выражений, входящих в (5.15), в зависимости от режима работы диодного преобразователя приведены в табл. 5.1.

Более точное определение величин ki и Тi может быть выполнено на базе экспериментальных или расчетных (по полным уравнениям возбудителя) частотных характеристик.

Для этой цели был проведен расчет частотных характеристик воз­будителя типа БВД по полным уравнениям математиче­ской модели (5.11) для режимов холостого хода и короткого замыка­ния. Из анализа расчетных характеристик были определены значе­ния коэффициентов и постоянных времени, входящих в уравнение (5.14). Сравнение полученных значений параметров со значениями, определенными по формулам (5.15), показало их отличие в пределах 5—7 % (табл. 5.2).

С целью определения зависимости постоянных времени и коэф­фициентов, входящих в уравнение (5.14), от режима работы возбу­дителя были выполнены расчеты величин этих параметров для ряда значений выходной координаты (напряжение возбуждения генерато­ра). В результате этого установлено, что параметры математической модели возбудителя, представленной в такой форме, практически не зависят от режима работы синхронного генератора. Поэтому будет справедливо представить модель бесщеточного возбудителя в форме:

Модель возбудителя была получена при большом количестве до­пущений, указанных выше. Поэтому для определения степени соот­ветствия разработанной математической модели оригиналу потребо­валась экспериментальная проверка. Такая проверка была выполне­на в период пусконаладочных испытаний турбогенератора ТВВ-1000-4 с возбудителем БВД. Для этого в режиме короткого замыкания энергоблока определены частотные характеристики сис­темы возбуждения. Входной синусоидальный сигнал подавался на вход системы управления тиристорами; выходной сигнал снимался с делителя обратной связи, т. е. был пропорционален напряжению ро­тора. Полученные частотные характеристики приведены на рис. 5.3,

5.4 (кривые 1). Расчет параметров, входящих в уравнение (5.16), вы­полненный по предложенной методике для возбудителя БВД, дал результаты, приведенные в табл. 5.2.

Уравнение, связывающее входной сигнал с напряжением возбуж­дения возбудителя, определяется упрощенной моделью тиристорного преобразова:

Уравнение обмотки возбуждения в режиме короткого замыкания энергоблока имеет вид

где

ХT — сопротивление рассеяния блочного трансформатора. Совместное решение (5.16)—(5.18) дает

Из последнего уравнения были определены расчетные частотные характеристики, представленные на рис. 5.3 и 5.4 (кривые 2). Срав­нение расчетных кривых с экспериментальными показывает, что в диапазоне от 0.5 до 4 Гц амплитудные характеристики отличаются друг от друга не более чем на 2 дБ, а фазовые — не более чем на 2.5°.

Таким образом, расчеты и эксперименты подтвердили, что, не­смотря на свою кажущуюся простоту, упрощенная модель диодного бесщеточного возбудиявляется достаточно точной.

5.6. Модернизированная высокочастотная система возбуждения

С 70-х годов турбогенераторы мощностью от 100 до 500 МВт оснащались высокочастотной системой возбуждения. За ис­текшие годы произошло моральное и физическое старение аппара­туры регулирования этих систем, выполненных на магнитных уси­лителях. В настоящее время эти системы не удовлетворяют требова­ниям по части быстродействия, ограничения перегрузок и минималь­ного возбуждения, а также по части резервирования основного АРВ. В связи с этим встал вопрос об их модернизации. Модернизация вы­сокочастотной системы возбуждения заключается в замене аппара­туры, выполненной на магнитных усилителях, полупроводниковым регулятором АРВ-СДП1 и тиристорным преобразователем, в отказе от подвозбудителя и исключении из схемы системы возбуждения по­следовательной обмотки возбуждения возбудителя [61 ]. Схема мо­дернизированной высокочастотной системы возбуждения приведена на рис. 5.5. Ток ротора синхронного генератора складывается из то­ков двух диодных мостов, питаемых от вращающегося возбудителя (If1) и от трансформаторов силового компаундирования (If2). В связи с этим очевидно следующее уравнение:

Уравнение, описывающее работу диодного выпрямительного мо­ста, питающегося напряжением вращающегося возбудителя и рабо­тающего на обмотку возбуждения синхронного генератора, было по­лучено ранее (5.14) при рассмотрении бесщеточной системы возбуж­дения:

Коэффициенты и постоянные времени, входящие в последнее уравнение, определяются по формулам (5.15). При этом в качестве реактивности коммутации следует брать реактивность рассеяния воз­будителя Хγ = Хsв. Режим работы преобразователя, питаемого напря­жением возбудителя, зависит от распределения тока между мостами и определяется эквивалентным сопротивлением диодного преобразо­вателя:

Если RЭ ≤ 1/3, то преобразователь работает в режиме 2—3, если

RЭ > l/З, то—в режиме 3—3.

Работа диодного выпрямителя силового компаундирования может быть описана уравнением внешней характеристики. При этом ком­мутирующей эдс является величина, пропорциональная произведе­-

нию тока статора на реактивность шунта намагничивания, а реак­тивностью коммутации — сумма реактивных сопротивлений намаг­ничивания и рассеяния трансформатора компаундирования. Следо­вательно, для режима малых отклонений справедливо следующее уравнение:

где для случая соединения трансформаторов компаундирования по схеме треугольника

где Хμ , Хs — реактивные сопротивления намагничивания и рассея­ния трансформаторов компаундирования, приведенные ко вторичной обмотке и выраженные в омах; kт — коэффициент трансформации трансформаторов компаундирования.

Решив совместно уравнения (5.19)—(5.22), получим:

где

Для вычисления коэффициентов линеаризованных уравнений требуется определить распределение токов между диодными выпря­мительными мостами. Ток диодного моста, питаемого от трансфор­матора силового компаундирования, определяется как корень квад­ратного уравнения

где

Очевидно, что ток выпрямительного моста, питаемого от высоко­частотного генератора, определяется как разность токов

В качестве примера выполним расчет параметров математической модели высокочастотного возбудителя турбогенератора ТВФ-120-2 для номинального режима работы. Номинальные величины турбо­генератора имеют значения: Uf ном = 300 В; If ном = 1830 А; Iг. ном =7763 А.

Параметры трансформаторов силового компаундирования имеют следующие значения: Хμ = 3 Ом, Xs = 0.0275 Ом, kт = 14.

Величины параметров высокочастотного возбудителя равны:

Sв. ном = 340 кВ*А, Uв. ном = 280 В, Xd в =1.24, X'd в = 0.64, Xγ = 0.57,

Td 0в= 0.64 с.

В номинальном режиме работы турбогенератора Uf= 1.0, If = 1.0,

Iг = 1.0.

Коэффициенты квадратного уравнения (5.24) равны В1Iг = 0.831, B2U2f = 0.098.

Ток выпрямителя, питающегося от трансформаторов силового компаундирования, определенный как корень уравнения (5.24), ра­вен If2 =0.689.

Ток выпрямителя, питающегося от высокочастотного возбудите­ля, вычисляется по формуле (5.25), If1 = 0.311.

Уместно заметить, что в период пусконаладочных работ на высо - кочастотной системе турбогенератора ТВФ-120-2 был произведен за­мер распределения токов между диодными мостами в номинальном режиме работы турбогенератора. Измерения дали следующие резуль­таты: If1 = 580 А, что составляет 0.317 о. е.; If2 = 1250 А, что состав­ляет 0.683 о. е.

Величина эквивалентного сопротивления диодного моста, питаю­щегося от высокочастотного возбудителя, составляет RЭ1 = 0.238.

Полученное значение эквивалентного сопротивления меньше одной трети, следовательно, диодный преобразователь работает в режиме 2—3. Расчеты по формулам, приведенным в табл. 5.1, дают следующие результаты: γ = 52° , b = -0.354, g= 0.52, ψ =15.7°, F(γ, ψ) = 0.219, G (γ, ψ) = -2.76.

Коэффициенты и постоянные времени, определенные по форму­лам (5.15), равны: T1 = 0.739 с, Т2 = 0.286 с, k1 = 1.79, k2 = 0.795.

Параметры, входящие в уравнение (5.23), равны: A1 = 1.61, А2 = 0.593, А3 = 0.714, τ1 = 0.691, τ2 = 0.268.

Таким образом, уравнение высокочастотной системы возбужде­ния турбогенератора ТВФ-120-2 для номинального режима работы имеет вид:

Очевидно, что для высокочастотных систем возбуждения, выпол­ненных без силового компаундирования, выражения для пара­метров, входящих в уравнение (5.23), упростятся. Действительно, отсутствие трансформаторов компаундирования эквивалентно тому, что Xs → ∞, Xμ → 0.

В этом случае RЭ2 →∞, A1 = k1, А2 = 0, A3 = k2, τ1 = T1, τ2 = T2. Таким образом, математическое описание работы модернизиро­ванной высокочастотной системы возбуждения без силового компа­ундирования совпадает с моделью бесщеточной системы возбужде­ния.

С помощью УПР проверяется функционирование каналов регу­лирования по отклонению и первой производной напряжения стато­ра, по первой производной тока ротора, по изменению и первой про­изводной частоты напряжения статора, а также канала жесткой об­ратной связи по напряжению ротора (для бесщеточных и высокоча­стотных систем возбуждения). УПР обеспечивает проверку работоспособности каналов ограничения максимального и минималь­ного возбуждения, алгоритмов начального возбуждения и разгрузки генератора по реактивной мощности. Устройство представляет собой аналоговую модель синхронного генератора с системой возбуждения для ряда характерных с точки зрения проверки АРВ режимов работы

и состоит из следующих четырех блоков: блока модели объекта ре­гулирования (МОР), блока модели генератора в режиме перевозбуж­дения (МГУ), блока модели генератора в режиме потребления реак­тивной мощности (МГО), блока модели регулятора возбуждения (МРВ).

Блок МОР является простейшей аналоговой моделью системы возбуждения и синхронного генератора, работающего в режиме хо­лостого хода. Возбудитель моделируется в соответствии с уравнени­ями математической модели статической или бесщеточной системы возбуждения. В основе модели синхронного генератора лежат урав­нения Парка—Горева, записанные для режима холостого хода.

С помощью блока МОР можно проверить как соединенный с воз­будителем регулятор возбуждения (режим комплексной проверки), так и собственно АРВ (режим автономной проверки). В первом слу­чае на вход блока МОР подается сигнал, пропорциональный напря­жению тиристорного преобразователя, через устройство гальваниче­ской развязки, которым может служить блок обратной связи (БОС) (рис. 6.1). Во втором случае на вход блока МОР поступает выходное напряжение АРВ. На выходе блока МОР формируются сигналы, про­порциональные напряжению статора Uг и его отклонению от номи­нального значения ΔUг, напряжению Uf, и току If ротора, с заданны­ми масштабными коэффициентами. Сигналы с выхода МОР подают-

8*

ся на вход блоков АРВ в качестве сигналов регулирования. Таким образом, с помощью блока МОР имитируется работа системы регу­лирования в замкнутой схеме, что позволяет:

— определить статические характеристики и коэффициенты пе­редачи системы регулирования возбуждения;

— проверить устойчивость работы в режиме холостого хода ге­нератора и определить границы областей устойчивости в координа­тах коэффициентов усиления каналов регулирования по первым про­изводным напряжения статора и тока ротора при различных коэф­фициентах усиления каналов регулирования по отклонению напря­жения и канала ЖОС (для бесщеточных и высокочастотных систем);

— проверить диапазон и скорость изменения уставки напряже­ния;

— проверить работу канала начального возбуждения;

— испытать в режиме автономной проверки работоспособность ограничителя двойного тока, проверить настройку характеристики ограничителя перегрузки, проверить работу ограничителя номиналь­ного тока ротора.

Наиболее характерными режимами синхронного генератора в се­ти с точки зрения проверки работоспособности АРВ является работа в зоне искусственной устойчивости и работа с потреблением реак­тивной мощности. Автоматический регулятор возбуждения, прове­ренный в полном объеме в этих двух крайних режимах, обеспечит высокое качество регулирования во всех остальных промежуточных режимах. Работа синхронного генератора в указанных режимах мо­делируется блоками МГУ и МГО.

Блок МГУ представляет собой простейшую аналоговую модель синхронного генератора, работающего с номинальной мощностью на приемную систему бесконечной мощности через дальнюю линию электропередачи, с фазовым углом между его поперечной осью и век­тором напряжения шин приемной системы, превышающим 90°. Блок МГО является аналоговой моделью генератора, работающего с номи­нальной активной мощностью в режиме потребления реактивной мощности, с фазовым углом близким к 90°. Блоки МГУ и МГО учи­тывают инерционность обмотки возбуждения, механическую инер­цию ротора и турбины, реакцию якоря генератора. В основе анало­говых моделей синхронного генератора лежат линеаризованные уравнения Парка—Горева. На вход блоков МГУ и МГО подается сиг­нал с блока МОР, пропорциональный напряжению ротора Uf, а на выходе формируются сигналы, пропорциональные отклонениям от установившихся значений напряжения статора ΔUг, частоты напря­жения статора Δf, тока ротора ΔIf, а также величинам активной Ia и реактивной Ir составляющим тока статора. Выходные сигналы, сформированные с заданными масштабами, подаются на входы бло­ков АРВ в качестве сигналов регулирования.

Использование блоков МГО и МГУ позволяет осуществить в зам­кнутом контуре регулирования следующие функции:

— проверку устойчивости регулирования возбуждения в зоне ис­

кусственной устойчивости и в режиме недовозбуждения с различны­ми значениями коэффициентов усиления каналов стабилизации;

— определение границы вступления в работу ограничителя ми­нимального возбуждения, статизма и динамику ограничителя мини­мального возбуждения;

— проверку работы канала разгрузки по реактивной мощности;

— проверку работы канала сгона уставки при перегрузке по току ротора.

Блок МРВ служит для проверки блоков МГУ и МГО. Необходи­мость в применении блока МРВ объясняется тем, что блок МГУ апе­риодически неустойчив, а характеристики блока МГО близки к гра­нице колебательной устойчивости. В связи с этим определение ста­тических и динамических характеристик этих блоков было бы без МРВ крайне затруднительно. Блок МРВ представляет собой линей­ную аналоговую модель регулятора АРВ-СД. На его вход поступают сигналы ΔUг, Δf, ΔIf, формируемые на выходе блоков МГУ или МГО. На выходе блока МРВ вырабатывается сигнал управления, который подается на вход блока МГУ или МГО. Таким образом проверяется работоспособность блоков МГУ и МГО в замкнутом контуре.

Опыт использования УПР на электростанциях показал его эф­фективность, а надежность работы и простота применения обеспечи­вают его широкое внедрение в эксплуатацию.

6.2. Двухканальная система регулирования возбуждения

Традиционным способом повышения надежности работы оборудования является резервирование. Большое число находящихся в эксплуатации систем возбуждения включает в себя АРВ, подклю­ченный своим выходом ко входам двух тиристорных преобразовате­лей (рис. 6.2), каждый из которых обеспечивает все эксплуатацион-

Рис. 6.2. Схема резервирования системы автоматического регулирования возбужде­ния.

Обозначения: АРВ — автоматический регулятор возбуждения; ПДУ — панель дистанционного управления; ТП — тиристориый преобразователь; УК — устройство контроля; Р — реле.

ные режимы работы синхронного генератора, включая работу с но­минальным током и режим форсирования возбуждения. При этом предусматривается, что на обмотку возбуждения работает один пре­образователь, в то время как второй находится в горячем резерве со снятыми импульсами управления. Работа преобразователей постоян­но контролируется устройством контроля. При повреждении одного из преобразователей устройство контроля осуществляет отключение импульсов управления отказавшего преобразователя и переводит си­стему возбуждения на резервный тиристорный преобразователь.

Резервирование АРВ осуществляется включением в структуру си­стемы регулирования панели дистанционного управления (ПДУ), представляющей собой простейший пропорциональный регулятор напряжения статора синхронного генератора. Исправность АРВ кон­тролируется блоком контроля, входящим в состав регулятора. Пере­вод системы возбуждения с АРВ на ПДУ осуществляется вручную оператором или автоматически по сигналу от блока контроля, а так­же при отключении автоматов основного и резервного питания и ав­томата напряжения статора генератора.

Одним из существенных недостатков рассмотренной системы ре­зервирования является то, что ПДУ не обеспечивает выполнения функций; возложенных на АРВ, в частности форсирования возбуж­дения при коротких замыканиях в энергосистеме, снижая тем самым пределы динамической устойчивости. Переходные процессы с ПДУ отличаются повышенной колебательностью по сравнению с работой на АРВ. Другим недостатком существующей схемы является отсут­ствие постоянного контроля за исправностью АРВ. Алгоритм работы блока контроля предусматривает его блокировку в ряде режимов, связанных с работой ограничителей перегрузки и минимального воз­буждения. Кроме того, питание блока контроля осуществляется от блоков питания АРВ и, следовательно, отказ АРВ, связанный с по­вреждением питания, вызывает и отказ работы блока контроля.

Устранить первый из отмеченных недостатков позволяет включе­ние в структуру резервирования второго полноценного АРВ, а второй

недостаток устраняется путем организации постоянного контроля ис­правности основного АРВ во всех эксплуатационных режимах работы генератора с помощью блока контроля и диагностики (БКД), входя­щего в состав резервного регулятора возбуждения. При этом схема регулирования возбуждения становится двухканальной (рис. 6.3). Основной и резервный каналы регулирования включают в себя ре­гулятор возбуждения и тиристорный преобразователь. Оба АРВ по­стоянно включены, и их выходы подключены ко входам преобразо­вателей. Тиристорный преобразователь резервного канала работает без импульсов управления. Блок БКД осуществляет постоянный кон­троль за исправностью основного АРВ и диагностику резервного ре­гулятора. Кроме того, БКД обеспечивает подгонку уставки резерв­ного АРВ с тем, чтобы уравнять выходные напряжения двух регуля­торов, при этом уравнивание происходит с определенной инерцией. При возникновении неисправности резервного АРВ блок БКД свое­временно диагностирует появившийся отказ и выдает команду на блокировку перехода системы возбуждения на резервный канал. При отказе основного АРВ блок БКД выдает сигналы на снятие импульсов управления тиристорного преобразователя основного канала и пода­чу импульсов на преобразователь резервного канала.

Работа блока БКД основана на сравнении сигналов основного (UАРВ ос) и резервного (UАРВ ос) регуляторов возбуждения. Диагно­стирование резервного регулятора выполняется следующим образом. На аналоговых элементах производится определение величины ин­теграла

где 1/р — оператор интегрирования.

Абсолютная величина вычисленного значения интеграла сравни­вается с заданной величиной. Значение абсолютной величины интег­рала, превышающее заданную величину, т. е. | I | > А, свидетельст­вует об отказе резервного регулятора. Действительно, при наличии подгонки его уставки интеграл I стремится к нулю. Существенное его отличие от нуля указывает на то, что в течение определенного

Рис. 6.4. Динамика работы блока БКД при неуправляемом развозбуждении основного АРВ.

времени выходные напряжения регуляторов не равны между собой. В свою очередь это указывает на отказ резервного АРВ.

Отказ основного АРВ определяется наличием существенной разности между выходными напряжениями основного и резервного регуляторов при отсутствии дисперсии выходного сигнала основ­ного регулятора и при исправности резервного регулятора, т. е. не­исправность основного АРВ определяется следующими условиями:

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6 7