Устройство для пуска энергосистемы переменного тока

 

Изобретение относится к электротехнике . Цель изобретения - упрощение и повышение технико-экономических показателей . Для этого в устройство для пуска энергосистемы переменного тока, содержащее синхронную машину 1 с датчиком положения ротора 2, имеющую основную обмотку статора 4 и отпайки 14. систему возбуждения введены два коммутационных аппарата 18 и 19. Для пуска включаются вначале выключатели 12, 10, коммутационный аппарат 19. В результате обмотка возбуждения 15 оказывается включенной последовательно между выпрямителем 7 и выпрямителем 8. Последний переводится в режим инвертирования. Синхронная машина разворачивается в структуре вентильного двигателя. По достижению промежуточной частоты отключается выключатель 12 и выключается аппарат 13, подключая отпайки обмотки статора. Ротор разгоняется до частоты выше синхронной, затем обмотки статора отключают системы возбуждения и подключаются выключателем 5 к сети. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИ Ч Е С К ИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 02 Р 1/50, 9/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТ8У

1 (21) 4757788/07 (22) 13.11.89 (46) 23.10.91. Бюл. М 39 (71) Азербайджанский институт нефти и химии им. М.Азизбекова (72) А.И.Абдул кады ров, Г.А. Гусейнов, Т.К.Касумова и Т,А.Абдулкадыров (53) 621.313.13,024(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1432720, кл. M 02 P 9/14, 1988, Авторское свидетельство СССР

hL 1522370, кл. Н 02 Р 1/50, 28.04,88, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПУСКА ЭНЕРГОСИСТЕМЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения — упрощение и повышение технико-экономических показателей. Для этого в устройство для пуска энергосистемы переменного тока, содержа Ж „, 1686674 А1 щее синхронную машину 1 с датчикам положения ротора 2, имеющую основную обмотку статора 4 и отпайки 14., систему возбуждения введены два коммутационных аппарата 18 и 19. Для пуска включаются вначале выключатели 12, 10, коммутационный аппарат 19. В результате обмотка возбуждения 15 оказывается включенной последовательно между выпрямителем 7 и выпрямителем 8. Последний переводится и режим инвертирования. Синхронная машина разворачивается в структуре вентильного двигателя. По достижению промежуточной частоты отключается выключатель 12 и выключается аппарат 13, подключая отпайки обмотки статора. Ротор разгоняется до частоты выше синхронной, затем обмотки статора отключают системы возбуждения и подключаются выключателем 5 к сети. 3 ил.

1686674

Изобретение относится к электротехнике, в частности к системам возбуждения и пуска электрических машин переменного тока, и может быть использовано для синхронных компенсаторов, генераторов — двигателей ГАЭС, генераторов газотурбинных установок и турбогенераторов.

Цель изобретения — упрощение и повышение технико-экономических показателей энергосистемы переменного тока.

На фиг, 1 представлена принципиальная электрическая блок-схема устройства для пуска энергосистемы переменного тока, на фиг. 2 — структурная схема блока управления; на фиг. 3 — структурная схема автоматического регулятора пуска.

Устройство для пуска энергосистемы переменного тока содержит синхронную машину 1 с датчиком 2 положения ротора 3, обмотки статора 4 которой через первый выключатель 5 соединены с сетью 6, и систему возбуждения. В последнюю входят два тиристорных выпрямителя 7 и 8 и рансформатор 9, первичная обмотка которого подключена к сети 6 через второй выключатель

10, а вторичная — к входам переменного тока выпрямителя 7 непосредственно и к входам переменного тока выпрямителя 8 через первый коммутационный аппарат 11. Кроме того, устройство содержит третий выключатель 12 и второй коммутационный аппарат 13, из которых первый включен между выводами переменного тока выпрямителя 8 и выводами обмотки статора 4, а второй- между выводами переменного тока выпрямителя 8 и выводами от отпаек 14 обмоток статора 4.

Обмотка 15 возбуждения синхронной машины 1 имеет начало 16 и конец 17, при этом она подключена началом 16 к плюсовому выводу выпрямителя 7 и выводу первого полюса двухполюсного коммутационного аппарата 18. другой вывод которого соединен с минусовым выводом выпрямителя 8, первый вывод второго полюса укаэанного аппарата соединен с концом 17 обмотки возбуждения, а другой его вывод подключен к точке соединения минусового вывода выпрямителя 7 и плюсового вывода выпрямителя 8. Между концом 17 обмотки возбуждения и минусовым выводом выпрямителя 8 включен однополюсный коммутационный аппарат 19.

Устройство содержит также датчик 20 тока, включенный в цепь переменного тока выпрямителя 7, и блок 21 управления, входы которого соединены с выходами датчика 2 положения ротора и датчика 20 тока, а выходы с управляющими входами выпрямителей 7 и 8.

Блок 21 управления состоит (фиг. 2) из автоматического регулятора 22 пуска, систем 23, 24 импульсно-фазового управления выпрямителями 7 и 8, автосинхронизатора

25, измерительных трансформаторов 26 и

27 напряжения и автоматического регулятора 28 возбуждения, Структурная схема автоматического регулятора 22 пуска включает в себя (фиг. 3) преобразователь 29 тока, задатчик 30 тока, регулятор 31 тока, преобразователь 32 частоты, задатчик 33 частоты, блок 34 сравнения.

Устройство работает следующим образом, В исходном состоянии, до пуска синхронной машины, все выключатели и коммутационные аппараты находятся в разомкнутом состоянии.Для пуска синхронной машины включаются выключатели 10 и

12 и коммутационный аппарат 19. При включении аппарата 19 обмотка 15 возбуждения включается последовательно между выпрямителями 7 и 8. Таким образом, обмотка 15 возбуждения, помимо своего основного назначения, выполняет также функцию сглаживающего ток дросселя (реактора), При включении выключателя 12 выводы переменного тока выпрямителя 8, функционирующего при пуске в режиме инвертора, подключаются пофазно к выводам обмотки

4 статора синхронной машины 1, Затем подается напряжение питания на датчик 2 положения ротора и блок 21 управления. При этом на выходах элементов 23 и

24 формируются импульсы управления соответственно для выпрямителя 7 и инвертора 8. В результате в обмотку 15 возбуждения и в две фазы обмотки 4 статора подается ток и синхронная машина начинает разворачиваться, Пуск синхронной машины происходит при постоянной, поддерживаемой с помощью регулятора 31, величине тока в обмотке 15 возбуждения, При достижении частотой вращения машины величины К пн, где Ko — коэффициент отпайки 14 обмотки 4 статора, а n< — номинальная частота вращения, по команде автоматического регулятора 22 пуска выключатель 12 отключается, а аппарат 13 включается, В результате выводы переменного тока инвертора 8 подключаются к выводам отпайки 14.

Процесс коммутации машины с источником питания (выпрямителем 7) осуществляется с помощью датчика 2 положения ротора и организована блоком 21 управления таким образом, чтобы обеспечить на валу машины знакопостоянный электромаг1686674 нитный вращающий момент, превышающий момент сопротивления. Таким образом, ротор 3 разгоняется до частоты вращения (1.05 — 1,1)пн, Блок 21 управления работает следующим образом.

При включении питающего напряжения регулятор 31 тока выдает команду на вход системы 23, обеспечивающую формирование на ее выходах импульсов управления выпрямителем 7 и появление на выходе последнего максимального положительного напряжения, Одновременно с этим на двух

;.з шести выходов датчика 2 положения ротора и соответствующих им двух выходах системы 24 формируются импульсы, однозначно связанного с положением ротора 3.

В результате этого па обмотке 15 возбуждения и двум тиристорам инвертара 8, выполненного, как и выпрямитель 7, по трехфазной мостовой схеме, и соответственно двум фазам обмотки статора 4 начинает протекать ток и ротор " синхронной машины 1 приходит во вращение.

Когда этот ток достигает величины уставки, задаваемой задатчиком 30, регулятор

31 переходит в режим поддержания его на уровне этой уставки путем воздействия на систему 23 в сторону увеличения угла управления выпрямителем 7 и соответствующего уменьшения напряжения на его выходе, При появлении импульса на одном из других выходов датчика 2 положения ротора происходит переключение тока по фазам обмотки статара 4. Это переключение обеспечивается за счет искусственной коммутации инвертора 8 путем кратковременного обнуления тока в обмотках машины. При появлении импульса на упомянутом выходе датчика 2 положения ротора система 24 формирует для регулятора 31 тока сигнал, обеспечивающий перевод выпрямителя 7 в инверторный режим. В результате на выходе выпрямителя 7 появляется максимальное отрицательное напряжение, доводящее ток в цепи обмотки 15 возбуждения до нуля.

Затем BHoBb повторяется процесс подачи тока в обмотку 15 возбуждения и пару фаз обмотки статора 4, но отличную от пары предыдущего состояния

Этот процесс повторяется несколько раз, в результате чего ротор 3 разгоняется до частоты вращения, при которой на обмотке 4 статора появляется напряжение, достаточное для отключения проводящего тиристора инвертора 8, и необходимость в его искусственной коммутации отпадает.

При достижении ротором 3 частоты вращения Ко пн срабатывает блок 34 сравнения, выходной сигнал которого блокирует

2r.

50 команду на искусственную коммутацию, подаваемую на регулятор 31 тока, Одновременно этот сигнал осуществляет фазовый сдвиг выходных импульсов системы 25, равный углу опережения инвертора 8. Кроме того, указанный сигнал является командой для перекоммутации выключателя 12 и коммутационного аппарата 13, Таким образом ротор 3 синхронной машины 1 разгоняется до частоты вращения (1,05 — 1,1)nH. При указанной частоте вращения ротора 3 в работу включается автосинхранизатар 25, который вырабатывает первую команду на отключение коммутационных аппаратов 13 и 19, включение коммутационного аг парата 18 и на изменение уставки тока в эадатчик 30.

В результате этого обмотка 15 возбуждения включается параллельно выпрямителю 7, инвертор 8 абестачигается и отсоединяется от обмотки статора 4, В обмотке 15 возбу>кдения устанавливается ток, равный току возбуждения холостого хода синхронной машины 1. Так как обесточивается обмотка статора 4, электромагнитный момент подает до нуля и частота вращения ротора 3 уменьшается.

При выполнении условий синхронизации автссинхранизатор 25 вырабатывает втору.а команду на подключении обмотки статара 4 к сети 6, т,е. вкл ачение выкл.ачателя 5. Через промежуток времени, превышающий продолжительность синхронизации машины с сетью, автосинхранизатар 25 выдает третью команду на включение автоматического регулятора 28 возбуждения и коммутационного аппарата 11.

После синхронизации в системе функционируют выключатели 5, 10, коммутационный аппарат 11 и автома-ический регулятор 28 возбуждения, па сигналу которого работает либо выпрямитель 7, либо выпрямитель 8, обеспечивающие соответственно положительный или отрицательный так возбуждения синхронной машины, По сравнению с известным устройством в предлагаемой системе отсутствуют уравнительный (сглаживающий) реактор, дополнительный тиристарный выпрямитель, второй блок управления, второй датчик така, а вместо трехобматочного трансформаторя используется двухобмоточный трансформатор, Таким образом, данная система обеспечивает успешный частотный пуск синхронной машины при значительно меньшем количестве оборудования, Это упрощает и повышает технико-экономические показатели энергосистемы переменного тока.

1686674

Формула изобретения

Устройство для пуска энергосистемы переменного тока, содержащее синхронную машину с датчиком положения роторв, первый выключатель для соединения статорной обмотки синхронной машины с сетью, систему возбуждения, в которую входят два тиристорных выпрямителя, трансформатор, первичная обмотка которого предназначена для соединения с сетью через второй выключатель, а вторичная соединена с входами переменного тока первого выпрямителя. два коммутационных аппарата, один из которых включен между вторичной обмоткой трансформатора и выводами переменного тока второго выпрямителя, а второй — между выводами переменного тока второго выпрямителя и выводами от отпаек обмоток статора, третий выключатель, включенный между выводами переменного тока второго выпрямителя и выводами обмотки статора, датчик тока, включенный в цепь переменного тока первого выпрямителя, блок управления, входы которого соединены с выходами датчика положения ротора и датчика тока, а выходы — с управляющими

5 входами первого и второго выпрямителей, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью . упрощения и повышения технико-экономических показателей, введены два коммутационных аппарата, один из которых

10 (однополюсный) включен между концом обмотки возбуждения синхронной машины и минусовым выводом второго выпрямителя, а другой (двухполюсный) включен так, что вывод одного полюса соединен с началом

15 обмотки возбуждения и плюсовым выводом первого выпрямителя, другой вывод того же полюса соединен с минусовым выводом второго вып.рямителя, вывод второго полюса указанного аппарата соединен с концом об20 мотки возбуждения, а другой его вывод — с точкой соединения минусового вйвода первого и плюсового вывода второго выпрямителя.

1686674

Составитель В. Тарасов

Редактор В. Бугренкова Техред М.Моргентал Корректор А. Осауленко

Заказ 3610 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС P

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

П оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 р