Система мониторинга автоматических регуляторов возбуждения и систем возбуждения генераторов

 

Использование - для оценки корректности функционирования автоматических регуляторов возбуждения и систем возбуждения генераторов электроэнергетических систем. Технический результат - создание системы мониторинга функционирования системных регуляторов генераторов электростанции или генераторов ЭЭС в целом, которая выполняет контроль работоспособности устройств АРВ и СВ при управлении режимами ЭЭС по данным текущей регистрации параметров режима работы генераторов в различных режимах работы - эксплуатационных, аварийных, особых (режим ограничения минимального возбуждения и режим ограничения двукратного значения тока ротора). Система мониторинга АРВ-СВ генераторов ЭЭС содержит: датчики режимных параметров генераторов; измерительные преобразователи, осуществляющие формирование привязанных к системе единого времени цифровых режимных параметров контролируемых генераторов; анализатор функционирования АРВ-СВ генераторов электростанции со специально разработанным программным обеспечением, предназначенный для выполнения алгоритмической обработки полученных данных; выходной регистратор ЭЭС, на который поступают сигналы о состоянии АРВ и СВ генераторов с анализатора функционирования АРВ-СВ генераторов электростанции; датчики дискретных сигналов штатной автоматики системы возбуждения контролируемых генераторов и локальную сеть для связи измерительных преобразователей и датчиков дискретных сигналов с анализатором функционирования АРВ-СВ генераторов электростанции. Для электростанций с малым числом генераторов возможно выполнение системы мониторинга АРВ-СВ генераторов ЭЭС с единым измерительным преобразователем для всех генераторов электростанции, входы которого связаны с выходами датчиков режимных параметров всех генераторов, а выход соединен со входом анализатора электростанции.

Область техники

Полезная модель относится к электроэнергетике и может быть использована для оценки корректности функционирования автоматических регуляторов возбуждения (АРВ) и систем возбуждения (СВ) генераторов электроэнергетических систем (ЭЭС).

Уровень техники

Устойчивая и надежная параллельная работа российских энергосистем во многом зависит от правильной и эффективной работы СВ и АРВ генераторов. Существенным фактором, снижающим системную надежность, является отсутствие оперативных средств контроля функционирования СВ и АРВ с целью обеспечения анализа их работы в режиме онлайн.

В настоящее время в ЕЭС России находится в эксплуатации значительное количество разнообразных программно-технических комплексов и систем, предназначенных для решения различных задач мониторинга, в частности система мониторинга переходных режимов (СМПР) [1].

Измерения в СМПР осуществляются цифровыми регистраторами параметров электрического режима и синхронизированы по времени с помощью спутниковой системы глобального позиционирования (GPS). Данные от регистраторов с метками времени передаются на сервер СМПР -автоматическую систему сбора информации с регистраторов СМПР (АС СИ СМПР), на котором устанавливается специализированное программное обеспечение, которое обеспечивает сбор данных от всех регистраторов и производит их обработку, вычисление, хранение, а так же отображение в режиме реального времени текущих параметров состояния ЭЭС и выдачу сообщений и сигналов в диспетчерские центры.

Известны технические решения, как, например, система [2], представляющая собой программно-аппаратный комплекс, способный производить в реальном времени обработку больших объемов данных, получаемых с помощью регистраторов СМПР, в котором синхронизированная информация используется для оценки состояния ЭЭС, ее системной надежности, при решении задачи контроля динамической устойчивости. Однако ни данная система, ни собственно СМПР не предусматривают контроль функционирования СВ и АРВ генераторов ЭЭС.

Известен метод и реализующая его система «On-line тестирования и диагностики системного стабилизатора» [3], согласно которым on-line тестирование эффективности и работоспособности системы возбуждения синхронного генератора (включая регулятор напряжения и системный стабилизатор) предлагается проводить подачей на вход системного стабилизатора сигнала, представляющего собой синусоидальные колебания с частотой 0.5 Гц, и ступенчатым изменением уставки регулятора напряжения, позволяющим инициировать колебания в ЭЭС. Специальная анализирующая система регистрирует отклик системы возбуждения на указанные воздействия и выдает заключение о ее работоспособности (или неработоспособности). Однако известное техническое решение предполагает включение в состав системного стабилизатора дополнительного устройства - электрического преобразователя, который генерирует дополнительные искусственные тестовые сигналы определенного типа для реализации процедуры проверки в условиях текущей эксплуатации АРВ и СВ генераторов. Такая процедура, кроме того, связана с рисками нежелательных нарушений в процессе нормальной эксплуатации ЭЭС.

Система мониторинга переходных режимов [1] принимается за прототип.

Раскрытие полезной модели

Техническим результатом является создание системы мониторинга функционирования системных регуляторов в части автоматических регуляторов возбуждения и систем возбуждения генераторов электростанции или генераторов ЭЭС в целом, которая выполняет контроль работоспособности устройств АРВ и СВ при управлении режимами ЭЭС по данным текущей регистрации параметров режима работы генераторов в различных режимах работы - эксплуатационных, аварийных, особых (режим ограничения минимального возбуждения и режим ограничения двукратного значения тока ротора).

Система мониторинга автоматических регуляторов возбуждения (АРВ) и систем возбуждения (СВ) генераторов ЭЭС при различных режимах работы, как и СМПР по [1], принятая за прототип, содержит:

измерители электрических параметров;

измерительные преобразователи, осуществляющие формирование привязанных к системе единого времени цифровых режимных параметров;

сервер сбора информации;

локальную сеть для связи измерительных преобразователей с сервером сбора информации;

центр сбора информации.

Следующие признаки предлагаемой полезной модели являются отличительными:

- в качестве измерителей электрических параметров используются датчики режимных параметров генераторов - мгновенных значений фазных напряжений и токов трех фаз генератора, напряжения возбуждения и тока возбуждения генератора; и датчики дискретных сигналов штатной автоматики системы возбуждения контролируемых генераторов, связанные по локальной сети с анализатором функционирования АРВ-СВ генераторов электростанции;

- измерительные преобразователи осуществляют формирование цифровых режимных параметров контролируемых генераторов - напряжения статора, напряжения возбуждения, реактивной мощности, частоты напряжения на статоре, тока возбуждения, активной мощности и абсолютного угла напряжения статора;

- в качестве сервера сбора информации используется анализатор функционирования АРВ-СВ генераторов электростанции, предназначенный для выполнения алгоритмической обработки полученных данных и содержащий программное обеспечение, осуществляющее следующие основные функции:

- прием информации от измерительных преобразователей и датчиков дискретных сигналов;

- контроль правильности функционирования АРВ и СВ;

- формирование линейных, расчетных и аварийных файлов файлового хранилища архивов;

- отображение информации о правильной работе или о возможных неисправностях, а также о сообщениях программы на дисплее;

- периодическую выдачу информации о правильной работе или возможных неисправностях в работе АРВ и СВ на выходной регистратор ЭЭС,

- центром сбора информации является выходной регистратор ЭЭС, содержащий программное обеспечение, необходимое для сбора данных от всех анализаторов электростанций, их обработки, хранения, а так же отображения в режиме реального времени текущей информации от анализаторов функционирования АРВ-СВ генераторов электростанций и отображение сообщений и сигналов.

Возможно выполнение системы мониторинга АРВ-СВ генераторов ЭЭС с единым измерительным преобразователем для всех генераторов электростанции, входы которого связаны с выходами датчиков режимных параметров всех генераторов, а выход соединен со входом анализатора электростанции. Использование такого технического решения целесообразно для электростанций с малым числом генераторов.

Осуществление полезной модели

Блок-схема заявляемой системы мониторинга АРВ-СВ генераторов представлена на фиг.1. Система мониторинга автоматических регуляторов возбуждения и систем возбуждения генераторов содержит: датчики 1 и 4 генераторов, измерительные преобразователи 2, систему единого времени 3, локальную сеть 5, анализатор 6 функционирования АРВ-СВ и выходной регистратор ЭЭС 7.

На основе аналоговой информации, поступающей со штатных датчиков 1 режимных параметров генераторов - мгновенных значений фазных напряжений и токов трех фаз генератора, напряжения возбуждения и тока возбуждения генератора, измерительные преобразователи 2 осуществляют формирование привязанных к системе единого времени 3 (синхронизированных) цифровых режимных параметров контролируемых генераторов - напряжения статора, напряжения возбуждения, реактивной мощности, частоты напряжения на статоре, тока возбуждения, активной мощности и абсолютного угла напряжения статора. Данные по цифровым режимным параметрам совместно с дискретными сигналами, формируемыми датчиками 4 штатной автоматики системы возбуждения контролируемых генераторов в режиме ограничения минимального возбуждения и режиме ограничения двукратного значения тока ротора, по локальной сети 5 поступают на входы анализатора 6 функционирования АРВ-СВ генераторов электростанции. Программное обеспечение анализатора реализует алгоритмы, позволяющие в режиме онлайн на основе поступающей информации выявить генератор, являющийся источником синхронных колебаний в ЭЭС или межмашинных колебаний генераторов одной электростанции, а также идентифицировать пять характерных неисправностей в системе возбуждения и АРВ генератора, а именно:

- некорректность работы АРВ при возникновении в энергосистеме дефицита/избытка мощности;

- отсутствие или несвоевременный ввод релейной форсировки возбуждения;

- преждевременное снятие форсировки возбуждения;

- некорректность работы ограничителя минимального возбуждения;

- некорректность работы ограничителя двукратного тока возбуждения.

В результате в анализаторе формируются линейные, расчетные и аварийные архивы. Аварийный архив содержит информацию о времени обнаружения неисправности и ее характере, а также массив данных линейного архива за интервал времени, в течение которого существует сигнал о неисправности.

Анализатор 6 периодически посылает сообщение о функционировании СВ и АРВ на выходной регистратор ЭЭС 7. При обнаружении неисправности посылаемое сообщение содержит информацию о возникновении неисправности и ее виде.

В настоящее время пилотная система мониторинга АРВ-СВ генераторов реализована и запущена в опытную эксплуатацию на базе филиала «Северо-Западная ТЭЦ» ОАО «ИНТЕР РАО - Электрогенерация» и ОДУ Северо-Запада для генераторов ПГУ-1 Северо-Западной ТЭЦ. В качестве измерительных преобразователей используются специально доработанные для этого пилотного проекта многофункциональные измерительные преобразователи МИП-02 компании RTSoft. В качестве выходного регистратора используется автоматическая система сбора информации с регистраторов СМПР, функционирующая в настоящее время в ОАО «СО ЕЭС».

На фиг.1: Uf и If - напряжение и ток возбуждения генератора; Uф и Iф - фазное напряжение и фазный ток генератора.

Источники информации

1. Могилко Р.Н.: «Система мониторинга переходных режимов для объектов РАО «ЕЭС России», журнал «Энергетик», 7/2006.

2. Патент CN101577426 «Система оценки состояния энергосистемы по данным WAMS».

3. Патент US4741023 (A) «On-line test and diagnostic system for power system stabilizer».

1. Система мониторинга автоматических регуляторов возбуждения и систем возбуждения генераторов электроэнергетической системы, содержащая измерители электрических параметров, измерительные преобразователи, осуществляющие формирование привязанных к системе единого времени цифровых режимных параметров и связанные по локальной сети с сервером сбора информации, и центр сбора информации, отличающаяся тем, что в качестве измерителей электрических параметров используются датчики режимных параметров каждого из генераторов электростанций, входящих в состав электроэнергетической системы, измеряющие мгновенные значения фазных напряжений и токов трех фаз генератора, напряжение возбуждения и ток возбуждения генератора, и датчики дискретных сигналов штатной автоматики системы возбуждения контролируемых генераторов; в качестве сервера сбора информации используют анализатор функционирования АРВ-СВ, а центром сбора информации является выходной регистратор электроэнергетической системы, при этом датчики режимных параметров передают сигналы на цифровые измерительные преобразователи, осуществляющие формирование цифровых режимных параметров контролируемых генераторов - напряжения статора, напряжения возбуждения, реактивной мощности, частоты напряжения на статоре, тока возбуждения, активной мощности, абсолютного угла напряжения статора; датчики дискретных сигналов штатной автоматики системы возбуждения контролируемых генераторов связаны по локальной сети с анализатором функционирования АРВ-СВ генераторов электростанции; анализатор функционирования АРВ-СВ предназначен для выполнения алгоритмической обработки полученных данных и передачи результатов анализа на выходной регистратор электроэнергетической системы и содержит программное обеспечение, осуществляющее основные функции анализатора функционирования АРВ-СВ - прием информации от измерительных преобразователей и датчиков дискретных сигналов; контроль правильности функционирования АРВ и СВ; формирование линейных, расчетных и аварийных файлов файлового хранилища архивов; отображение информации о правильной работе или о возможных неисправностях, а также о сообщениях программы на дисплее; периодическую выдачу информации о правильной работе или возможных неисправностях в работе АРВ и СВ на выходной регистратор электроэнергетической системы.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что содержит единый измерительный преобразователь для всех генераторов электростанции, входы которого связаны с выходами датчиков режимных параметров всех генераторов, а выход соединен со входом анализатора функционирования АРВ-СВ генераторов электростанции.



 

Похожие патенты:

Интеллектуальная независимая система мониторинга и оценки качества научно-технических документов относится к области вычислительной техники, в частности, к интеллектуальной системе, предназначенной для автоматизированного вычисления оценки качества научно-технических документов

Изобретение относится к аппаратуре для предотвращения несанкционированного пользования транспортным средством

Полезная модель относится к области электромашиностроения и предназначена для реализации в синхронных машинах с бесщеточным возбуждением, в частности, в генераторах дизель-электрических агрегатов резервного питания атомных электростанций и генераторах агрегатов автономных электроустановок
Наверх