Секция управления и регулирования (стр. 1 )

Утверждаю

Главный инженер

________________

" " _______________ 2001 г.

СЕКЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ

И РЕГУЛИРОВАНИЯ

РУКОВОДСТВО ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ

6БС.381.174 РЭ - ЛУ

Начальник отдела 929

________________

" " _______________ 2001 г.

Главный метролог

________________

" " _______________ 2001 г.

Санкт-Петербург

2001

УТВЕРЖДЕН

6БС.381.174 РЭ-ЛУ

СЕКЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ

И РЕГУЛИРОВАНИЯ

РУКОВОДСТВО ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ

6БС.381.174 РЭ

Санкт-Петербург

2001

СОДЕРЖАНИЕ

1. ВВЕДЕНИЕ..................................................................................................... 7

2. НАЗНАЧЕНИЕ............................................................................................. 13

3. ТЕХНИЧЕСКИЕ характеристики СУР............................................. 17

4. КОНСТРУКТИВНОЕ ИСПОЛНЕНИЕ СУР............................................... 20

4.1 КОНСТРУКТИВНОЕ ИСПОЛНЕНИЕ АРВ....................................................... 25

5. входные и выходные сигналы сур............................................ 26

5.1 Входные дискретные сигналы СУР..................................................... 26

5.2 Выходные дискретные сигналы СУР................................................. 28

6. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА АППАРАТНЫХ СРЕДСТВ АРВ..................... 31

6.1 Ячейка контроллера E167-3UM................................................................. 32

6.2 Блок преобразователей токов и напряжений CVT.................... 33

6.3 Ячейка обработки аналоговых сигналов PAS............................ 33

6.4 Ячейка цифрового ввода DI-AT96......................................................... 34

6.5 Ячейка управления тиристорным преобразователем TC..... 34

6.6 Ячейка цифрового вывода DO-AT96.................................................... 35

6.7 Ячейка аналогового вывода AO-AT96............................................... 35

6.8 Ячейка контроля регулятора MR.......................................................... 35

6.9 Ячейка перекрестных связей CC.......................................................... 36

6.10 Объединительная плата ВВ-АТ96......................................................... 36

6.11 панель местного управления регулятора LC............................ 36

6.12 Блок питания PS............................................................................................ 37

6.13 сенсорный дисплей................................................................................... 37

7. ВВОД И ВЫВОД ДИСКРЕТНЫХ СИГНАЛОВ АРВ................................ 38

7.1 Ввод дискретных сигналов.................................................................... 38

7.2 Вывод дискретных сигналов................................................................ 38

8. ЦИФРОВЫЕ ДАТЧИКИ РЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТРОВ.......................... 39

8.1 Общие положения......................................................................................... 39

8.2 Датчик напряжения генератора.......................................................... 40

8.3 Датчик частоты напряжения генератора..................................... 41

8.4 Датчик фазового угла между линейными напряжениями генератора 42

8.5 Датчик напряжения сети.......................................................................... 43

8.6 Датчик тока генератора............................................................................ 44

8.7 Датчики активного тока и активной мощности генератора 45

8.8 Датчики реактивного тока и реактивной мощности генератора 45

8.9 Датчик Cosj........................................................................................................ 46

8.10 Датчик тока возбуждения возбудителя........................................ 46

8.11 Датчик тока ротора.................................................................................... 47

8.12 Датчик напряжения ротора................................................................... 48

8.13 Датчик напряжения синхронизации............................................. 49

9. РЕГУЛИРОВАНИЕ ВОЗБУЖДЕНИЯ........................................................ 51

9.1 Формирование регулирующего воздействия............................. 51

9.2 Формирование уставки регулятора по напряжению............ 53

9.3 Регулирование напряжения при работе генератора в сети, статизм регулирования.................................................................................................................... 54

9.4 Регулирование напряжения при работе генератора на холостом ходу 55

9.5 Регулирование реактивной мощности.......................................... 56

9.6 Регулирование Cosj..................................................................................... 57

9.7 Cистемный стабилизатор......................................................................... 58

9.8 Ручной регулятор тока возбуждения возбудителя.................. 59

9.9 Общий канал регулирования................................................................ 61

10. ОГРАНИЧЕНИЕ РЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТРОВ..................................... 64

10.1 Ограничение перегрузки по току ротора...................................... 64

10.2 Ограничение перегрузки по току статора................................... 66

10.3 Ограничение минимального возбуждения................................ 68

10.4 Ограничение максимального возбуждения............................. 70

10.4.1 Ограничение максимального тока возбуждения возбудителя.................. 70

10.4.2 Ограничение максимального напряжения ротора...................................... 71

10.4.3 Ограничение двукратного тока ротора..................................................... 71

10.4.4 Ограничение максимального тока ротора.................................................. 72

10.5 Ограничение напряжения генератора при снижении частоты (V/Hz-ограничение)........................................................................................................................ 72

11. ВОЗБУЖДЕНИЕ, ГАШЕНИЕ.................................................................... 74

11.1 Готовность к возбуждению................................................................... 74

11.2 Начальное возбуждение......................................................................... 74

11.2.1 Возбуждение при автоматическом управлении......................................... 74

11.2.2 Возбуждение при ручном управлении........................................................... 76

11.2.3 Управление при неуспешном возбуждении................................................... 76

11.3 Возбуждение при зарядке линии....................................................... 77

11.4 Гашение, съем импульсов..................................................................... 77

12. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ.......................................................... 79

12.1 Уравнивание напряжений генератора и сети.......................... 79

12.2 Разгрузка генератора по реактивной мощности................... 79

12.3 Режим зарядки линии............................................................................... 80

13. УПРАВЛЕНИЕ ТИРИСТОРНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ................... 81

13.1 Функции системы фазоимпульсного управления............... 81

13.2 Синхронизация импульсов управления..................................... 81

13.3 Ограничение диапазона угла управления................................ 83

13.4 Изменение длительности импульсов управления ТП......... 84

14. ЗАЩИТА И КОНТРОЛЬ ТИРИСТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ..... 85

14.1 Защита от непроводимости тиристоров...................................... 85

14.2 Контроль RC-цепей тиристорного преобразователя............. 85

15. КОНТРОЛЬ БЕСЩЕТОЧНОГО ВОЗБУДИТЕЛЯ.................................... 86

16. УПРАВЛЕНИЕ СТРЕЛОЧНЫМИ ПРИБОРАМИ.................................... 87

17. ОРГАНИЗАЦИЯ РЕЗЕРВИРОВАНИЯ КАНАЛОВ................................. 88

18. Работа в режиме тестирования регулятора....................... 90

19. РАБОТА С ДИСПЛЕЕМ МЕСТНОГО ПУЛЬТА УПРАВЛЕНИЯ.......... 92

19.1 Организация обмена информацией с дисплеем.................... 92

19.2 Основной экран........................................................................................... 92

19.2.1 Поле состояния............................................................................................... 93

19.2.2 Поле режима регулятора.............................................................................. 94

19.2.3 Поле меню........................................................................................................ 94

19.3 Экран значений основных режимных параметров.............. 95

19.4 Экран истории событий........................................................................... 95

19.5 Экран диагностической информации о неисправностях 96

19.6 Экраны настроек и переменных........................................................ 96

19.6.1 Экран переменной........................................................................................... 97

19.6.2 Экран настройки............................................................................................ 98

19.6.3 Экран коррекции датчика............................................................................. 99

19.6.4 Экран битовой переменной........................................................................... 99

19.7 Экран цифро-аналоговых преобразователей.....................

20. панель МЕСТНОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕГУЛЯТОРА.....................

20.1 Переключатели.........................................................................................

20.1.1 Переключатель TEST................................................................................

20.1.2 Переключатель PULSES...........................................................................

20.1.3 Переключатель RELAYS...........................................................................

20.1.4 Переключатель BLOCK............................................................................

20.2 Светодиоды................................................................................................

21. ВХОДНЫЕ И ВЫХОДНЫЕ СИГНАЛЫ РЕГУЛЯТОРА...................

22. ДИАГНОСТИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ............................................

23. КОНФИГУРАЦИЯ ЯЧЕЕК...................................................................

24. КОНТРОЛЬНЫЕ ГНЕЗДА ЯЧЕЕК......................................................

25. ПАРАМЕТРЫ, ВЫВОДИМЫЕ НА Экран.......................................

2.  ВВЕДЕНИЕ

Настоящий документ содержит описание секции управления и регулирования 6БС.381.174, предназначенной для работы в составе двухканальной бесщеточной системы возбуждения синхронных генераторов.

В документе приняты следующие условные обозначения.

Обозначения элементов аппаратуры системы возбуждения:

СУР	секция управления и регулирования
АРВ	автоматический регулятор возбуждения
ТП	тиристорный преобразователь
СИФУ	система импульсно-фазового управления
QE1	автомат гашения поля;
QS1, QS3	выключатели в цепях переменного тока ТП
QS2, QS4	выключатели в цепях постоянного тока ТП
QS5, QS6	разъединители в цепи защиты ротора
SF1, SF3	автоматические выключатели в цепи питания переменного тока АРВ
SF2, SF4	автоматические выключатели в цепи питания постоянного тока АРВ
Q1	выключатель, шунтирующий ротор
Q2	выключатель защиты от пробоя тиристорного разрядника

Обозначения элементов аппаратуры регулятора

АРВ1, АРВ2	кассеты регуляторов. АРВ1 управляет тиристорным преобразователем первого канала, АРВ2 - второго канала;
E167-3UM	ячейка контроллера (Controller cell);
CVT	блок преобразователей токов и напряжений (Current and Voltage Transduceres);
PAS	ячейка обработки аналоговых сигналов (Processing Analog Signals cell);
DI-AT96	ячейка цифрового ввода (Digital Input cell);
TC	ячейка управления тиристорным преобразователем (Thyristors Control cell)
DO-AT96	ячейка цифрового вывода (Digital Output cell);
AO-AT96	ячейка аналогового вывода (Analog Output cell);
MR	ячейка контроля регулятора (Monitoring Regulator cell);
CC	ячейка перекрестных связей (Cross Communication cell);
LC	панель местного управления регулятора (Local Control panel);
PS	блок питания (Power Supply unit);
BB-AT96	объединительная плата шины АТ96 (Backplane Bus AT96);
АЦП (ADC)	аналого-цифровой преобразователь;
ЦАП (DAC)	цифро-аналоговый преобразователь;
LEM-U	измерительный преобразователь напряжения;
LEM-I	измерительный преобразователь тока.

Обозначения переменных

Ug	напряжение генератора;
Fg	частота напряжения;
Pg, Qg	активная, реактивная мощность генератора;
Cosj	косинус угла нагрузки;
Ig, Ip, Iq	ток генератора, его активная, реактивная составляющие;
Uf, If	напряжение, ток ротора;
Ubar	напряжение сети;
Usyn(Uv)	напряжение синхронизации;
Fsyn	частота напряжения синхронизации;
a	угол управления тиристорным преобразователем;
Iv	ток тиристорного преобразователя на стороне переменного напряжения;
Ie	выпрямленный ток тиристорого преобразователя, ток возбуждения бесщеточного возбудителя.

Единицы измерений

pu	относительная единица, равная номинальному значению соответствующего параметра. Поэтому в номинальном режиме Pg = 1, Qg =1, Ig = 1, Ip = 1, Iq = 1. Обозначения остальных единиц измерения - общепринятые.

Обозначения параметров, выводимых на экран

Tnnn Name	Настройка с номером nnn и наименованием Name (Tuning). Может изменяться с экрана в заданном диапазоне;
Snnn Name	Коррекция коэффициента передачи цифрового датчика (Scale). Может изменяться с экрана в заданном диапазоне;

Vnnn Name	Переменная, вычисляемая программой (Variable). Изменение с экрана не предусмотрено;
Swnnn Name	Программный переключатель, принимающий значения 0 или 1 (Switch). Может изменяться с экрана;
Bnnn Name	Переменная в 8-разрядном побитовом представлении (Bit). В оговоренных случаях может изменяться с экрана.

Коды диагностической информации, выводимые на семисегментный индикатор

Ann	Предупредительная сигнализация с номером nn (Alarm);
bnn	Катастрофический отказ (Break);
Cnn	Условный отказ (Conditional failure);
Fnn	Частичный отказ (Failure);
Lnn	Ограничение режима (Limitation);
Unn	Неготовность к возбуждению (Unready);
¯nn	Перегорание предохранителя с номером nn анодной группы тиристоров бесщеточного возбудителя;
_nn	Перегорание предохранителя с номером nn катодной группы тиристоров бесщеточного возбудителя.

Терминология

·  Регулятор в режиме on-line - регулятор управляет возбуждением генератора и угол управления ТП соответствует выходному сигналу этого канала. Выходные дискретные сигналы ячейки DO-AT96 управляют выходными реле СУР (клеммники ХТ-К1 и ХТ-К2).

·  Регулятор в режиме off-line - импульсы управления ТП и выходные дискретные сигналы ячейки DO-AT96 регулятора блокированы. Угол управления ТП формируется другим каналом регулирования. Канал регулирования, работающий в режиме off-line, переводится в режим слежения.

·  Основной регулятор - регулятор, работающий в данный момент времени в режиме on-line. Основным регулятором может быть как АРВ1, так и АРВ2 и, соответственно, первый или второй канал.

·  Резервный регулятор - регулятор, работающий в данный момент времени в горячем резерве, в режиме off-line. Резервным регулятором может быть как АРВ1, так и АРВ2 и, соответственно, первый или второй канал.

·  Автоматическое управление - режим регулирования напряжения генератора, реактивной мощности или Cosj.

·  Ручное управление - режим регулирования тока возбуждения возбудителя.

·  Катастрофический отказ - нарушение в работе аппаратуры канала, при котором регулятор или тиристорный преобразователь не могут управлять возбуждением. Выходы регулятора и импульсы управления ТП блокированы.

·  Частичный отказ - нарушение в работе аппаратуры, при которой регулятор не может выполнять функции автоматического управления. Регулятор автоматически переводится в режим ручного управления.

·  Условный отказ - переход на резервный канал производится, если он исправен (нет катастрофического, условного или частичного отказа). В противном случае канал остается в работе.

·  Неисправность - нарушение в работе аппаратуры, при которой регулятор может выполнять функции управления, но, возможно, в ограниченном объеме.

Обозначения входных и выходных сигналов

Наименования входных и выходных сигналов регулятора обозначены курсивом. Обозначения сигналов, различных для АРВ1 и АРВ2, но поступающих на одноименные контакты разъемов, разделены символом "/".

Обозначения элементов структурных схем

ADD сложение у = х1 + х2;
SUB вычитание у = х1 - х2;
MUL умножение у = х1 ´ х2;
DIV деление у = х1 / х2;
> больше у = 1, если х1 > х2;
< меньше у = 1, если х1 < х2;
= равно у = 1, если х1 = х2;
& логическая операция “И”;
1 логическая операция “ИЛИ”;
" логическая операция “Исключающее ИЛИ”;

Логическая операция “НЕ”;

Абсолютное значение y = | x |;

Интегратор с ограничением выходной переменной
х – вход интегратора; S – вход предустановки; Т - постоянная времени.
Передаточная функция W(p) = 1/pT.
p = d/dt - символ дифференцирования;

Дифференциатор. Расчет производной производится по формуле дифференцирования многочлена наилучшего среднеквадратичного приближения, которая определяет сглаженную производную в середине интервала, состоящего из 2n+1 точек измерения. В качестве настройки используется параметр Т - запаздывание. При этом n = T/0,005;.

Фильтр низкой частоты первого порядка с постоянной времени Т.
Передаточная функция W(p) = 1/(1+pT);

Синхронный суммирующий фильтр с периодом расчета 15°.
Вычисляет среднее значение переменной на полупериоде основной частоты;

RS триггер. Вход R более приоритетный;

SR триггер. Вход S более приоритетный;

3.  НАЗНАЧЕНИЕ

Основным элементом СУР является регулятор. Функции, выполняемые регулятором, могут быть объединены в следующие группы: системные функции, ограничение режимных параметров генератора и системы возбуждения, технологические функции, управление и защита тиристорного преобразователя, контроль вращающегося выпрямителя, контроль аппаратуры канала и диагностика отказов, сервисные функции.

Системные функции

Основным назначением регулятора при работе генератора в сети является поддержание напряжения на шинах станции в соответствии с заданными уставкой и статизмом по реактивному току. Принят пропорционально-интегрально-дифференциальный (ПИД) закон регулирования напряжения. При работе генератора в установившемся режиме напряжение в точке регулирования поддерживается астатически, т. е. равным уставке. В результате уменьшения коэффициента передачи в диапазоне частот электромеханических колебаний улучшается устойчивость генератора.

При работе генератора на холостом ходу производится пропорционально-интегральное регулирование напряжения генератора.

Для повышения пределов статической и динамической устойчивости, улучшения демпфирования послеаварийных качаний формируется стабилизирующее воздействие по изменению активной мощности и изменению частоты напряжения генератора (системный стабилизатор PSS).

При работе генератора в сети по команде оператора может быть произведен переход на регулирование реактивной мощности или Cosj. При этом происходит автоматическая коррекция уставки регулятора по напряжению с целью поддержания одного из указанных указанных параметров.

Предусмотрен также переход на регулирование тока возбуждения возбудителя (ручное управление), который производится по команде оператора, либо при частичном отказе регулятора, когда автоматическое управление становится невозможным.

Ограничение режимных параметров генератора и системы возбуждения