Способ синхронизации возбужденной синхронной машины и устройство для его осуществления

 

1. .Способ синхронизации возбужденной синхронной машины при ее развороте от нулевой частоты вращения ;. путем фиксации действительного скольжения , сравнения его с заданным и воздействия на изменение частоты вращения в зависимости от величины и знака полученной разности скольжений , от л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью сокращения времени синхронизации, определяют приргицеииё скольжения за время измеиения с максимальной скоростью расхода энергоносителя двигателя синхронной машины от пускового значения до расхода холостого хода, увеличивают заданное значение скольжения на полученную величину приращения и, после разворота синхронной машины и достижения ею увеличенного заданного значения скольжения, уменьшают с максимальной скоростью пусковой расход энергоносителя двигателя синхронной машины до величины расхода холостого хода, после достижения которой осуществляют изменение частоты вращения синхронной машины по отклонению действительного скольжения от заданного значения. |ii О9 00 сь

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3(5Н Н 02 J 3 40 (1 * I ° (21) 3359894/24-07 (22) 04.12,81 (46) 23. 09. 83. Бюл. Р 35 (72) И.M ° Ницберг и Л.Б.Рутковский (71) Ленинградское отделение Всесоюзного ордена Ленина проектно-изыскательского и научно-исследовательского института Гидропроект им. C.ß.Æóêà (53) 621.316.729(088.8) (56) 1. Константинов В.М. Синхронизация судовых синхронных генера-,. торов. Л., Судостроение, 1965, с. 256-267 .

2.Авторское свидетельство СССР..

Р 598179, кл. Н 02 J 3/42, 1967.

З.Авторское свидетельство СССР

Р 758378, кл, Н 02 J 3/40, 1978, (54) СПОСОБ СИНХРОНИЭАЦИИ .ВОЗБУЖДЕННОЙ СИНХРОННОЙ МАШИНЫ И УСТРОЙСТ ВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ, (57) 1.,Способ синхронизации возбуж-. денной синхронной машины при ее развороте от нулевой частоты вращения путем фиксации действительного сколь„„SU„„1043786 A жения, сравнения его с заданным и воздействия на изменение частоты вращения в зависимости от величины и знака полученной разности сколь- жений, о т л и ч а ю щ и и с. я тем, что, с целью сокращения времени синхронизации, определяют приращение скольжения за время изменения с максимальной скоростью расхода энергоносителя двигателя синхронной машины от пускового значения до расхода холостого--хода, увеличивают заданное значение скольжения на полученную величину приращения и, после разворота синхронной машины и достижения ею увеличенного заданного значения скольжения, уменьшают с максимальной скоростью пусковой расход энергоносителя двигателя синхронной машины до величины расхода холостого хода, после достижения которой осуществляют изменение частоты вращения синхронной машины по отклонению действительного скольжения от заданного значения.

10437 86

2.устройство для синхронизации возбужденной синхронной машины, содержащее датчик скольжения, соединенный с входом блока подгонки частоты вращения синхронной машины, на второй вход которого подключен выход эадатчика скольжения, выходы блока подгонки частоты вращения синхронной машины соединены с блоками уменьшения и увеличения частоты си хронной машины, выходы которых подключены к органу, изменяющему расход энергоносителя, вводимого в дви гатель синхронной машины, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения времени синхронизации", блок подгонки частоты выполнен с запрещающим входом, а устройство снабжено задатчиком приращения скольжения, задатчиком положения органа, изменяющего расход энергоносителя, Ф

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при синхронизации синхронных машин с возбуждением. известен способ синхронизации синхронных машин путем фиксации действительного скольжения и воздействия на изменение скорости вращения машины. Этот способ реализуется с помощью ручного регулирования 10 скорости вращения машины, либо с помощью устройств автоматической синхронизации. В известном способе синхронизации стремятся изменить скорость вращения синхронной машины так, что- )5 бы она равнялась скорости вращения вектора напряжения электрической системы, т.е. чтобы величина ее скольжения была равной нулю(1 ).

Недостатком данного способа является значительная продолжительность синхронизации синхронной машины иэ-за большого периода между моментами возникновения условий, допускающих включение возбужденной машины в сеть.

Наиболее близким к предлагаемому является способ синхронизации возбужденной синхронной машины при ее развороте от нулевой частоты вращения путем фиксации действительного скольжения, сравнения его с заданным значением и, в зависимости от величины и знака полученной разности, воздействия на изменение частоты врождения, причем заданное зна- 35 чение скольжения выбирают большим зоны нечувствительности регулятора . скорости и меньшим половины допусти.сумматором, двумя- блоками сравнения, схемой совпадения и датчиком положения органа, изменяющего расход энергоносителя, соединенным выходом с первым входом первого блока сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком положения органа, изменяющего расход энергоносителя, а выход соединен с первым входом схемы совпадения, вторым входом соединенной с выходом второго блока сравнения, входами соединенного с вы.-. ходом датчика скольжения и выходом сумматора, входы которого соединены с задатчиками скольжения и приращения скольжения, при эТом выход схемы совпадения соединен с запрещающим входом блока подгонки частоты вращения синхронной машины и с входом блока уменьшения частоты синхронной машины. мого значения скольжения по условию успешной синхронизацииГ2 ).

Недостатком известного способа является то, что изменение частоты вращения при развороте синхронной машины происходит с перерегулированием, при этом происходит значительное отклонение действительного скольжения от заданного и существенное увеличение времени синхронизации за счет подачи на двигатель при развороте синхронной машины пускового, избыточного в сравнении с холостым ходом, расхода энергоносителя, Известно устройство для синхронизации возбужденной синхронной машины, содержащее блоки сравнения и логический блок, действующий на средства уменьшения и увеличения частоты вращения синхронной маши-. ны(2 ), Однако это устройство осуществляет подгонку частоты в процессе синхронизации с перерегулированием.

Наиболее близким к изобретению является устройство для синхронизации возбужденной синхронной машины, содержащее блок подгонки частоты вращения синхронной машины, соединенный выходами с блоками уменьшения и увеличения частоты вращения синхронной машины и входом соединенное с датчиком скольжения; на другой вход блока подгонки частоты подключен выход эадатчика скольжения.

Блоки уменьшения и увеличения частоты вращения синхронной машины соединены с органом изменения расхода энергоносителя (топлива, пара, во1043786 ды), подаваемого в двигатель, приво дящий во вращение. синхронную машину;

При изменении расхода энергоносителя происходит уменьшение или увеличение частоты вращения(3 3.

Недостатком известного устройст- 5 ва являются перерегулирование скольжения против заданного в процессе пуска и, следовательно, значительная продолжительность синхронизации синхронной машины с энергосистемой. (()

Цель изобретения — сокращение времени синхронизации.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу синхронизации возбужденной синхронной машины прц ее развороте от нулевой частоты вращения путем фиксации действительного скольжения, сравнения его с заданным и воздействия на изменение частоты вращения в зависимости от величины и знака полученной разности скольжений, определяют приращение скольжения за время изменения с максимальной скоростью расхода энергоносителя двигателя синхронной маши-, ны от пускового зна ения да расхода 25 холостого хода, увеличивают заданное значение скольжения на полученную величину приращения и, после разво» рота синхронной машины и достижения ею увеличенного заданного значения 30 скольжения, уменьшают с максимальной скоростью пусковой расход энергоносителя двигателя "синхронной машины до величины расхода холостого хода, после достижения которой осу- 35 ществляют изменение частоты вращения синхронной машины по отклоне- нию действительного скольжения от заданного значения.

КРоме того, в устройстве для 4О синхронизации возбужденной синхронной машины, содержащем датчик скольжения, соединенный с входом блока .: подгонки частоты вращения синхрон-. ной машины, на второй вход которого подключен выход задатчика скольжения, выходы блока подгонки частоты вращения синхронной машины соединены ,с блоками уменьшения и увеличениячастоты синхронной машины, выходы которых подключены к органу, изме-: няющему расход энергоносителя,вводимого в двигатель синхронной машины, блок подгонки. частоты выполнен с запрещающим- входом, а устройство- снабжено задатчиком прираще- 55 ния скольжения, эадатчиком положения органа, изменяющего расход энергоносителя, сумматором, двумя блоками сравнения, схемой совпадения и датчиком положения органа, изменяющего 60 расход энергоносителя, соединенным выходом с первым входом первого блока сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком положения органа, изменяющего расход энергОносителя, а выход соединен с первым входам схемы совпадения, вторым входом соединенной с выходом второго блока сравненйя, входами соединенного с выходом датчика скольжения и выходом сумматора, входы которого соединены с эадатчиками скольжения и приращения скольжения, при этом выход схемы совпадения соединен с эа" прещающим входом блока подгонки частоты вращения синхронной машины и с входом блока уменьшения частоты синхронной машины.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2— график переходного процесса изменения частоты вращения и расхода энергоносителя синхронной машины при ее развороте.

Сущность предложенного способа заключается в там, что для трогания и разгона до заданного скольжения относительно частоты системы f Y двигателя синхронной машины устанавливают пусковой расход g„ ýíåðãîíîсителя (кривые A и Б фиг. 2). Происходит увеличение частоты вращения

f синхронной машины и при достиженйи ею скольжения, равного сумме заданного скольжения S и приращения скольжения 4 83 эа время изменения расхода от пускового g до значения g2 холостого хода, снижают расход энергоносителя до значения g> холостого хода.

Приращение скольжения ВЯЗ может быть определено опытным путем, если в период разгона синхронной машины измерить изменение скольжения за промежуток времени Т.,Т > изменения с максимальной скоростью расхода от значения gÄpo g> (кривая A фиг. 2) .

Значение dS можно также определить иэ равенства

Ь1 (2 а 5= 2АТ

1 где g u g — пусковой ра ход и рас1 2 ход холостого хода двигателя синхронной машины в долях от номинального;

A — скорость изменения рас хода; инерционная постоянная синхронной машины совместно с двигателем.

За.промежуток Т4Тg  течение которого изМеняется расход энергоносителя, частота вращения синхронной машины (кривая В фиг. 1) увеличивается и синхронная машина к моменту времени Т достигает заданного скольжения, после чего возникают условия для синхронизации.

Использование известного способа синхронизации приводит к перерегули1043786

Фиг. 2

ВНИИПИ Заказ 7353/59 Тираж 617 Подписное

Филиал ППП "Патент",Г.Ужгород,ул.Проектная,4 рованию частоты вращения синхронной машины (кривая Г фиг. 2) и созданию условий для ее синхронизации в момент Т>

Устройство состоит из датчика 1 скольжения, блока 2 подгонки частоты 5 вращения синхрснной машины, соединенного с блоками уменьшения 3 и увели-.. чения 4 частоты синхронной машины, сумматора 5, двух блоков 6 и 7 сравнения, схемы 8 .совпадения и 10 датчика 9 положения органа 10 изменяющего расход энергоносителя, задатчиков скольжения, приращения скольжения и положения органа, изменяющего расход энергоносителя 15 (на чертеже не показаны) .

Сигнал с выхода датчика скольжения подается на вход схемы сравнения, а на второй вход подается сигнал с выхода сумматора 5, пропорционалы.ый увеличенному на d S> значению заданного скольжения ° При достижении; равенства текущего значения скольжения с. увеличенным заданным значением, сигнал с выхода схемы 7 сравнения подается на вход схемы

8 совпадения, на второй вход которой подается сигнал с выхода схемы 6 сравнения прн условии превышения текущим положением органа 10, изменяющего расход энергоносителя, задан- ЗО ного Пзх„. Сигнал с выхода схемы В совпадейия подается на запрещающий вход блока 2 подгонки частоты вращения синхронной машины и на вход блока 3 уменьшения частоты вращения. 35

При развороте синхронной машины орган, изменяющий расход энергоносителя, устанавливается в пусковое положение, и на выходе схемы 5 сравнения появляется сигнал. При скольжении синхронной машины, меньшем увеличенного заданного значения

S- + dS> на выходе схемы 7 сравненйя тоже появляется сигнал, позволяющий воздействовать схеме 8 совпадения на блокировку действия блока

2 подгонки частоты вращения и на блок 3 уменьшения частоты вращения.

Расход энергоносителя уменьшается, и, при достижении органом, изменяющим расход энергоносителя, заданного положения П3„х, исчезают сигналы с выходов элемейтов 6 и 8. Следовательно, вступает в работу блок 2, поддЕрживающий заданное значение скольжения.

Устройство реализует оптимальное управление синхронной машиной для ускорения процесса синхронизации и позволяет повысить производительность труда

Устройство может быть изготовлено на базе типовых полупроводниковых элементов и микросхем н условиях электротехнических лаборато рий электростанций. )предлагаемый способ и устройство позволяют уменьшить время синхронизации синхронной машины,с электрической системой, что обеспечивает экономию энергоносителя и сокращение ущерба от недостатка электроэнергии в аварийных условиях дефицита активной мощности.