Устройство для моделирования системы возбуждения синхронной машины большой мощности

 

Изобретение относится к электротехнике, автоматики и, в частности, к аналоговому моделированию системы возбуждения синхронных машин, применяемых в электроэнергетике и на промышленных предприятиях. Цель изобретения - повышение точности и расширение функциональных возможностей за счет устранения зависимости возбуждения от степени компенсации. Для достижения этой цели в устройство введены суммирующий усилитель, в обратную цепь которого подключен сглаживающий фильтр, два повторителя напряжения, два делителя напряжения. Напряжение на выходе суммирующего усилителя со сглаживающим фильтром соответствует напряжению, эквивалентному напряжению на кольцах ротора синхронной машины оригинала, кроме того, оно отфильтровано от высших гармоник. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 06 G 7/63

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

fl0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4485839/24-24 (22) 22.09.88 (46) 23.09.90. Бюл. № 35 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электроэнергетики (72) А. М. Кременецкий (53) 681.333 (088.8) (56) Веников В. А. Иванов-Смоленский А. В.

Физическое моделирование электрических систем. Л.: ГЭИ, 1956, с. 359.

Марченко Е. A. Электродинамическое моделирование автоматизированных электроэнергетических систем.— Л.: ЛПИ им. Калинина, 1984.с, 29.

Изобретение относится к электротехнике и автоматике, в частности к области аналогового моделирования систем возбуждения синхронных машин, применяемых в энергетике и на промышленных предприятиях.

Целью изобретения является повышение точности и расширение функциональных возможностей за счет устранения зависимости возбуждения от степени компенсации.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит преобразователь 1 напряжения, замыкающий 2 и размыкающий 3 контакты переключателя 4 возбуждения, разрядный резистор 5, управляющий элемент 6 переключателя 4 возбуждения, ручÄÄSUÄÄ 1594532 д 1

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННОЙ МДШИНЫ БОЛЬШОЙ МОШ;

НОСТИ (57) Изобретение относится к электротехнике, автоматике и, в частности, к аналоговому моделированию системы возбуждения синхронных машин, применяемых в электроэнергетике и на промышленных предприятиях. Цель изобретения — повышение точности и расширение функциональных возможностей за счет устранения зависимости возбуждения от степени компенсации. Для достижения этой цели в устройство введены суммирующий усилитель, в обратную цепь которого подключен сглаживающий фильтр. два повторителя напряжения, два делителя напряжения. Напряжение на выходе суммирующего усилителя со сглаживающим фильтром соответствует напряжению, эквивалентному напряжению на кольцах ротора синхронной машины оригинала, кроме того, оно отфильтровано от высших гармоник. 1 ил. ной переключатель 7, обмотку 8 возбуждения синхронной машины 9 малой мощности, в статорной цепи которой установлены трехфазные измерительные трансформаторы тока 10 и напряжения 11, датчик 12 - тока возбуждения. Устройство содержит также узел 13 управления возбуждением, состоящий из первого 14 и второго 15 повторителей напряжения, имеющих высокоомные входы, первого делителя 6 напряжения, усилителя 17 компенсации, последовательно соединенных блока 18 моделирования автоматического регулятора возбуждения (APB), согласующего усилителя 19 и суммирующего усилителя 20. При этом подвижный контакт второго делителя 21 напряжения соединен механической связью 22 с под1594532

55 вижным контактом первого делителя 16 напряжения.

Узел 23 формирования включает преобразователь 1, переключатель 4 возбуждения с контактами 2 и 3, резистор 5, управляющий элемент 6, ручной переключатель 7, синхронную машину 9 с обмоткой 8 возбуждения, трансформаторы тока 10 и напряжения 11 и дагчик 12 тока возбуждения.

Кроме того, устройство содержит резисторы 24 усилителей 17 и 19, резисторы 25 и конденсатор (сглаживающий фильтр) 26 усилителя 20.

В устройстве в зависимости от положения ручного переключателя 7 обеспечиваются два режима возбуждения, адекватных режимам, имеющим место в оригинале. При включенном положении переключателя 7 на управлякнций элемент 6 переключателя 4 возбуждения подается питание, вследствие чегс он срабатывает и замыкает контакты 2. При этом цепь обмотки 8 возбуждения заглыкается на преобр азов ател ь (режим А). При отключении ручного переключателя 7 снимается питание с управляющего элемента 6 переключателя 4 возбуждения, вследствие чего его контакты 2 размыкаются, отсоединяя преобразователь 1 от обмотки возбуждения, а контакты 3 .-амыкают цепь обмотки 8 возбуждения нд разрядный резистоз 5 (режим Б).

При проведении на модели исследований установившихся и переходных электромагнитных машин сригинала, как правило, сТНторная цепь синхронной машины 9 соединяется с энергосистемой, а ручной переключатель 7 ус..анавливается в положение, соответствующее требуемому по характеру исследований режиму возбуждения.

При исследовании синхронных режимов используется, как правило, режим возбуждения А, а при исследованиях асинхронных режимов — как режим А, так и режим b в зависимости от характера предполагаемых исследований.

В режиме возбуждения А устройство работает следующим образом.

В функции напряжения и тока статора машины 9 блок 18 моделирования форм ирует управа яющий сигнал, который усиливается с помощью согласующего усилителя 19. Сигнал, образуемый на выходе последнего, и сигнал положительной обратной связи (ПОС) по току возбуждения, формируемый с помощью датчика 12 .ока возбуждения и усилителя 17 компенсации, суммируются на. первом делителе 16 напряжения с коэффициентами деления, определяемыми положением подвижного контакта.

Результирующий сигнал, образуемый на подвижном контакте первого делителя 16 напряжения, через первый повторитель 14 напряжения поступает на управляющий вход преобразователя !, в результате чего íà его

2Ñ

ЗО

"5

45 выходе образуется напряжение, содержащее две составляющие, одна из которых определяется основным управляющим сигналом

АРВ, а другая — сигналом ПОС по току возбуждения. Поскольку для обеспечения режима А ручной переключатель 7 включен, то, соответственно, контакты 2 переключателя 4 возбуждения замкнуты, и напряжение преобразователя 1 поступает на обмотку 8 возбуждения. Благодаря наличию в напряжении преобразователя 1 составляющей

ПОС по току возбуждения, в цепи обмотки 8 возбуждения обеспечивается необходимая по условиям моделирования компенсация активного сопротивления обмотки возбуждения, задаваемая положением подвижного контакта делителя 16 напряжения.

Напряжение преобразователя 1, а также напряжение, сформированное на выходе усилителя 17 в функции тока возбуждения и прошедшее через в-,орой делитель 21 напряжения, поступает также на вход суммирующего усилителя 20 с сглаживающим фильтром. На выходе усилителя 20 формируется напряжение, эквивалентное в масштабе напряжению на кольцах ротора синхронной машины оригинала, отфильтрованное от высших гармоник, которое может использоваться для измерения и осциллографирования, а также в качестве параметра пегул иров ания.

В режиме возбуждения Б устройство работает следующим образом.

Как правило, при проведении исследований на модели режим возбуждения А предшествует режиму возбуждения Б. Для перехода в режим Б ручной переключатель 7 переводится в отключенное положение, в результате контакты переключа-.еля 4 возбуждения размыкаются, разрывая связь обмотки 8 возбуждения с преобразователем 1, а контакты 3 замыкают цепь обмотки 8 возбуждения на разрядный резистор 5, вследствие чего происходит гашение поля возбуждения синхронной машины 9. 11счезновение напряжения î" преобразователя 1, питающего обмотку 8 возбуждения, и гашение поля возбуждения вызывают переход нагруженной синхронной машины 9 из предшествующего синхронного режима или асинхронного режима с возбуждением в асинхронный режим без возбуждсния.

В обоих случаях в процессе гашения псаа а также под действием токов, протекающих в статорных цепях синхронной машины 9 в возникшEivi асинхронном режиме без возбуждения, в цепи обмотки 8 возбуждения протекает ток ротора, замыкающийся через разрядный резистор 5. При выборе значения сопротивления резистора 5 обеспечивается подобие параметров цепи возбуждения с оригиналом для аналогичного режима возf буждения, что обеспечивает подобие электромагнитных процессов в системе возбуж1594532

Формула изобретения

Составитель В. Геча

Редактор И. Горная Техред А. Кравчук Корректор С. Черни

Заказ 2830 Тираж 559 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета ио изобретениям и откр(ятияги ири КИТ С(.(..! !! 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раугиская наб., д. Ч 5

Производственно-издательский комбинат «Г!атечнт», г. Ужгород, i л. Гагарина, 1() дения модели и оригинала. При гашении поля и последующем асинхронном режиме при протекании тока через разрядный резистор 5 на нем формируется напряжение, которое подается на вход суммирующего усилителя 20, на другой вход которого подается напряжение, сформированное на выходе усилителя компенсации в функции тока возбуждения и прошедшее через второй делитель 21 напряжения. В результате на выходе усилителя 20 формируется напряжение, эквивалентное напряжению на кольцах ротора синхронной машины оригинала, в том же масштабе, что и в режиме А.

Устройство для моделирования системы возбуждения синхронной машины большой мощности, содержащее узел управления возбуждением, включающий последовательно соединенные блок моделирования автоматического регулятора возбуждения и согласующий усилитель, а также усилитель компенсации и узел формирования возбуждения, состоящий из синхронной машины малой мощности, в статорной цепи которой установлены трехфазные измерительные трансформаторы тока и напряжения, а в цепи возбуждения — — последовательно соединенные датчик тока и преобразователь напряжения, один выход которого через последовательно соединенные замыкающий и размыкающий контакты переключателя возбуждения узла формирования возбуждения соединен с первым выходом разрядного резистора, второй выход которого подключен к другому выходу преобразователя напряжения, выход датчика тока соединен с входом усилителя компенсации узла управления возбуждени", ге",!.- ;ь(й::., второй входы блока модел иров анни автоматического 1>егул ятора возбуждения узла управления возбуждением подклю «ены к выхо.(ам трехфазных измерительных трансформаторов тока и } апряжения соответственно, первый выход узла управления возбуждением соединен с управляющим входом преобразователя напряжения узла формирования возбуждения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей за счет устранения зависимости возбуждения от степени компенсации, узел управления возбуждением дополнительно содержит суммирующий усилитель, выполненный на операционном усилителе, в обратную связь котор >г(. поди>!к>че!! сг ;— живающий (ризhTp i(ðâûé и второй пов-(!рители напряжения, первый и второй делители напряжения, подвижны(контакты которь(х связаны между собой механически, первый и второй выводы первого делителя напряжения включены между в!.(хода!((и усилителя компенсации и согласуюп;е:", усилителя, подвижный контакт .(ðâo,о делителя напряжения соединен с входом первого повторителя напряжения, выход которог< является первым выходом узла управления возбуждением, первы.i и ET,i,.>ol! вь|воды второго делителя напряжения вк (ючены между выходом уcилителя ком пеiiсации: шиlloй

30 нулевого потенциала, подвижный контакт второго делителя напряжения чер(пророй повторитель напряжения сое инс (, перв л. входом суммирующего усилителя, второй и третий входы которого подклю I(.I!hi к IIAл юсам обмотки возбуждения сш!хронной машины малой мощности.