УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ 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. H02J 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 регулирования возбуждения синхронного генератора (Патент РФ №65318, кл. H02P 9/30, 2007), в котором по измеренным текущим значениям напряжения синхронного генератора, по значению отклонения напряжения от заданного, скорости изменения отклонения напряжения, значению реактивного тока и его среднего значения параллельно работающих синхронных генераторов нечетким контроллером согласно заданным
нечетким правилам формируется сигнал управления возбудителем. Устройство состоит из измерительного органа напряжения, блока константы напряжения, блока дифференцирования, нечеткого контроллера, усилителя и блока осреднения.
Недостатком известного устройства является недостаточное быстродействие.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение быстродействия регулятора возбуждения путем введения дополнительного входного сигнала нечеткого контроллера.
Для решения поставленной задачи устройство регулирования возбуждения синхронного генератора, содержащее измерительный орган напряжения, связанный с аналого-цифровым преобразователем, выход которого подключен к первому входу сумматора, ко второму входу сумматора подключен блок константы, выход сумматора подключен к блоку дифференцирования и к первому входу нечеткого контроллера, выход блока дифференцирования подключен ко второму входу нечеткого контроллера, выход измерителя реактивной составляющей тока первого генератора подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, выход аналого-цифрового преобразователя соединен с первым входом сумматора, выход измерителя реактивной составляющей тока первого генератора соединен с первым входом блока осреднения, выход измерителя реактивной составляющей тока второго генератора соединен со вторым входом блока осреднения, выход блока осреднения подключен к аналого-цифровому преобразователю, выход аналого-цифрового преобразователя соединен со вторым входом сумматора, выход сумматора соединен с четвертым входом нечеткого контроллера, выход нечеткого контроллера подключен к входу цифро-аналогового преобразователя, выход цифро-аналогового преобразователя подключен к входу усилителя, выход усилителя подключен к обмотке возбуждения первого генератора, к обмотке якоря первого генератора подключены измерительный орган напряжения, трансформатор
тока и измеритель реактивной составляющей тока первого генератора, в отличие от прототипа снабжено трансформатором тока, связанным через аналого-цифровой преобразователь с входом нечеткого контроллера.
Существо заявляемой полезной модели поясняется функциональной схемой, приведенной на фиг., на примере двух параллельно работающих генераторов.
Устройство содержит измерительный орган напряжения 1, связанный с аналого-цифровым преобразователем (АЦП) 2, выход которого подключен к первому входу сумматора 3, ко второму входу сумматора 3 подключен блок константы 4, выход сумматора 3 подключен к блоку дифференцирования 5 и к первому входу нечеткого контроллера 6, выход блока дифференцирования 5 подключен ко второму входу нечеткого контроллера 6, трансформатор тока 7 связан с АЦП 8, выход АЦП 8 подключен к третьему входу нечеткого контроллера 6, выход измерителя реактивной составляющей тока первого генератора 9 подключен к входу АЦП 10, выход АЦП 10 соединен с первым входом сумматора 11, выход измерителя реактивной составляющей тока 9 первого генератора 17 соединен с первым входом блока осреднения 12, выход измерителя реактивной составляющей тока второго генератора 13 соединен со вторым входом блока осреднения 12, выход блока осреднения 12 подключен к АЦП 14, выход АЦП 14 соединен со вторым входом сумматора 11, выход сумматора 11 соединен с четвертым входом нечеткого контроллера 6, выход нечеткого контроллера 6 подключен к входу цифр о-аналогового преобразователя 15, выход цифро-аналогового преобразователя 15 подключен к входу усилителя 16, выход усилителя 16 подключен к обмотке возбуждения первого генератора 17, к обмотке якоря первого генератора 17 подключены измерительный орган напряжения 1, трансформатор тока 7 и измеритель реактивной составляющей тока первого генератора 9.
Регулятор возбуждения РВ2 второго синхронного генератора 18 имеет такие же составляющие, что и описываемый регулятор возбуждения РВ1 первого синхронного генератора 17, трансформатор тока 19 связан с АЦП второго регулятора возбуждения РВ2.
0
r
r ср.
r cp
Напряжение U, измеряемое в заданной точке сети, подается на вход измерительного органа напряжения 1, сигнал с которого подается на аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 2, в сумматоре 3 сигнал с выхода АЦП вычитается из у ставки напряжения U, подаваемой с блока константы 4 и формируется сигнал ошибки по напряжению ΔU. Выход сумматора 3 соединяется с входом нечеткого контроллера 6 и блока дифференцирования 5, в котором происходит вычисление производной ошибки по напряжению ΔU′. Сигнал ΔU′ с блока дифференцирования подается на вход нечеткого контроллера 6. К входу нечеткого контроллера 6 с выхода измерителя реактивной составляющей тока 9 синхронного генератора 17 через АЦП 10 подается сигнал реактивной тока I. С измерителей реактивных составляющих тока первого генератора 9 и второго генератора 13 сигналы подаются на блок осреднения 12, в котором вычисляется средняя реактивная составляющая тока I Сигнал I через АЦП 14 подается на вход сумматора 11, в котором он вычитается из сигнала реактивной составляющей тока первого генератора, и результирующее значение отклонения реактивной составляющей тока первого генератора подается на вход нечеткого контроллера 6. В отличие от прототипа, в предлагаемом устройстве с целью увеличения быстродействия регулятора вводится трансформатор тока 7, сигнал с которого через АЦП 8 подается на вход нечеткого контроллера 6. Нечеткий контроллер 6 согласно заданным нечетким правилам управления формирует сигнал напряжения, который через цифро-аналоговый преобразователь 15 и усилитель 16 подается на обмотку возбуждения генератора 17.
Итак, заявляемая полезная модель обеспечиваем повышение быстродействия регулятора возбуждения синхронного генератора за счет введения дополнительного сигнала тока нагрузки, получаемого с помощью трансформатора тока и подаваемого на вход нечеткого контроллера.