Ячейка блока частоты и защиты (БЧЗ)

Ячейка включает в себя датчики:

- датчик частоты, на выходе которого напряжение, пропорциональное

частоте напряжения генератора f,

- дифференциатор значения частоты, выход которого K΄_f·f΄ пропорционален производной изменения частоты,

- дифференциатор напряжения статора Us, - выход K΄_U·U΄sпропорционален производной изменения напряжения,

- дифференциатор тока возбуждения I_f, - выход K΄_If·I΄_f пропорционален производной тока возбуждения.

Здесь же формируется сигнал отклонения частоты Δf.

Все параметры каналов стабилизации, выраженные в напряжениях, собираются на выходном усилителе блока БЧЗ. Выходное напряжение усилителя равняется сумме всех каналов стабилизации и называется канал «интенсивность».

В БЧЗ канал «интенсивность» блокируется, т.е. запрещается его выход до достижения активной мощности генератором значения P= 20% Pном. Сигнал на блокирование формируется активной составляющей тока генератора.

Здесь же выполняется блокирование канала «интенсивность» при изменениях частоты в энергосистеме, превышающем скорость 0,05Гц/сек.

3.3.3.4.8. Ячейка блока регулирования возбуждения (БРВ)(Рис. 3.3.4.4 Приложения)

БРВ – основная ячейка регулятора, в которой суммируются все входные воздействия схемы регулирования, формируется в соответствии с законом регулирования АРВ-СД напряжение управления, и выдается управляющее воздействие в виде напряжения управления U_АРВ в блок управления БУ системы СУТП. В состав ячейки БРВ входят ограничители максимального и минимального тока возбуждения и ограничитель потребления реактивной мощности генератора ОМВ.

Условные обозначения в схеме БРВ:

Входные параметры

Us - напряжение статора,

Ip - активный ток статора генератора,

Iq - реактивный ток статора,

Iq бл. - реактивный ток блока,

If - ток возбуждения.

Выходные параметры

U_АРВ - напряжение регулятора

Уставки соответствующих параметров

«Us͙ ном» – номинальное напряжение статора,

«Us͙ﹴ» - текущая уставка регулятора по напряжению статора

генератора,

«Ip͙ max» – максимальный активный ток статора характеристики

ОМВ,

«Iq͙ min» – минимальный реактивный ток статора характеристики

ОМВ,

«If͙ max» - максимальный ток возбуждения,

«If͙ min» - минимальный ток возбуждения.

Назначение операционных усилителей в схеме:

А1, А3, А4 – схема задания уставки регулятора,

А5 - усилитель отклонения напряжения,

А6 – ограничитель минимального тока возбуждения,

А7 – ограничитель максимального тока возбуждения,

А9 – ограничитель потребляемой реактивной мощности, ОМВ,

А10 – выходной усилитель.

Транзисторы V22 и V23 – усилитель мощности выхода блока БРВ.

Выходное напряжение ОУ А1 (-10В) есть задание номинального напряжения генератора.

Значение Us͙ ном задается положением регулируемого резистора R4 и ограничивается транзистором V1, включенным в цепь обратной связи А1.

Усилитель А3 суммирует входные напряжения, определяющие уставку блока БРВ по напряжению:

1. Задание номинального напряжения генератора Us͙ ном, поступающее от А1 через R18.

2. Уставку напряжения генератора Us͙ , сформированную в блоке БУН.

3. Напряжение выхода блока ограничения перегрузки по нагреву, ОП, уменьшающее уставку до Iрот = Iрот ном.

4. Напряжение, пропорциональное Iq– реактивной составляющей тока генератора для получения требуемого статизма регулятора, если задана стабилизация характеристики регулирования. Уставка стабилизации задается переменным резистором R17 «стабилизация».

5. Напряжение, пропорциональное Iq блока– реактивной составляющей тока трансформатора блока для компенсации падения напряжения в трансформаторе, если генератор работает в блоке. Задание уставки компенсации – переменным резистром R16 «компенсация».

Усилитель А4 служит инвертором, т. е. изменяет знак напряжения входа. Напряжение его выхода отрицательное, по значению пропорциональное текущему значению уставки по напряжению генератора Us͙ , откорректированному по входам ОУ-А3. При заданном Us͙ = Us͙ ном и отсутствии на других входах А3 корректирующих напряжений на выходе усилителя А4 напряжение равно -6,5В.

Текущее значение выпрямленного напряжения генератора Usчерез фильтр, собранный на элементах R22, C7, R23, подается на вход усилителя А5, где сравнивается со значением уставки, а именно с напряжением выхода А4.

На выходе усилителя А5 получается напряжение ΔUs, пропорциональное отклонению текущего значения напряжения генератора от уставки, которое подается на вход выходного усилителя мощности А10.

На вход выходного усилителя А10 кроме ΔUsподается напряжение канала «интенсивность» с выхода блока БЧЗ – суммарный сигнал производных. Канал «интенсивность» вводится при отпадании реле К1 (с выхода канала снимается «нуль»). Реле К1 управляется активной составляющей тока генератора, уставка реле 0,2Ipном.

С выхода А10 сигнал подается на усилитель мощности, собранный на транзисторах V22 и V23, и охваченный глубокой обратной связью, которой определяется настройка регулировочной характеристики АРВ-СД (резистор настройки R80).

Ввод регулятора в работу выполняет реле К9, которое при подтягивании снимает «нуль» с выхода АРВ и дает свободный выход управляющему сигналу U_АРВв схему СУТП. Реле К9 управляется внешними сигналами «ввод/вывод регулятора».

На вход усилителя А9 (ограничитель потребления реактивной мощности, ОМВ) подано через R68 напряжение, пропорциональное текущему значению реактивной составляющей тока Iqгенератора. Резистором R64 настраивается требуемый по характеристике уставки уровень тока - Iq͙ _minпри активной мощности Р=0, а резистором R61 снижение - Iq͙ _minпри увеличении Рген до Рном. На резистор R61 подана активная составляющая тока Ipи она постоянно снижает уставку -Iq͙ _minпропорционально активной составляющей тока генератора точно по характеристике ОМВ. Когда потребляемый реактивный ток –Iqувеличивается сверх уставки, на инвертирующем входе усилителя А9 потенциал изменяется на отрицательный, выход А9 меняет знак на (+), который прикладывается к усилителю А10 через диод V15. Это изменит выход регулятора, препятствуя дальнейшему снижению Iвозб. и росту потребления генератором реактивной мощности. Конденсатор С16 в цепи обратной связи А9 вызывает замедление подъёма Uвых А9 до значения уставки. По мнению разработчиков АРВ-СД это будет успокаивать энергосистему, когда в ней будут происходить резкие колебания реактивной мощности.

Если в регулятор извне поступил сигнал «работа в режиме «Cosᵠ = 1», срабатывает и замыкает свой контакт реле К2, задание на А9 (потенциал инвертирующего входа) снижается до «нуля», на выходе А9 конденсатор С16 закорачивается контактом К2, характеристика ОМВ превращается в статическую, и ОМВ постоянно удерживает Iq= 0, что соответствует Qген = 0, а это есть режим Cosᵠ = 1.

Ограничитель минимального тока ротора If͙ _minнужен, чтобы не допустить срыва импульсов управления при очень малых токах через тиристоры. Усилитель А6 ограничителя If͙ _min работает, как и А9: при If< If͙ _minотрицательный сигнал входа А6 дает (+) на выходе, это положительное напряжение через диод V10 прикладывается к усилителю А10, препятствуя снижению Iротора. Уставка ограничителя выставляется резистором R40.

Ограничитель If͙ _maxна А7 – это ограничитель тока форсировки 2Ifном. При увеличении

If> If͙ _maxтеперь уже отрицательный выход А7 снижает через диод V12 Uвыхода регулятора, удерживая Iрот = 2Iрот ном.