Пристрій регулювання напруги асинхронного і синхронного генераторів

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано на блочных электростанциях, содержащих синхронные и асинхронные генераторы. Известно устройство управления генераторами переменного тока [1], содержащее синхронный генератор и генератор переменного тока, работающий как в синхронном, так и асинхронном режимах. Это устройство не обеспечивает управление напряжением асинхронного генератора, что приводит к снижению качества электроэнергии и надежности. Наиболее близким к заявляемому является устройство, содержащее асинхронный генератор, трансформатор напряжения, преобразовательный элемент, измерительный и дифференцирующий элементы, два усилительных элемента, сумматор и синхронный генератор [2]. Недостатком данного устройства является возможность длительной перегрузки синхронного генератора, так как при работе асинхронного генератора в неуправляемом режиме возможно длительное снижение напряжения асинхронного генератора до 10%, которое должен компенсировать синхронный генератор. В основу изобретения положена задача создания устройства регулирования напряжения совместно работающих синхронных и асинхронных генераторов, которое бы исключило возможность перегрузки синхронного генератора, что позволило бы повысить надежность работы последнего. Сущность изобретения заключается в том, что в устройство регулирования напряжения асинхронного и синхронного генераторов, подключенных к энергосистеме через первый и второй трансформаторы соответственно, содержащее преобразовательный элемент, вход которого подключен к обмотке статора асинхронного генератора через первый измерительный трансформатор напряжения, а выход - к входам измерительного и дифференцирующего элементов, вы ходы которых подключены соответственно к первому и второму усилительным элементам, автоматический регулятор возбуждения синхронного генератора, первый, второй и третий входы которого связаны с выходами первого и второго усилительных элементов и обмоткой статора синхронного генератора через второй измерительный трансформатор напряжения соответственно, а выход подключен к обмотке возбуждения синхронного генератора, согласно изобретению, дополнительно введены автоматический регулятор коэффициента трансформации, логические элементы "ИЛИ" и "НЕ", управляемый ключе переключающим элементом на выходе, причем информационный вход автоматического регулятора коэффициента трансформации подключен к обмотке статора асинхронного генератора, первый "Больше" и второй "Меньше" выходы регулятора подключены к первому и второму входам приводного механизма устройства переключения ответвлений обмотки первого трансформатора, первый и второй входы логического элемента "ИЛИ" подключены к первому и второму выходам автоматического регулятора коэффициента трансформации, а выход через элемент "НЕ" подключен к управляющему входу управляемого ключа, переключающий элемент которого включен в цепь между выходом первого усилительного элемента и первым входом автоматического регулятора возбуждения синхронного генератора. Данное изобретение задачу регулирования напряжения совместно работающих асинхронного и синхронного генераторов решает либо с помощью изменения коэффициента трансформации трансформатора асинхронного генератора при превышении напряжения асинхронного генератора заданных пределов его изменения, либо воздействием на ток возбуждения синхронного генератора, если эти пределы не превышаются. Таким образом устройство регулирования снимает проблему длительной перегрузки синхронного генератора при больших снижениях уровня напряжения асинхронного генератора, обеспечивая при этом хорошие динамические характеристики с точки зрения качества переходных процессов. На чертеже показана принципиальная схема устройства. Устройство регулирования напряжения асинхронного 1 и синхронного 2 генераторов, подключенных к сети через первый 3 и второй 4 трансформаторы, имеет преобразовательный элемент 5, вход которого подключен к обмотке статора 6 асинхронного генератора 1 через первый измерительный трансформатор напряжения 7. Выход преобразовательного элемента 5 подключен к входам измерительного 8 и дифференцирующего 9 элементов, вы ходы которых подключены соответственно к первому 10 и второму 11 усилительным элементам. В схеме имеется автоматический регулятор возбуждения 12 синхронного генератора 2, первый, второй и, третий входы которого связаны с выходами первого 10 второго 11 усилительных элементов и обмоткой статора 13 синхронного генератора 2 через второй измерительный трансформатор напряжения 14 соответственно. Выход регулятора 12 подключен к обмотке возбуждения 15 синхронного генератора 2. Автоматический регулятор коэффициента трансформации 16 измерительным входом подключен к обмотке статора 6 асинхронного генератора 1. Первый "Больше" и второй "Меньше" выход регулятора 16 подключен к первому и второму входам приводного механизма 17 устройства переключения ответвлений обмотки первого трансформатора 3. Логический элемент "ИЛИ" 18 имеет первый и второй входы, подключенные к первому и второму вы ходам автоматического регулятора коэффициента трансформации 16, а выход через элемент "НЕ" 19 подключен управляющему входу управляемого ключа 20, переключающий элемент 21 которого включен в цепь, соединяющую вы ход первого усилительного элемента 10 с первым входом автоматического регулятора возбуждения 12 синхронного генератора 1. Управляемый ключ 20 имеет командный элемент 22. Измерительный элемент 8 служит для измерения отклонения напряжения, пропорционального напряжению статора асинхронного генератора 1 относительно его номинального значения Vo, а ди фференцирующий элемент 9 - для формирования сигнала, пропорционального скорости измерения напряжения статора асинхронного генератора 1. Усилительные элементы 10, 11 служат для усиления сигналов соответственно по отклонению и первой производной напряжения статора асинхронного генератора согласно установленным коэффициентам усиления. Регулятор 12 служит для регулирования тока возбуждения синхронного генератора 2. Основной особенностью автоматического регулятора коэффициента трансформации 16 совместно с приводным механизмом 17 является дискретность действия, нечувствительность к изменениям напряжения, меньшим ступени регулирования. Это обуславливает наличие зоны нечувствительности измерительного органа регулятора коэффициента трансформации 16. Для обеспечения точности регулирования зона нечувствительности максимально приближается к ступени регулирования. Обычно ступень регулирования составляет ± DV = 1.25 + 2. 5% . Логический элемент "ИЛИ" 18, совместно с элементом "НЕ" 19 обеспечивает отключение или включение управляемого ключа 20 в зависимости от наличия сигналов на выходе автоматического регулятора коэффициента трансформации 16. Измерительный 8 и дифференцирующий 9 элементы формируют сигналы, соответственно пропорциональные отклонению и скорости изменения напряжения статора генератора 1, и передают их усилительным элементам 10 и 11. Усиленные сигналы согласно установленным коэффициентам усиления в усилительных элементах 10 и 11 .поступают на вход регулятора 12 синхронного генератора 2. Ко всем остальным входам регулятора 12 синхронного генератора 2 поступают сигналы по выбранным параметрам режима станции и синхронного генератора 2. В результате полученные сигналы, пропорциональные отклонению и первой производной напряжения статора асинхронного генератора 1, влияют на суммарное изменение значения тока возбуждения синхронного генератора 2. Повышение напряжения статора асинхронного генератора 1 уменьшает, а снижение соответственно увеличивает значение тока возбуждения синхронного генератора 2. При изменении напряжения статора асинхронного генератора 1. выходящем за пределы зоны нечувствительности автоматического регулятора коэффициента трансформации трансформатора 16. устройство работает следующим образом. Если напряжение статора асинхронного генератора 1 увеличилось, соответствующие сигналы, поступившие на измерительный вход регулятора 16, вызовут появление на его первом выходе сигнала "Больше" (логической единицы), который, поступив на первый вход приводного механизма 17 в конечном итоге приведет к увеличению коэффициента трансформации трансформатора 3 и уменьшению напряжения. Одновременно на выходе логического элемента "ИЛИ" 18 появится логическая единица, которая вызовет появление логического нуля на выходе элемента "НЕ" 19. Появление логического нуля на входе управляемого ключа 20 приведет к его отключению, т.е. к размыканию переключающего элемента 21. Таким образом, сигнал с выхода усилительного элемента 10, пропорциональный отклонению напряжения асинхронного генератора 1, не поступает на вход автоматического регулятора возбуждения 12 и в формировании тока возбуждения синхронного генератора 2 не участвует. Если напряжение статора генератора 1 уменьшилось, превысив при этом пределы зоны нечувствительности регулятора 16, то увеличение напряжения будет обеспечено за счет уменьшения коэффициента трансформации трансформатора 3, а не за счет увеличения тока возбуждения синхронного генератора 2.