Устройство для защиты бесщеточного возбудителя синхронной машины от внутренних повреждений

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты бесщеточных синхронных машин. Цель изобретения - повышение быстродействия защиты. Это достигается за счет того, что звено по каналу U D имеет характеристику с нелинейностью обратной характеристики холостого хода возбудителя и коэффициентом передачи 1 на линейной части. Звено по каналу I D имеет коэффициент передачи K, определяемый параметрами возбудителя, а звено по каналу I E имеет передаточную функцию I/(1+PT D @ ), где T D @ - постоянная времени демпферного контура возбудителя, P - постоянный коэффициент. Выходы всех трех каналов поступают на входы сумматора, где происходит сравнение тока I E с суммой сигналов, пропорциональных напряжению U D и току I D. В нормальном режиме возбудителя на выходе сумматора напряжения нет, а при повреждении на его выходе появляется положительный уровень напряжения, на который реагирует исполнительный орган. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)5 Н 02 Н 7/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М Д BTGPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4408306/24-07 (22) 27.01.88 (46 23.09.90. Бюл. Ф 35 (71) Всесоюзный научно-исследова" тельский институт электромашиностроения (72) M. И. Ардонский (53) 62 1. 316. 925 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 920939, кл. H 02 Н 7/06, Н 02 Н 7/08, 1978.

Авторское свидетельство СССР

11 495740, кл. Н 02 Н 7/08, 1971.

Авторское свидетельство СССР

У 909744, кл. Н 02 Н 7/08, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ БЕСЩЕТОЧНОГО ВОЗБУДИТЕЛЯ СИНХРОННОЙ МАШИНЫ

ОТ ВНУТРЕННИХ ПОВРЕЖДЕНИЙ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты бесщеточных синхронных машин. Цель изобретения — повьппение быстродействия защиты. Это достигаИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты синхронной машины,работающей на выпрямительную нагрузку, в частности бесщеточного воэбудителя.

Цель изобретения — повьппение быстр од ей с твия.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 — диаграммы переходного процесса.

Датчики 1-3 соответственно выпрямленного напряжения возбудителя,выпрям2 ется за счет того, что звено по каналу П имеет характеристику с нелинейностью, обратной характеристике холостого хода возбудителя, и коэффициентом передачи 1 на линейной части. Звено по каналу I< имеет коэффициент передачи К, определяемый параметрами возбудителя, а звено по каналу IE имеет передаточную функI цию -- — — — —, где Т л постоянная

1+РТ,1 "о о времени демпферного контура возбудителя, P — постоянный коэффициент, Выходы всех трех каналов поступают на входы сумматора, где происходит сравнение тока Т с суммой сигналов, пропорциональных напряжению U и току Id. В нормальном режиме возбудителя на выходе сумматора напряже- ния нет, а при повреждении на его выходе появляется положительный уровень напряжения, на который реагирует исполнительный орган. 2 ил. ленного тока и тока возбуждения подключены к соответствующим блокам

4-6 преобразования сигналов, на выходе которых включены согласующие звенья 7 — 9. Звено 7 по каналу выпрямленного напряжения 0,1 имеет характеристику с нелинейностью, обратной характеристике холостого хода возбудителя, и коэдхЪициентом передачи 1 на линейной части, Звено 8 по каналу выпрямленного тока

Х 1 имеет коэффициент передачи К,определяемый параметрами возбудителя.

1594641

20

Звено 9 по каналу тока возбуждения возбудителя IE имеет передаI точную функцию . „, где

Т С1 — постоянная времени демпферноо го контура возбудителя по продольной оси при замкнутой обмотке возбуждения и разомкнутой обмотке якоря, р — постоянный коэффициент.

Далее сигналы поступают на дна инвертирующих и один неинвертирующий входы сумматора 10 выход которого подключен к блоку 11 сравнения.

Выход последнего подключен к исполнительному органу 12.

Защита основана на следующем принципе. Ток в обмотке нозбуждения возбудителя I, не имеющего демпферной системы, в любом режиме зависит как от выпрямленного напряжения U вращающегося выпрямителя, так и от выпрямленного тока I 1 по закону

IÅ,= IE(Ud) + IE(Id) 25

ITpHHIJHIIHBJIbHo функции Х (П Д) H

I E(Tg) нелинейные, но расчеты, проведенные на ЦВИ по уравнениям ПаркаГорева для синхронного генератора, работающего на выпрямительную нагруз- З0 ку, показали, что переходный процесс проходит практически линейно (Фиг.2).

Следовательно, в относительных единицах в форме Горева, в которых базисный ток возбуждения равен току 35 холостого хода Т п, можно записать

Т = U""+ КТ

Е о1

Х EH IE0 где К = - — — — ".— — —; 4

40 дения возбудителя выше скорости изменения выпрямленного напряжения, Чтобы не произошло ложного отключения,для выравнивания скоростей в канал измерения тока Х должно быть включено инерционное звено с постоянной времени, равной сверхпереходной постоянной времени возбудителя при разомкнутой обмотке якоря, Если возможен при форсировке выход возбудителя в область насыщения, то необходимо предусмотреть нелинейный элемент в канале измерения выпрямленного напряжения, Устройство работает по принципу ,дифференциальной защиты.В сумматоредифференциальном усилителе 10 сравнивается сигнал, пропорциональный току индуктора возбудителя T.,,с

Е суммой сигналов, пропорциональных напряжению Х 1 и току Т,1 ротора генератора. В нормальном режиме возбудителя на выходе дифференциального усилителя небольшое напряжение небаланса вблизи. нулевого уроння (применительно к аналоговой схемотехнике).

При повреждении возбудителя сигнал

IIo каналу датчика тока индуктора, подключенный к неинвертирующему входу, становится больше суммы сигналов по каналам датчиков напряжения и тока ротора генератора, подключенных к инвертирующему нходу дифференциального усилителя 10, На его выходе появляется положительный уровень напряжения, на который реагирует блок

11 сраннения, На отрицательный уровень напряжения, который появляется в режиме гашения возбудителя, блок 11 сравнения не реагирует.

T. E< — номинальный ток возбуждения возбудителя.

Если возбудитель поврежден, то это равенство нарушается, причем

Т >Up + К 1 °

Возможен случай, когда

Т < П + К.,1, но это случай не аварийный, а режим

"сквозного горения", возникающий при гашении поля за счет более высокого быстродействия возбудителя по сравнению с основным генератором. 55

1 1

Если возбудитель снабжен демпферной обмоткой,то н переходных режимах скорость изменения тока возбужФормула изобретения

Устройство для защиты бесщеточного возбудителя синхронной машины от внутренних повреждений, содержащее датчики тока и напряжения якорной цепи и датчик тока индуктора возбудителя, выходы каждого из которых соединены с входом соответствукщего блока преобразонания, выход каждого из которых подключен к блоку коррекции, блок сравнения и исполнительный орган, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения быстродействия защиты, оно дополнительно снабжено сумматором, а блок коррекции выполнен в виде трех согласующих звеньев, при этом инвертирующие входы-сумматора подключены к выходам согласующих звеньев в каналах датчиков тока и напряжения якоря, неинвертирующий . вход сумматора подключен к выходу 159464 ) 6 согласующего звена в канале датчика тока возбуждения, а выход сумматора подключен через блок сравнения к исполнительному органу.

1594641

1 д О,ОЯ РА ОО6 Р,ОР У,1 ф3

Составитель С.Евдокимов

Техред Л,Олийнык Корректор Т.Малец

Редактор И.Шмакова

Заказ 2835 Тираж 472 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул, Гагарина, 101