Способ выявления потери возбуждения управляемой машины переменного тока

 

СПОСОБ ВЫЯВЛЕНИЯ ПОТЕРИ ВОЗБУЖДКНИЯ УПРАВЛЯЕМОЙ МАШИНЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА путем измерения скольжения ротора машины, измерения тока возбуждения в обмотке, сравнения тока возбуждения с уставкой срабатывания и выработки управляющего сигнала в случае превышения контролируемым током уставки срабатывания, отличающийся тем, что, с целью выявления несимметричной потери возбуждения асинхронизированной синхронной машины с двумя обмотками на роторе, измеряют ток во второй обмотке возбуждения,сдвиганЛ его по фазе на 90 эл.град., суммируют измеренные токи и полученный сигнал .сравнивают с уставками срабатывания по амплитуде и времени полупериода , сравнивают фазу полученного сигнала фазой измеренного тока в первой обмотке возбуждения, если фазы сигналов совпадают, то фиксируют потерю возбуждения во второй обмотке возбу&ения, если сигналы в противофазе, то фиксируют потерю возбуждения в первой обмотке возбуждения , сигнал о факте потери возбуждения в одной из обмоток возбуждения подается на исполнительный орган.. 2. Способ по п. 1, о т л и ч. а i ю щ и и с я тем, что, с целью выявления симметричной потери возбужде (Л I ния,сравнивают измеренные токи в обеих обмотках возбуждения с их потолочными значениями, если оба тока окажутся меньше соответствующих значений и измеренное скольжение ротора превышает критическое значение ( 5 5кр) фиксируется симметричная потеря возбуждения и подается сигнал lA исполнительный орган.. оо 00 4

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ЭСЮ Н 02 Н 7 06

OllHGAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с

\ J

QO

QQ ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЪ|ТИЙ (21) 3307690/24-07 (22) 29.06.81 (46) 30.03.83. Бюл.. Р 12 (72) Б.З. Гамм и С.В. Иванов (71), Сибирский научно-исследовательский институт энергетики (53) 621.316.925(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 553708, кл. Н 02 Н 7/06, 1976.

2. Авторсксе свидетельство СССР

Р 396784, кл. Н 02 Н 7/06, 1971. (54)(57) СПОСОБ ВЫЯВЛЕНИЯ ПОТЕРИ

ВОЗБУЖДЕНИЯ УПРАВЛЯЕМОЙ МАШИНЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА путем измерения скольжения ротора машины,.измерения тока возбуждения в обмотке, сравнения тока возбуждения с уставкой срабатывания и выработки управляющего сигна ла в случае превышения контролируемым током уставки срабатывания, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью выявления несимметричной потери возбуждения асинхронизированной синхронной машины с двумя обмотками на роторе, измеряют ток во второй обмотке возбуждения, сдвиганй его по фазе на 90 эл.град., суммируют,.SU„„8841 А измеренные токи и полученный сигнал,сравнивают с уставками срабатывания по амплитуде и времени полупериода, сравнивают фазу полученного сигнала фазой измеренного тока в первой обмотке возбуждения, если фазы сигналов совпадают, то фиксируют потерю .возбуждения во второй обмотке возбуждения, если сигналы в противофазе, то фиксируют потерю возбуждения в первой обмотке возбуждения, сигнал о факте потери возбуждения в одной из обмоток возбуждения подается на исполнительный орган.

2. Способ по п. 1, о т л и ч,а— ю шийся тем, что, с целью выяв- Pg ления симметричной потери возбужде,. ния, сравнивают измеренные токи в обеих обмотках возбуждения с их потолочными значениями, если оба тока окажут- ( ся меньше соответствуюших значений . и измеренное скольжение ротора превышает критическое значение (5 > 5 р) фиксируется симметричная потеря возбуждения и подается сигнал на испол- АР нительный орган.

10и8841

Изобретение относится к электроэнергетике и предназначено для повышения надежности электроэнергетических систем, автоматического выявления потери возбуждения, нарушения устойчивой работы асинхронизированной синхронной машины (АСМ).

Известны способы выявления потери возбуждения и асинхронного режима (АР) синхронногО генератора (СГ) по факту снижения тока в цепи обмотки возбуждения {ОВ) ниже уставки срабатыва ни я (.1). недостатком укаэанного способа является его низкая чувствитель- . 15 ность, обусловленная неизменностью условий срабатывания выявительного органа в различных режимах работы генератора.

Наиболее близким к предлагаемому является также способ выявления

20 потери возбуждения и асинхронного режима СГ при снижении тока в цепи обмотки возбуждения ниже установки срабатывания, корректируемой в зави- 25 симости от выдаваемой мощности СГ f2), Недостатком данного способа является его неселективная работа при выявлении потери возбуждения у асинхронизированной синхронной машины, поскольку факт йотери возбуждения определяется по факту снижения тока возбуждения до нуля.

Особенностью ACM является наличие на роторе машины двух равноценных ОВ ток в которых изменяется по гармо- З5 ническсму закону и они смещены относительно одна другой на 90О . Следовательно, токи в ОВ периодически проходят через нуль в нормальном режиме работы ACM. Поэтому способ, ис- 40 пользуемый для выявления потери возбуждения СГ по факту прохождения тока возбуждения через нуль, не приемлем для выявления потери возбуждений у ACM. 45

Необходимость выявления полной или частичной аварийной потери возбуждения, следует из анализа режимов работы ACM.. Потеря возбуждения даже в одной из 0В, при отсутствии форсировки возбуждения в другой ОВ, приводит к нарушению устойчивой работы

АСМ, к возникновению асинхронного режима. Для предотвращения таких случаев необходим эффективный способ выявления потери возбуждения асинхронизированной машины.

Цель изобретения - выявление несимметричной потери возбуждения асинхронизированной синхронной машины с двумя обмотками на роторе. 60

Указанная цель достигается тем, что согласно способу выявления потери возбуждения управляемой машины переменного тока путем измерения скольжения ротора машины, измерения .65 тока возбуждения в обмотке, сравнения тока возбуждения с уставкой сра- батывания и выработки управляющего сигнала в случае превышения контролируемым током уставки срабатывания, измеряют ток во второй обмотке возбуждения, сдвигают его по фазе на

90 эл.град., суммируют. измеренные то -ки и полученный сигнал сравнивают с уставками срабатывания по амплитуде и времени полупериода, сравнивают фазу этого сигнала с фазой измеренного тока в первой обмотке возбуждения, если фазы сигналов совпадают, то фиксируют потерю возбуждения во второй обмотке возбуждения, если сиг налы в противофазе, то фиксируют потерю возбуждения в первой обмотке возбуждения, сигйал о факте потери возбуждения в одной из обмоток возбуждения подается на исполнительный орган.

Одновременно с измерением токов вОзбуждения измеряют скольжение ротора AC машины, сравнивают. измеренное значение с предельно допустимым критическим, в случае превышения измеренным скольжением критического значения сравнивают измеренные в обеих обмотках возбуждения токи с их потолочными значениями, если оба тока окажутся меньше своих потолочных значений, фиксируют симметричную потерю возбуждения.

На чертеже изображена блок-схема устройства, поясняющая предлагаемый способ..

Блок-схема содержит измерительные блоки (трансформаторы тока) 1 и 2, фазосдвигающий блок 3, соединенный с одним из трансформаторов тока и суммирующим блоком 4, выход которого соединен с блоком 5 фильтрации постоянной составляющей (конденсатор), фазосравнивающий блок 6, подключенный к другому трансформатору тока, блок 7 сравнения по амплитуде, включенный на выходе фильтра 5 постоянной составляющей", и высокочастотный фильтр 8 (контроль времени полупериода гармонического сигнала), включенный на выходе блока сравнения по амплитуде и соединенный .с исполнительным органом, блоки 9 и 10. сравнения измеренных токов возбуждения в ОВ1 и ОВ2 с их потолочными значениями, подключенные к трансформаторам тока, блок 11 сравнения измеренного скольжения ротора с его критическим значением и логический элемент И 12, входы которого соединены с блоками сравнения токов возбуждения и блоком сравнения скольжения ротора, а выход элемента И соединен с исполнительным органом.

Выход блока измерения тока возбуждения в обмотке ОВ1 подключен к

1008841 входам блоков 9 и 4 сравнения и суммирования фазосравнивающего устройства б. Выход блока измерения тока возбуждения подключен к входам фаэосдвигающего блока 3 и блока 10 сравнения. Выход блока 3 соединен с одним из входов блока 4 суммирования. Выход блока 4 суммирования соединен с входом блока 5 фильтрации, а его выход соединен с входом блока

7 сравнения. Вйход блока 7 сравнения 10 связан с входом блока контроля времени полупериода. Выход блока 8 подключен к входу фазосравнивающего блока б и входу исполнительного органа 13, один иэ входов которого свя- 15 зан с выходом фазосравнивающего блока б и выходом логического блока 12, вход которого соединен с выходами блоков 9 и 10 сравнения и выходом блока 11 измерения скольжения. 20

При потере возбуждения в одной иэ обмоток возбуждения, например ОВ1, ACM схема работает следующим образом.

Замеряют измерительными блоками

1 и 2 токи в ОВ1 и ОВ2 соответственно. Измеренный ток 6< подается на фаэосдвигающий блок 3, где контро лируемый ток сдвигается на 90эл.град. таким образом, чтобы он находился в противофазе с контролируемым током З0

Затем оба тока и .1 поступают на вход сумматора 4, где эти токи складываются, так как контролируемые токи находятся в противофазе, то на выходе сумматора появится сигналил 35 рассогласования, равный разности то-, . ков, так как в ОВ1 произошла потеря возбуждения (в случае нормального режима работы сигнал рассогласования равен нулю) . Сигнал рассогласо- 40 вания поступает в блок-фильтр 5, где происходит отстройка от сложного срабатывания выявительного органа при подаче на обмотки возбуждения постоянного напРяжения (т.е. сколь- 45 жение 5 = 0, при этом выявительный орган не срабатывает. С выхода блока 5 сигнал поступает на вход сравнивающего блока 7, где сигнал рассогласования сравнивается с устав кой, величина которой определяется величиной небаланса токов в обмотках возбуждения при нормальном режиме ра= боты, неидентичностью измерительных цепей. Если величина сигнала рассогласования превышает величину уставки, то сигнал проходит на блок 8— контроля времени полупериода сигна.ла рассогласования. Блок предназначен для отстройки от переходных процессов в сети, так как внешние воз- 60 мущения могут привести к появлению несимметрии токов в обмотках возбуждения, не связанную с потерей возбуждения, Внешние возмущения (короткое замыкание, обрыв линии ) приводят к наведению в обмотках возбуждения

ACM высокочастотных токов. Токи воз- буждения в ACM изменяются с частотой скольжения Ь = 1-2%, (y =0,5-1 Гц), т.е. время полупериода тока возбуждения Т/2 > 0,5 с, а время полупери» ода наведенных .токов Т/2 6 0,02. Таким образом, контролируя время полупериода сигнала рассогласования, происходит отстройКа от внешних возмущений. С выхода блока 8 сигнал рассогласования поступает на исполнительный орган 13 для фиксации факта несимметричной потери возбуждения.

Для определения в какой именно ОВ произошла потеря возбуждения сравниваются контролируемый сигнал И и сигнал рассогласования по фазе в фаэосравнивающем устройстве б. Если фа-. зы сигналов, поступающих на вход блока б, совпадают, то произойдет потеря возбуждения в ОВ2, если сигналы находятся в противофазе, - потеря возбуждения в ОВ1. Сигнал с выхода фазосравнивающего ус.гройства поступает на исполнительный орган 13 и фиксирует поврежденную обмотку возбуждения. Одновременно с измерением токов возбуждения в обмотках возбуждения и сравнением их с потолочными 1 п,л и?аппо значениЯми в блоках

9 и 10 сравнения измеряют скольжение ротора ACN и сравнивают его с критическим значением скольжения Бкр в блоке 11 сравнения, превышение 5 >5кр означает потерю устойчивости работы

ACN. Критическое скольжение Б р определяется и ограничивается источником питания системы возбуждения.

Логический блок 12 позволяет из всех аварийных ситуаций; приводящих к потере устойчивости ACN, выбрать только случай симметричной потери возбуждения. Для этого на вход логического блока 12 поступают выходные сигналы с блоков 9-11 сравнения, при одновременном соблюдении условийб> бакр

11 1псп, 1с4пот фиксируется симметрич ная йотеря возбуждения и сигнал поступает в исполнительный орган 13.

При несимметричной потере возбуждения исполнительный орган 13 выдает сигнал на пульт диспетчеру, производит автоматическую разгрузку ACN или переводит ее в синхронный режим работы. При симметричной, потере возбуждения, когда происходит наруше ние устойчивой работы ACM отключают ее от сети.

Таким образом, предлагаемый способ выявляет симметричную и несимметричную потерю возбуждения ACN при условии, что токи в OB изменяются по гармоническому закону. Правильность действия выявительного органа не зависит от величины нагрузки АСМ типа

1008841

Редактор Ю. Ковач

Составитель T. Щеголькова

Техред Т.Маточка Корректор A. Гриценко

Заказ 2353/б4

Тираж 615 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 системы возбуждения и причины потерй возбуждения. При отсутствии поте-, ри возбуждения выявительный орган ,, не срабатывает ни при каких установившихся и переходных режимах, ни при каких коротких замыканиях в себ ти, ликвидируемых релейной зарится и автоматикой.

Технико-экономический эффект от использования предлагаемого способа заключается в повышении надежности работы энергосистемы.