Способ определения индуктивных сопротивлений рассеяния трехфазных синхронных машин

 

Изобретение относится к электротехнике , прет1ущественно к промышленной электроэнергетике, и может быть использовано при экспериментальном определении параметров трехфазных синхронных машин. Цель изобрете -, ния - повышение точности и расшире - ние области применения. При этом воздействуют на обмотку статора одно- Фазньм переменным напряжением номинальной частоты от источника 1 и устанавливают ротор в положение наибольшей магнитной связи с обмоткой статора, воздействуют на обмотку возбуждения током изменяющейся амшштуды и фазы от источника 2 при измерении магнитного потока по продольной оси с помощью датчика 7 магнитного потока и анализатора 8 спектра до его компенсации, в момент которой . осуществляют измерение; значений . напряжения тока и активной мощности обмоток возбуяздения и статора, с помощью комплекса средств 6 измерения отключают обмотку статора и измеряют напряжение, ток и активную мощ1Ч

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„80„„1605786 (51)5 G 0i R 31/34

ОПИСЛНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . H AВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

° М 2

ГОСУДАРСТВЕННЬЙ КОМИТЕТ

Il0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHRM

ПРИ ГННТ ССС (61) 1455883 (21) 4451093/22 (22) 28,06.88 (46) 15.12.91. Бюл. У 46 (71 ) Донецкий политехнический институт (72) Г.Г. Рогозин, В.И. Алексеев, Рр.и. Иванова и Н.С. Лапшина (53) 621.313 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1455883, кп. С 01 R 31/34, 1986. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИНДУКТИВНЬИ

СОПРОТИВЛЕНИЙ РАССЕЯНИЯ ТРЕХФАЗНЫХ

СИНХРОННЬЕ ХАШИН (57) Изобретение относится к электротехнике, преимущественно к промышленной электроэнергетике, и может быть использовано при экспериментальном определении параметров трехфаэ- . ных синхронных машин. Цель изобрете2 ния - повышение точности и расшире= ние области применения. При этом воздействуют на обмотку статора одно; фазным переменным напряжением номинальной частоты от источника 1 и устанавливают ротор в положение наибольшей магнитной связи с обмоткой статора, воздействуют на обмотку возбуждения током изменяющейся амплитуды и фазы от источника 2 при измерении магнитного потока по продольной оси с помощью датчика 7 магнитного потока и анализатора 8 спектра до его компенсации, в момент которой осуществляют измерение значений . напряжения тока и активной мощности обмоток возбуждения и ставора, с помощью комплекса средств 6 измерения. отключают обмотку статора и измеряют напряжение, ток и активную мощ1605786

Изобретение относится. к электротехнике, преимущественно к промьппленной электроэнергетике, и может быть использовано при экспериментальном определении параметров трехфаз- ных синхронных машин.

Цель изобретения — повьппение точности и расширение области применения .

На фиг.1 приведена схема питания обмоток статора и возбуждения синхронной машины переменным (синусоидальным) напряжением различных частот и измерения опытных данных; на фиг.2 — точная схема замещения синх-. ронной машины при питании ее напряжением различных частот со стороны обмоток статора и возбуждения в момент компенсации первой гармоничес-, кой индукции магнитного потока в воздушном зазоре; на фиг,.3 — точная схема замещения синхронной машины в опыте питания обмотки возбуждения напряжением различных частот при разомкнутой обмотке статора; на фиг.4 — pac3 четная амплитудофазочастотная характеристика входного сопротивления турбогенератора TBB-320-2 (в системе отн, ед. ), измер енная со стор оны обмотки возбуждения в опыте питания синхронной машины переменным напряжением со стороны обмоток статора и возбуждения; на фиг, 5 — амплитудофазочастотная характеристика входного сопротивления турбогенератора ТВВ320-2 (в системе отн.ед.), измеренная со стороны обмотки возбуждения в опыте питания синхронной машины переменным напряжением со стороны обс мотки возбуждения при разомкнутой обмотке статора; на фиг.б — разность амплитудсфа зочастотных характеристик входного сопротивления турбогенератора ТВВ-320-2, Схема (фиг. 1) содержит первый и второй источники 1 и 2 синусоидального напряжения, первый и второй шунты 3 и 4, электронно-лучевой осциллограф 5, комплекс средств измерения (KCH) 6, датчик 7 магнитного потока и анализатор 8 спектра.

Сущность изобретении заключается в следующем.

Измеренные значения напряжений

I I

Чв, Ч, токов 3в, Л и активных мощI ностей Р.1, .Р обмоток статора и воз2р буждения (в системе единиц СИ) в мо мент компенсации основной гармонической индукции магнитного потока- в воздушном зазоре при заданной частоте

S используюся для определения комплексных сопротивлений (в системе относительных единиц):

Z (jS) = ReZ>(jS) + jJ Е ()8),(1)

1 I

3О 2 (j» = Rezy(j» + ЗА. (З8), (2) где (5) 40 пЯ L (! 8 }, (6) и

7 <,Z p — базисные сопротивления Я и обмоток статора и возбуждения, Ом.

45 Измеренные значения напряжения и II

V>, тока J и активной мощности

Р обмотки возбуждения (в системе единиц СИ) при разомкнутой обмотке статора при заданной частоте S используются для определения комплексных сопротивлений (a системе относи-. тельных единиц):

1 II II

Z (jS) = ReZg(jS} jJ Z (jS}, 55 (7) где

Il

It

ReZ (jS) е 3" (8) ность обмотки возбуждения также с помощью комплекса 6 средств измерения, затем повторяют операции, осуществляемые при номинальной частоте при других ее значениях, отличных от номинального, выбираемых в пределах

50-0,01 Гц. Ио полученным данньи ойределяют активные и индуктивные сопротивления рассеяния многоконтур- ных схем замещения обмоток статора, возбуждения и демпферной системы. б ил.

Ps

ReZ (jS) = — — — -- - у

z, 2з

Л 2 ()S) = — — (-)

1 Ч

Z g 2Jg! Р

ReZ<(j S) = — — ° — —, —

2й

1605786 эна«ениях сопротивлений Х и Х для определения ))араметров схемы заI мещения демпферной системы r1,d и Х <,1 путем применения численных методов теории оптимизации.

Значения параметров обмотки возбуждения r, и Х .kg определяются

It по частотной характеристике Е (jS1 ) путем применения численных методов оптимизации.

Величины подводимых напряжений к обмоткам статора и возбуждения (в вольтах) определяются по формуле!

15 (20) I

Ug = 2(rg + jS g) JgU F ) и приближенно по формуле (21) 2Р (» + 38Х )! П

rpe З,J

rs rg)

Х,Х

- токи, активные и индуктивные сопротивле- 25 ния рассеяния обмоток статора и возбуждения, отн.ед.;

U . U — базисные значения напряжений обмоток статора и возбуждения, В.

Напряжение, подаваемое на обмотку возбуждения, не должно превышать

707. испытательного напряжения Ug „,„,) которому подвергается обмотка в процессе изготовления машины (при пооперационном контроле).

Индикацщо величины магнитного ло тока осуществляют путем измерения с помощью анализатора 8 спектра основ- 40 ной гармонической ЭДС, наводимой в датчике 7 магнитного потока (измерительной рамке, выполненной тонким проводом в форме синусоиды с периодом основной гармоники и вводимой в воздушный зазор машины). При этом в диапазоне частот от 30 Гц и вьппе в качестве анализатора 8 спектра можно испольэовать, например, вольтметр переменного тока типа Ф4850, в диапазоне частот от Гц и вьппеанализатор спектра типа С4-35, а при частотах менее 1 Гц — вольтметр постоянного тока типа Щ1513 с временем измерения не более 20 мс, Измерение фазы электрических ко55 лебаний в обмотках статора и возбуждения осуществляется с помощью электронно-лу)евого осциллографа 5 путем

Jd + Jf Oy (22) соответствующего моменту компенсации магнитного потока по основному пути магнитопровода в продольной оси ротора, с учетом соотношения подачи на его входы падений напряжения с шунтов 3 и 4, включенных в цепи соответствующих обмоток. Об угле сдвига между токами ЗБ и J< с удят по виду фигур Лиссажу, обращаемых при g = 180 в прямую линию.

Измерение напряжений Ug U и токов Jg,J< осуществляют, например, с помощью подсистем сбора и обработки исходной информации комплекса средств измерения (КСИ) 6, построенного с использованием вычислительной управляющей системы на базе микроЗВМ "Электроника ДЗ-28"„ Определе ние активных мощностей Р, Р осуществляется подсистемой обработки результатов опыта по данным измерения амплитудных значений регистрируемых напряжений Ug(U ) токов

Jg(J ) и углов сдвига между ними.

На фиг. 4,5,6 показаны результаты математического моделирования методики определения параметров обмотки возбуждения и демпферной системы синхронной машины на примере турбогенератора ТВВ-320-2 с параметрами

{в системе отн.ед.): Хб- = 0,143;

rg = 0,00113; Хд = 1,562; Х ) =

0,03 Х fd = 0,258; r

Х,1 = 0,00877; r

Частотные характеристики Z<(jS), и

Z (j S), построенные по выражениям (14) и (17), приведены на фиг.4,5.

Разностная характеристика ц Z<(jS) используется для определения йараметров демпферной системы с помощью программы поиска по деформированному многограннику Нелдера и Мида.

Полученные значения параметров искомых демпферных контуров практически совпадают с исходными значениями °

При осуществлении данного способа выполняют следующие операции:

a) обмотку статора подключают к однофазному источнику 1 синусоидального напряжения (фиг.1) и устанавливают значение однофазного тока 3 номинальной частоты, определяемое (в отн,ед.) из выражения (2!) и усл овия

t6 (23) 2

Д 5) при этом значения г,г и Хб, Х, входящие в выражения (20), (2!), могут быть приняты в первом приближении по справочным (заводским) данн, a U < Ug „,„, б) устанавливают с помощью мостового крана или валоповоротного уст. ройства ротор в положение наибольшей магнитной связи с обмоткой статора, о чем судят по максимальному значению ЭДС трансформации, наводимой на выводах разомкнутой обмотки возбуждения; в) устанавливают датчик индикации магнитного потока в воздушном зазоре датчика 7 (фиг.1) для измерения основной гармонической индукции по продольной оси магнитного поля; г) обмотку возбуждения подключают к однофаэному источнику 2 синусоидального напряжения (фиг.1), устанавливают номинальное значение частоты и увеличивают ток до значения, определяемого по (23), поддерживают при этом по показаниям электроннолучевого осциллографа 5 (фнг.1) фазовый сдвиг между токами .в обмотках статора и возбуждения, равный 180, а индикацию величины магнитного потока в воздушном зазоре осуществляют путем измерения основной гармонической ЭДС, наводимой в измерительной рамке датчика 7 с помощью .анализатора 8 спектра. д) при достижении нулевого показания анализатора 8 спектра (или вольтметра) в процессе изменения амплитуды и фазы тока в области возбуждения с помощью КСИ 6 и з мер я ют з на ч еI 1 ния напряжений Бз, UgToKQB .1,Jy и активньи мощностей обмоток статора и возбуждения Р» Р, е) отключают обмотку статора ст источника ж) измеряют с помощью КСИ 6 ток к к

J, напряжение U и активную мощк 1 ность P l э) повторяют опыт питания обмоток статора и возбуждения тсксм при других 10-!2-ти значениях частоты(отличной от номинальной величины) в диапазоне от 50 до 0,01 Гц при значениях токов, установленных в и "а", при пониженных напряжениях Гзи Ь

1 ) осуществляя после каждого из опьггсв, проводимьи при заданных зна (лиях

БЫ Яном

50 где Лс., Я, — номинальные значения

5к м ям тока и полной мощности обмотки статора, соответственно в А и

В.А.

Использование данного способа обеспечивает повышение точности и

05786 !0 частоты, отключение обмотки статора и измерения, аналогичные выполнлемич и) определяют значения комплексов Е (jS), Е (!Я), Е (jS) по выражениям (3)-(6), (8), (9) для всех значений частоты S к) определяют проводимость эквивалентньи контуров обмотки статора по выражению (10); л) выбирают эквивалентные комплексы проводимости обмотки статора для трех-четырех значений частот (при минимальном и максимальном зна-!

5 чениях частоты, в области экстремальных значений действительной или мнимой составляющих проводимости); м) рассчитывают по выражениям (12) и (13) значения активных и индуктивных сопротивлений рассеяния эквивалентных контуров обмотки стаI тора путем решения системы уравне » ний (!! );

25 н) определяют разность комплексов частотных характеристик по выражению (19); о) по полученным комплексам

LZg(j S) с использованием методов оптимизации при известных значениях

Хп,1, Х определяют параметры (активные и индуктивные сопротивления рассеяния) эквивалентной демпферной системы; п) по известным значениям комплексов частотной характеристики Е (jS) прн известных значениях Х g, Х0- 1 и Е (jS) с использбванием методов оптимизации определяют параметры

4О (активные и индуктивные сопротивле-. ния рассеяния), эквивалентирующне обмотку возбуждения синхронной машины.

Значения токов в именованных еди- . ницах получают пуч ем токов J 9 Jg >

45 выраженных B oTH ед., HB базисные токи J

Способ определения индуктивных сопротивлеинй рассеяния трехфазных синхронных машин по авт.св. Р 3455883, 25 отличающийся тем, что,, с целью повышения точности и расширения области применения, после изме3605786 !2 ренин значений напряжения, тока и

° активной мощности обмоток возбуждения и статора в момент компенсации магнитного потока по продольной оси ротора при номинальной частоте то ка в обмотках возбуждения и статора размыкают обмотку статора и измеряют напряжение, ток и активную мощность, потребляемую обмоткой возбуждения, повторяют операции, осуществляемые при номинальной частоте тока в обмотках возбуищения и статора, при других значениях частоты, выбираемых в пределах 50-0,0t Гц, по полученным данным определяют активное и индуктивное сопротивления обмотки статора и с использованием известных зна-. чений сопротивления взаимоиндукцни

2О между обмоткой сФатора и контуреж ф о р и у л а и s о б р е т е н и я на роторе и индуктивного сопротивления рассеяния взаимоиндукции между эквивалентной обмоткой возбузщения и демпферной системой определяют активные н индуктивные сопротивления обмоток возбуждения и демпферной системы с учетом многоконтурности обмоток статора н ротора.

1605786

1605786

0003 рп coos увив дд2

Pun.S

0001 0,002 6,003 Рйй $06$ g_#_8 Ц 007

Р оставитель Г. Ильяшенко

Редактор С. Кулакова Техред М.Дидык Корректор М. Максимишинец

Заказ 4667 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

t 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101