CS259480B1

CS259480B1 - Comparative and proportionally integrating member of the exciter controller of the synchronous machine

Info

Publication number: CS259480B1
Application number: CS864728A
Authority: CS
Inventors: Emil Hrzan; Petr Petrasek; Vaclav Kuna
Original assignee: Emil Hrzan; Petr Petrasek; Vaclav Kuna
Priority date: 1986-06-26
Filing date: 1986-06-26
Publication date: 1988-10-14
Also published as: CS472886A1

Abstract

Porovnávací a proporcionálně integrač ní člen regulátoru buzení synchronního stroje se týká oboru regulace buzení velkých synchronních strojů používaných v energetice a řeší problém zlepšeni kvality regulace buzení. Zapojení se vyznačuje tím, že mezi vstupem a výstupem operačního zesilovače porovnávacího a proporcionálně integračního členu regulátoru buzení synchronního stroje je zařazen sériový RC člen a nelineární člen, který zvyšuje proporcionální zesílení porovnávacího a proporcionálně integračního členu tak, aby při dostatečně malých odchylkách skutečné a žádané hodnoty napětí synchronního stroje došlo k jeho nárazovému nabuzení.The comparator and proportionally integrating element of the excitation regulator of a synchronous machine relates to the field of excitation regulation of large synchronous machines used in the power industry and solves the problem of improving the quality of excitation regulation. The connection is characterized by the fact that between the input and output of the operational amplifier of the comparator and proportionally integrating element of the excitation regulator of a synchronous machine, a series RC element and a nonlinear element are included, which increase the proportional gain of the comparator and proportionally integrating element so that, with sufficiently small deviations of the actual and desired voltage values of the synchronous machine, its surge excitation occurs.

Description

Vynález se týká porovnávacího a proporcionálně integračního členu regulátoru buzení synchronního stroje.The invention relates to a comparative and proportionally integrating member of a synchronous machine drive controller.

Až dosud se používají v regulačních obvodech napětí regulátorů buzení synchronních strojů lineární obvody. Nevýhodou těchto systémů je, že velikost koeficientu přenosu rozpojeného regulačního obvodu napětí je v celém rozsahu buzení omezeno velikostí koeficientu přenosu při malých výstupních signálech porovnávacího a proporcionálně integračního členu, kde je jeho velikost vzhledem k stabilitě regulace buzení nejmeněí. Je to způsobeno nelinearitou regulované soustavy synchronního stroje a někdy také nelinearitou silových prvků budicí soupravy. Toto omezení se. pak uplatní i při velkých výstupních signálech porovnávacího a proporcionálně integračního členu, které jsou potřebné pro nárazové buzení, i když z hlediska Stability regulace buzeni výše zmíněného omezení není nutné. Tím je snížen pozitivní vliv regulačního obvodu napětí na energetický systém, neboř v řadě případů nelze dosáhnout nárazového buzení pří dostatečně malých odchylkách skutečné hodnoty napětí od požadované hodnoty napětí synchronního stroje.Until now, linear circuits have been used in the voltage controllers of the synchronous machine drive controllers. A disadvantage of these systems is that the magnitude of the transmission coefficient of the open voltage control circuit is limited throughout the excitation range by the magnitude of the transmission coefficient at the small output signals of the comparator and proportional integrator, where its magnitude is the least. This is due to the non-linearity of the synchronous machine controlled system and sometimes also the non-linearity of the power elements of the excitation train. This restriction does. then it applies to the large output signals of the comparator and proportionally integrating element, which are needed for the surge excitation, although it is not necessary from the point of view of Stability control to excite the above mentioned limitation. This reduces the positive effect of the voltage control circuit on the power system, since in many cases the shock excitation cannot be achieved with sufficiently small deviations of the actual voltage value from the desired voltage value of the synchronous machine.

Uvedené nevýhody odstraňuje porovnávací a proporcionálně integrační člen regulátoru buzení synchronního stroje podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že výstup ovládacích obvodů budicí soupravy je připojen na řídicí vstup spínacího obvodu, jehož prvý výstup je připojen na prvý vstup pro zrušení integračního charakteru, jenž je příslušný sériovému RC členu, přičemž druhý výstup spínacího obvodu je připojen na druhý vstup pro zrušení integračního Charakteru sériového RC členu. Vstup sériového RC členu je připojen na výstup nelineárního členu. Výstup sériového RC členu je připojen jednak na invertující vstup operačního zesilovače, a jednak na výstup vstupního obvodu připojeného vstupy na výstupy obvodu žádaných a zpětnovazebních veličin. Invertující vstup operačního zesilovače je připojen na nulový potenciál a výstup operačního zesilovače je výstupem zapojení a je připojen jednak na vstup porovnávacího proporcionálního a akčního Členu budicí soupravy a jednak na vstup nelineárního členu.These drawbacks are overcome by the comparator and proportionally integrating actuator of the synchronous machine excitation controller of the invention, which is characterized in that the output of the driver circuit is connected to the control input of the switching circuit, the first output of which is connected to the first input to cancel the integration. corresponding to the serial RC member, the second output of the switching circuit being connected to the second input to cancel the integration character of the serial RC member. The input of the serial RC member is connected to the output of the non-linear member. The output of the serial RC is connected both to the inverting input of the operational amplifier and to the output of the input circuit connected by inputs to the outputs of the setpoint and feedback variables. The inverting input of the operational amplifier is connected to zero potential and the output of the operational amplifier is the output of the wiring and is connected both to the input of the comparative proportional and actuator driver of the driver and to the input of the non-linear member.

Porovnávací a proporcionálně integrační člen regulátoru buzení je součástí budicí soupravy synchronního stroje a jeho výhoda spočívá v tom, že umožňuje nárazové buzení synchronního stroje při menších odchylkách skutečné hodnoty napětí od žádané hodnoty napětí synchronního stroje. Tím se zlepšují dynamické vlastnosti regulace buzení při zachování stability regulace buzení v oblasti malých výstupních signálů porovnávacího a proporcionálně integračního členu.The comparator and proportionally integrated excitation regulator member is part of the synchronous machine excitation kit and has the advantage that it allows the synchronous machine to be excited at smaller deviations of the actual voltage value from the synchronous machine voltage setpoint. This improves the dynamic properties of the excitation control while maintaining the stability of the excitation control in the region of the small output signals of the comparator and the proportional integrator.

Příklad praktického provedení porovnávacího a proporcionálně integračního regulátoru buzení synchronního stroje je znázorněn na přiloženém obrázku.An example of a practical embodiment of the comparative and proportional integration controller of the synchronous machine excitation is shown in the attached figure.

Porovnávací a proporcionálně integrační člen regulátoru buzení synchronního stroje sestává z porovnávacího, proporcionálního a akčního členu 2 budicí soupravy připojeného výstupemComparative and proportionally integrating actuator controller of the synchronous machine consists of comparator, proportional and actuator member 2 of the excitation set connected to the output

8.2 na budicí vinutí 9 synchronního stroje, přičemž výstup 7.1 ovládacích obvodů 7 budicí soupravy je připojen na řídicí vstup 6.1 spínacího obvodu _6, jehož prvý výstup 62 je připojen na prvý vstup 5.3 pro zrušení integračního charakteru sériového RC členu 2» ^a jehož druhý výstup 6.3 je připojen na druhý vstup 5.4 pro zrušení integračního charakteru sériového8.2 at the excitation windings 9 of a synchronous machine, the output 7.1 of the control circuits 7 excitation system is connected to the control input of the 6/1 switching circuit _6 whose first outlet 62 is connected to the first input 5.3 for canceling integration character serial RC member 2 ^»and the second output 6.3 is connected to the second input 5.4 to cancel the serial integration character

RC členu 5, jehož vstup 5.1 je připojen na výstup 4.2 nelineárního členu 2' a jehož výstupRC member 5, whose input 5.1 is connected to output 4.2 of non-linear member 2 'and whose output

5.2 je připojen na invertující vstup 3.1 operačního zesilovače 3, který je současně připojen na výstup 1.2 vstupního obvodu 2 připojeného vstupy 1.1 na výstupy 2.1 obvodu 2 žádaných a zpětnovazebních veličin. Neinvertující vstup 3.2 operačního zesilovače 2 3^e připojen na nulový potenciál a výstup 3.3 operačního zesilovače 2 je výstupem zapojení a je připojen jednak na vstup 4.1 nelineárního členu 2 a jednak na vstup 8.1 porovnávacího, proporcionálního a akčního členu 8. Dále sériový RC člen 5 se skládá z kondenzátoru 51 a odporu 52· Jeden pól kondenzátoru 51 je připojen jednak na vstup 5.1 sériového RC členu 5 a jednak na prvý vstup 5.3 pro zrušení integračního charakteru sériového RC členu 2· Druhý pól kondenzátoru 51 je připojen jednak na druhý vstup 5.4 pro zrušení integračního charakteru sériového RC členu 5 a jednak přes odpor 52 na výstup 5.2 sériového RC členu 2· Nelineární člen 2 ^seskládá z odporů 21/ 42, 43, 21« «5 a diody 46. Společný bod odporů 21, 42, a ⁴³ je připojen jednak přes odpor 41 na výstup 4.2 nelineárního členu 4, jednak přes odpor 42 na vstup 4.1 nelineárního členu 4_ a přes odpor 43 na katodu diody 46, jejíž anoda je připojena přes odpor 44 na nulový potenciál a přes odpor 45 na záporný potenciál 47.5.2 is connected to the inverting input 3.1 of the operational amplifier 3, which is simultaneously connected to the output 1.2 of the input circuit 2 connected by the inputs 1.1 to the outputs 2.1 of the circuit 2 of the desired and feedback variables. 3.2 The non-inverting input of the operational amplifier 2 ^e 3 is connected to ground potential and the output 3.3 of the operational amplifier 2 is the output wiring and connected both to the input 4.1 nonlinear element 2 and on the reference input of 8.1, and a proportional actuator 8. Further serial RC 5 consists of a capacitor 51 and a resistor 52 · One pole of the capacitor 51 is connected both to the input 5.1 of the serial RC member 5 and to the first input 5.3 to cancel the integration character of the serial RC member 2 · integration character serial RC member 5 and via resistor 52 to output a serial RC member 5.2 2 · nonlinear element 2 ^consists of resistors 21/42, 43, 21 «« 5 and a diode 46. the common point of the resistors 21, 42, and ^43, connected via resistor 41 to output 4.2 of nonlinear member 4, through resistor 42 to input 4.1 of nonlinear member 4 and via resistor r 43 on the cathode of the diode 46, the anode of which is connected via a resistor 44 to a zero potential and through a resistor 45 to a negative potential 47.

Zařízení podle vynálezu pracuje následujícím způsobem tak, že ve vstupním obvodu 1 se vyhodnotí celková odchylka mezi žádanými a zpětnovazebními veličinami, přiváděnými z výstupu 2.1 obvodu 2 žádaných a zpětnovazebních veličin na vstup 11 vstupního obvodu 2· Signál úměrný této odchylce se přivádí z výstupu 12 vstupního obvodu 2 ^na invertující vstup 3.1 operačního zesilovače 2· Zpětnovazební signál z výstupu 3.3 operačního zesilovače 3_ prochází na jeho vstup 3.1 přes nelineární člen 2 ^a sériový RC člen 2· Sériový RC člen 5 vytváří proporcionálně integrační charakter zpracování výše zmíněné odchylky. Integrační charakter lze zrušit propojením vstupů 5.3 a 54 pro zrušení integračního charakteru příslušných sériovému RC členu 5. To se využívá při některých režimech provozu budicí soupravy. Nelineární člen 2 ^se uplatni tehdy, jestliže výstupní signál na výstupu 3.3 operačního zesilovače 2 je takový, že dioda 46 v nelineárním členu 4_ je vodivá, výsledkem je větší velikost·proporcionálního zesílení.The device according to the invention operates as follows: in the input circuit 1, the total deviation between the setpoints and feedback variables supplied from the output 2.1 of the setpoint 2 and feedback variables to the input 11 of the input circuit 2 is evaluated. circuit 2 ^{to the} inverting input of the operational amplifier 2 3.1 · feedback signal from the output of the operational amplifier 3.3 3 passes to its input through a non-linear element 3.1 ^and 2 serial RC · 2 serial RC element 5 generates character proportional integration processing of the above-mentioned deviations. The integration character can be canceled by interconnecting the inputs 5.3 and 54 to cancel the integration character corresponding to the serial RC member 5. This is used in some excitation mode modes. The non-linear member 2 ^is applied if the output signal at the output 3.3 of the operational amplifier 2 is such that the diode 46 in the non-linear member 4 is conductive, resulting in a larger amount of proportional gain.

Zařízení porovnávacího a proporcionálně integračního členu regulátoru buzení synchronního stroje lze použít u budicích souprav velkých synchronních strojů pracujících ve vodních i parních elektrárnách.The device of comparative and proportionally integrating member of the synchronous machine excitation regulator can be used for excitation sets of large synchronous machines working in hydro and steam power plants.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

Comparative and proportional integrator member of the synchronous machine excitation regulator, whose excitation, proportional and actuator member is connected to an output of the synchronous machine excitation winding, characterized in that the output (7.1) of the excitation system control circuits (7) is connected to the control input (6.1) a switching circuit (6), the first output (6.2) of which is connected to the first input (5.3) to de-integrate the serial RC member (5) and the second output (6.3) of the switching circuit (6) is connected to the second input (5.4) cancellation of integration character, serial RC member (5), its? the input (5.1) is connected to the output (4.2) of the non-linear member (4), the output (5.2) of the serial RC member (5) is connected both to the inverting input (3.1) of the operational amplifier (3) and an input circuit (1) connected by inputs (1.1) to the outputs (2.1) of the setpoint and feedback variables (2), while the non-inverting input (3.2) of the operational amplifier (3) is connected to zero potential and the output (3.3) of the operational amplifier (3) it is the output of the wiring and is connected both to the input (8.1) of the comparator, proportional and actuator element (8) of the excitation set and to the input (4.1) of the non-linear element (4).