Способ регулирования тока возбуждения синхронной машины

 

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - улучшение качества электроэнергии и устойчивости энергосистемы при работе синхронной машины в режимах недовозбуждения. Способ управления возбуждением синхронной машины заключается в использовании для регулирования сигнала отклонения напряжения статора и сигнала стабилизации, для формирования которого суммируют линейное напряжение U<SB POS="POST">BC</SB> генератора и падение напряжения на активном сопротивлении от тока фазы A, измерении фазового сдвига между напряжением с выхода сумматора и линейным напряжением генератора и формировании вспомогательного стабилизирующего сигнала. Новым является то, что формируют вторую производную напряжения, пропорционального измеренному сдвигу с выхода датчика регулируемого параметра, образуют сигнал стабилизации путем суммирования второй производной и дополнительного стабилизирующего сигнала, содержащего сигналы производной выходного параметра синхронной машины, а текущее значение активной составляющей тока статора сравнивают с заданной уставкой. При величине активной составляющей выше данной уставки управление возбуждением осуществляют в зависимости от суммы сигнала по отклонению напряжения и сигнала стабилизации. При величине активной составляющей ниже заданной уставки управление возбуждением осуществляют в зависимо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (и) А1 (5l)5 Н 02 Р 9/10 9/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ вано в устройствах автоматического управления возбуждением синхронных генераторов, ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4318267/24-07 (22) 10,09,87 (46) 07.01 ° 90. Бюл, II 1 (71) Производственное объединение

"Уралэлектротяжмаш им,В.И,Ленина и Всесоюзный научно-исследовательский институт электроэнергетики (72) В,M,Êàòóíèí, В.Г.Любарский и А.С,Шелепов (53) 621.316.722:621.313.322(088 ° 8) (56) Любарский В.Г, и др. Система автоматического регулирования возбуждения мощного синхронного генератора на базе микро-УВИ.: — Электротехника, 1979, 1(- 4, с6-9.

ТВГ-1000. Система возбуждения.

Техническое описание, ОБП 412202ТО, М,, с,59-61 °

Авторское свидетельство СССР

)Р 928596, кл, Н 02 P 9/14, 1982. (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОКА ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННОЙ МАШИНЫ (57) Изобретение относится к электротехнике, Цель изобретения — улучшение качества электроэнергии и устойчивости энергосистемы при работе синхронной машины в режимах недовозбуждения- °

Способ управления возбуждением синхронной машины заключается в использовании для регулирования сигнала отклонения напряжения статора и сигнаИзобретение относится к электротехнике, в частности к области автоматического управления режимами синхронных машин, и может быть использо2 ла стабилизации, для формирования которого суммируют линейное напряжение

U генератора и падение напряжения на активном сопротивлении от тока фазы А, измерении фазового сдвига между напряжением с выхода сумматора и линейным напряжением генератора и формировании вспомогательного стабилизирующего сигнала ° Новым является то,что формируют вторую производную напряжения, пропорционального измеренному сдвигу с выхода датчика регулируемого параметра, образуют сиг- нал стабилизации путем суммирования второй производной и дополнительного стабилизирующего сигнала, содержаще- а

Я го сигналы производной выходного параметра синхронной машины, а текущее значение активной составляющеи тока статора сравнивают с заданной уставкой. При величине акти".êîé составляющей выше данной уставки управление возбуждением осуществляют в за- > висимости от суммы сигнала по откло- р нению напряжения и сигнала стабилиза- © ции, При величине активной составляющей ниже заданной уставки управление возбуждением осуществляют в зависимости только от сигнапа по отклонению напряжения, блокируя сигнал ста- © ) билизации с помощью ключевого элемента. 1 ил.

1534743

Целью изобретения является улучшеНие качества электроэнергии и устойЧивости энергосистемы при работе синХронной машины в режимах недовозбужде5 ни я.

На чертеже представлено устройство, реализующее предлагаемый способ регулирования тока возбуждения синх11онной машины (например, синхронного генератора).

Устройство содержит измерительный трансформатор 1 тока якоря синхронт ого генератора 2, подключенный к входу датчика 3 тока якоря и входу 4 датчика 5 регулируемого параметра.

Ф змерительный трансформатор 6 напряфения якоря подключен к входу датчика 7 отклонения напряжения якоря, 1ходу датчика 8 частоты напряжения 20 коря и входу 9 датчика 5 регулируеМого параметра, содержащего разделительные трансформаторы 10 и 11, пер 1ичные обмотки которых являются входами 4 и 9 датчика 5 регулируемого па- 25

1 аметра, Вторичная обмотка трансформатора 10 подключена к регулируемому резистору 12, движок которого через резистор 13 подключен к одному входу

Qóììàòîðà 14, другой вход которого через резистор )5 подключен к вторичной обмотке 16 трансформатора 11..

Вторичная обмотка 17 трансформатора 11 подключена к одному входу блока 18 измерения фазового сдвига., дру35

1ой вход которого подключен к выходу сумматора 14, Выход датчика 7 отклонения напряже" ния подключен к входу 19 сумматора.20, выполненного на операционном усили- 4 теле 21 с резисторами 22 и 23 на его

Входе и резистором 24 в цепи обратной связи, Выход сумматора 20 подключен к управляющему входу выпрямителя 25, выход которого подключен

К обмотке возбуждения синхронного генератора 2 и входу датчика 26 тока ротора. Выход датчика 5 регулируемого параметра через дифференциатор 27 подключен к входу масштабного усилителя 28, выполненного на операционном усилителе 29 с резистором 30 в цепи обратной связи. Выход датчика 3 тока якоря подключен к входу 31 компаратора 32 вход 33 которого подклюУ

55 чен к выходу блока 34 задания, Компаратор 32 выполнен на операционном усилителе 35 с резисторами 36 и 37 на входе и резистором 38 на выходе, Выходы датчиков 7, 26,8 и выход масштабного усилителя 28 через дифференциаторы 39, 40, 41 и 42 соответственно подключены к входу сумматора 43, выполненного на операционном усилителе 44 с резисторами 45 в цепи обратной связи и резистором 46 на выходе, Каждый дифференциатор 27, 39, 40, 41 и 42 выполнен.. на последовательно включенных резисторе 47 и конденсаторе 48. Выход компаратора 32 подключен к управляющему входу 49 ключевого элемента 50, выпоЛненного на транзисторе 51. Выход 52 ключевого элемента 50 подключен к выходу сумматора 43 и входу 53 сумматора 20.

Способ управления возбуждением синхронного генератора осуществляется .следующим образом, Сигналы тока и напряжения якоря синхронного генератора 2 через трансформаторы 1 и 6 поступают на вход датчика 3, вход 4 датчика 5, а также входы датчиков 7,8 и вход 9 датчика 5, Сигнал тока индуктора с выхода выпрямителя 25 поступает на вход датчика 26. На вход 4 датчика 5 поступает сигнал тока фазы А (I<) якоря, а на вход 9 — сигнал напряжения фаз

В и С якоря (U ). Напряжения, пропорциональные току фазы А якоря, и напряжения фаз ВС через резисторы 12,13 и 15 поступают на входы сумматора 14, с помощью которого они суммируются, Резистором 12 устанавливается заданное значение напряжения, пропорцио--. нального току фазы А якоря. Напряжение с выхода сумматора 14 поступает на один вход блока 18, на другой вход которого поступает напряжение с втЬричной обмотки l7 трансформа5С тора 11. В блоке 18 осуществляется измерение фазового сдвига между напряжением с выхода сумматора 14 и линейным напряжением U генератора.

Напряжение с выхода датчика 5 через дифференциатор 27 поступает на вход масштабного усилителя 28. Напряжения с выходов датчиков 7, 26, 8 и усилителя 28 поступают на входы дифференциаторов 39, 40, 41 и 42, с выходов которых сигналы первых производных напряжения якоря, тока индуктора, частоты напряжения якоря синхронного генератора и второй производной напряжения, пропорционального фазовому сдвигу между напряжением, полученным в результате суммирования на5 153474 пряжения U . и напряжения, пропорционального тока фазы А, и линейным напряжением U синхронного генератора поступают на вход сумматора 43 °

Напряжение с выхода сумматора 43 поступает на вход 53 сумматора 20,. где оно суммируется с напряжением, пропорциональным отклонению напряжения якоря, поступаювдм с выхода датчика 7. С выхода сумматора 20 напряжение управления поступает на управляющий вход выпрямителя 25, с выхода которого напряжение возбуждения, в функции напряжения управления, IIQ ступает в об.мотку возбуждения синхронного генератора 2 ° Напряжение с выхода датчика 3, пропорциональное активной составляющей тока якоря,, поступает на вход 31 компаратора 32, на вход 33 которого поступает напряжение задания с выхода блока 34. При активной составляющей тока якоря (активной мощности) — напряжение с выхода датчика 3, превышающей задан- 25 ную уставку — напряжение с выхода блока 34, на выходе компаратора 32 напряжение отрицательное и транзистор 51 ключевого элемента 50 закрыт и не препятствует прохождению стаби« лизирующего сигнала с выхода сумматора 43 ° В этом случае регулирование возбуждения синхронного генератора 2 осуществляется в зависимости от суммы сигнала по отклонению напряжения (с выхода датчика 7) и стабилизирующего сигнала (с выхода сумматора 43).

В переходных режимах при снижении активной составляющей тока якоря ни-. же заданного значения на выходе ком- 4О паратора 32 напряжение положительное и транзистор 51 ключевого элемента 51 открывается и шунтирует стабилизирующий сигнал с выхода сумматора 43, В этом случае регулирование возбуждения синхронного генератора 2 осуществляется только в функции отклонения напряжения якоря.

Применение изобретения позволяет в режимах выдачи предельных значений активной мощности устойчивость и качество переходных процессов обеспечить в основном соответствующим выбором коэффициентов ло изменению и производной частоты и коэффициентов регулирования по вспомогательным параметрам; при работе синхронной машины в режимах недовоэбуждения улучшить динамические качества системы и повысить запас устойчивости при введении стабилизации, содержащей сигнал второй производной фазового сдвига. Введение блокировки по величине активной составляющей тока статора повышает качество переходных процессов при больших возмущениях в энергосистеме, Формула изобретения

Способ регулирования тока возбуждения синхронной машины, при котором измеряют величину сигнала отклонения напряжения якоря от номинального значения и формируют стабилизирующий сигнал, а регулирование осуществляют в зависимости от их величины и знака, причем дпя формирования стабилизирующего сигнала измеряют .линейное напряжение якорной обмотки и величину тока в фазе якорной обмотки, ортбгональной по отношению к укаэанному линейному напряжению, сравнивают их между собой и формируют сигнал,.пропорциональный их фаэовому сдвигу, формируют вспомогательный стабилизирующий сигнал, пропорциональный производной одного из выходных параметров синхронной машины, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью улучшения качества электроэнергии и устойчивости энергосистемы при работе синхронной машины в рея:имах недовозбуждения, дополнительно формируют сигнал, пропорциональный второй производной сигнала фазового сдвига, и суммируют его с вспомогательным стабилизируюпим сигналом, образуя стабилизирующий сигнал, измеряют текущее значение активной составляющей тока якоря синхронной машины, сравнивают его с уставкой и при отрицательном знаке результирующего сигнала регулирование осуществляют в зависимости только от сигнлла отклонения напряжения, а при положительном знаке результирующего сигнала — в зависимости от суммы сигнала отклонения напряжения и стабилизирующего сигнала.

1534743

Составитель А.Лебедев

Техред И.Дидьпс . Корректор С.Шекмар

Редактор А.Шандор

Заказ 56 Тираж 449 Подписное

В}ПЯШИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прп КНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

11ронзводственно-нз:tëò ль-ский комбинат "Патент", г. Ужгороп, Ул. !,арина, 101