УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ, ЗАЩИТЫ И УПРАВЛЕНИЯ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована для создания автоматических регуляторов возбуждения синхронных генераторов.
Известно устройство для регулирования напряжения и реактивной мощности (Патент РФ №2006127, кл. Н02J 3/12, 1994), снабженное потенциал-регулятором, подключенным к вторичной обмотке трансформатора-реактора, конденсаторная батарея подключена к точке соединения первичной и вторичной обмоток потенциал-регулятора и к началу вторичной обмотки трансформатора-реактора, индуктивное сопротивление первичной обмотки потенциал-регулятора должно быть равно емкостному сопротивлению конденсаторной батареи. При изменении угла магнитной связи между первичной и вторичной обмотками потенциал-регулятора изменяется ток во вторичной обмотке трансформатора-реактора, а следовательно, и эквивалентное сопротивление первичной обмотки трансформатора-реактора.
Недостатками данного устройства является большие масса и габариты.
Известно устройство для равномерного распределения реактивной мощности между включенными на параллельную работу источниками напряжения, снабженными регуляторами напряжения этих источников напряжения с одинаковым количеством входных зажимов у каждого регулятора напряжения (Патент РФ №2281543, кл. G05F 1/20, 2006), содержащее столько групп катушек дифференцирующих индукционных измерительных преобразователей, по одному на каждый источник напряжения, сколько имеется входных зажимов у каждого регулятора напряжения, причем каждая из катушек любой группы катушек индуктивно
связана с одним из тех токопроводов тока нагрузки упомянутых источников напряжения, которые подключены к входным зажимам регуляторов напряжения этих источников. Те токопроводы тока нагрузки источников напряжения, которые индуктивно связаны с катушками одной группы, подключены между одноименными зажимами этих источников напряжения и одной из общих шин, к которым подключена нагрузка. В устройство введены, по одному на группу упомянутых катушек, трансформаторы параллельной работы, каждый из которых соединен с катушками только одной группы и имеет одинаковое число витков у всех обмоток, причем первичные обмотки этих трансформаторов подключены к катушкам, относящимся к первому, ведущему, источнику напряжения, входные зажимы регулятора напряжения которого подключены к выходным зажимам этого источника. Каждая из вторичных обмоток любого трансформатора включена между входным зажимом регулятора напряжения другого, ведомого, источника напряжения и концом катушки, которая индуктивно связана с токопроводом этого источника. Начало этой катушки подключено к тому выходному зажиму этого источника напряжения, к которому подключен указанный токопровод. Кроме этого, для источников напряжения с разными номинальными токами применяют катушки, взаимные индуктивности которых с токопроводами тока нагрузки имеют напряжения, обратно пропорциональные номинальным токам источников напряжения.
Недостатками данного устройства является большие масса и габариты, недостаточное быстродействие.
Наиболее близким к полезной модели устройством является устройство («Блок-схема параллельной работы синхронных генераторов», Электрооборудование летательных аппаратов: учебник для вузов. В двух томах/ под редакцией С.А.Грузкова. - М.: Издательство МЭИ, 2005 - Том 1. Системы электроснабжения летательных аппаратов. - 2005. - 568 с.: ил., с.328). Это устройство осуществляет регулирование напряжения и частоты, распределение активных и реактивных мощностей параллельно работающих
синхронных генераторов, обеспечивает защиту генератора от короткого замыкания, повышения и понижения напряжения, повышения и понижения частоты.
Недостатком известного устройства является недостаточное быстродействие.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение быстродействия путем использования нечеткого контроллера.
Для решения поставленной задачи устройство регулирования, защиты и управления синхронного генератора, содержащее синхронный генератор, связанный с трансформатором тока, первый выход которого подключен к входу измерителя активной мощности, второй выход трансформатора тока подключен к входу измерителя реактивной мощности, синхронный генератор связан с входом измерительного органа напряжения и с входом измерительного органа частоты, корректор частоты связан с приводом постоянной частоты вращения, привод постоянной частоты вращения связан с муфтой, муфта связана с синхронным генератором, в отличие от прототипа снабжено нечетким контроллером, вырабатывающим по заданным правилам сигналы регулирования напряжения и частоты и выполняющим функции защиты генератора.
Существо заявляемой полезной модели поясняется функциональной схемой, приведенной на фиг., на примере двух параллельно работающих генераторов.
Устройство содержит синхронный генератор 1, связанный с трансформатором тока 2, первый выход которого подключен к входу измерителя активной мощности 3, второй выход трансформатора тока 2 подключен к входу измерителя реактивной мощности 4, синхронный генератор 1 связан с входом измерительного органа напряжения бис входом измерительного органа частоты 6, выход измерительного органа напряжения 5 подключен к первому входу нечеткого контроллера 7, выход измерительного органа частоты 6 подключен ко второму входу нечеткого
контроллера 7, выход синхронизирующего устройства 8 подключен к третьему входу нечеткого контроллера 7, третий выход трансформатора тока 2 подключен к четвертому входу нечеткого контроллера 7, выход измерителя активной мощности 3 подключен к пятому входу нечеткого контроллера 7, выход измерителя реактивной мощности 4 подключен к шестому входу нечеткого контроллера 7, первый выход нечеткого контроллера 7 подключен к выключателю 9, второй выход нечеткого контроллера 7 подключен к приборам 10, третий выход нечеткого контроллера 7 подключен к возбудителю 11, четвертый выход нечеткого контроллера 7 подключен к корректору частоты 12, корректор частоты 12 связан с приводом постоянной частоты вращения 13, привод постоянной частоты вращения 13 связан с муфтой 14, муфта 14 связана с синхронным генератором 1, пятый выход нечеткого контроллера 7 подключен к контактору 15, шестой выход нечеткого контроллера 7 подключен к контактору 16; синхронный генератор 17, связанный с трансформатором тока 18, первый выход которого подключен к входу измерителя активной мощности 19, второй выход трансформатора тока 18 подключен к входу измерителя реактивной мощности 20, синхронный генератор 17 связан с входом измерительного органа напряжения 21 и с входом измерительного органа частоты 22, выход измерительного органа напряжения 21 подключен к первому входу нечеткого контроллера 23, выход измерительного органа частоты 22 подключен ко второму входу нечеткого контроллера 23, выход синхронизирующего устройства 24 подключен к третьему входу нечеткого контроллера 23, третий выход трансформатора тока 18 подключен к четвертому входу нечеткого контроллера 23, выход измерителя активной мощности 19 подключен к пятому входу нечеткого контроллера 23, выход измерителя реактивной мощности 20 подключен к шестому входу нечеткого контроллера 23, первый выход нечеткого контроллера 23 подключен к выключателю 25, второй выход нечеткого контроллера 23 подключен к приборам 26, третий выход нечеткого контроллера 23 подключен к возбудителю 27, четвертый выход нечеткого контроллера 23 подключен к корректору частоты 28, корректор
частоты 28 связан с приводом постоянной частоты вращения 29, привод постоянной частоты вращения 29 связан с муфтой 30, муфта 30 связана с синхронным генератором 17, пятый выход нечеткого контроллера 23 подключен к контактору 31, шестой выход нечеткого контроллера 23 подключен к контактору 32.
Сигнал тока нагрузки, полученный в трансформаторе тока 2, подается на вход измерителя активной мощности 3, измерителя реактивной мощности 4 и нечеткого контроллера 7. Сигналы напряжения U, измеряемого измерительным органом напряжения 5, и частоты f, измеряемой измерительным органом частоты 6, сигнал с синхронизирующего устройства, сигналы с выходов измерителя активной мощности 3 и измерителя реактивной мощности 4 подаются на вход нечеткого контроллера 7. В нечетком контроллере 7 по заданным правилам вырабатываются управляющие сигналы, подаваемые на вход возбудителя 11, корректора частоты 12, выключатель 9, приборы 10, контакторы 15 и 16.
Поскольку нечеткие контроллеры имеют ряд преимуществ перед используемыми (расширение области устойчивости в режиме потребления реактивной мощности, повышение демпфирования электромеханических колебаний и уменьшение времени переходного процесса в режиме больших возмущений), и, учитывая, что нечеткие контроллеры настраиваются таким образом, что вырабатывается требуемое быстродействие, их применение в предлагаемом устройстве приведет к повышению его быстродействия.
Итак, заявляемая полезная модель обеспечивает повышение быстродействия регулирования напряжения и частоты, распределения активных и реактивных мощностей и защиты параллельно работающих синхронных генераторов за счет введения нечеткого контроллера.