Способ управления режимом синхронной машины, включенной в электрическую сеть

Изобретение относится к области электроэнергетики и может быть использовано в электроэнергетических системах электроснабжения, электрических сетях для определения внутреннего индуктивного сопротивления синхронных машин. Технический результат - определение сопротивления синхронной машины в условиях нормальной эксплуатации, без создания опасных режимов и необходимости поддерживать требуемую скорость вращения синхронной машины. В способе управления режимом синхронной машины создают два режима работы синхронной машины в электрической сети, при которых в одном режиме обеспечивают равенство ЭДС и напряжения на выводах синхронной машины либо путем регулирования возбуждения и скорости вращения синхронной машины, включения ее в сеть при равенстве напряжений на выводах синхронной машины частоты напряжения синхронной машины и сети, либо путем регулирования возбуждения и момента на валу синхронной машины, включенной в электрическую сеть, до режима с нулевым током синхронной машины. Измеряют напряжение на выводах синхронной машины. Во втором режиме, оставляя ток возбуждения синхронной машины, полученный в первом режиме, неизменным, изменяют режим работы синхронной машины путем изменения момента на ее валу. Измеряют напряжение, выдаваемую или потребляемую активную и реактивную мощности. Производят расчет внутреннего индуктивного сопротивления синхронной машины. 1 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к области электроэнергетики и может быть использовано в электроэнергетических системах, системах электроснабжения, электрических сетях для определения внутреннего индуктивного сопротивления синхронных машин.

Известен способ управления режимом синхронной машины (СМ) (Патент №2193212 RU, МПК G01R 27/00), при котором на электродвигатель переменного тока подают скачкообразное ступенчатое напряжение с прямоугольно-ступенчатой формой. Определяют первую производную фазного тока электродвигателя в конечной и начальной точках сопрягаемых коммутационных интервалов инвертора, а индуктивное сопротивление СМ определяют по напряжению питания инвертора и по дополнительно определенным первым производным фазного тока СМ.

Однако указанный способ обладает следующими недостатками: нуждается в определении производных, не может быть использован в обычных условиях эксплуатации.

Известен способ управления режимом СМ (Патент №501450 SU, МПК Н02К 15/00, G01R 27/26), при котором СМ нагружают регулируемой выпрямительной нагрузкой при таком условии, что через СМ протекает переменный ток, а через нагрузку выпрямленный постоянный ток. Создают режим при одном значении нагрузки и замеряют угол коммутации (при коммутации вентилей выпрямителя). При неизменном напряжении на зажимах якорной обмотки создают второй режим с другим значением нагрузки и также замеряют угол коммутации. Находят значения переходных и сверхпереходных сопротивлений СМ по известной системе уравнений.

Однако указанный способ обладает следующими недостатками: нуждается в преобразовании переменного тока в постоянный.

Кроме того, известен способ управления режимом СМ (Жерве Г.К. Промышленные испытания электрических машин. - Л.: Электроатомиздат, 1984, 408 с., стр. 310-325), являющийся прототипом предлагаемого изобретения и заключающийся в создании двух режимов работы СМ, в одном из которых на СМ, находящуюся на холостом ходу и вращающуюся с номинальной скоростью, создают такой ток в обмотке возбуждения, при котором напряжение на выводах обмотки статора равно 0,25-0,2 от номинального, замеряют напряжение на выводах СМ, равное ЭДС (Ек), а во втором закорачивают выводы статорной обмотки СМ при неизменном токе возбуждения, замеряют ток установившегося короткого замыкания (Ik), по результатам измерений вычисляют внутреннее индуктивное сопротивление СМ.

Однако указанный способ обладает следующими недостатками: определение внутреннего индуктивного сопротивления СМ нуждается в создании режима короткого замыкания СМ, который при эксплуатации является аварийным и опасным для СМ, а также в поддержании номинальной скорости вращения СМ.

Задачей предлагаемого изобретения является определение внутреннего индуктивного сопротивления СМ в условиях нормальной эксплуатации без создания опасных для СМ режимов и необходимости поддержания требуемой скорости вращения СМ.

Поставленная задача решается за счет того, что в известном способе, заключающемся в том, что создают два режима работы СМ, измеряют значения режимных параметров в каждом из режимов и по результатам измерений вычисляют значение внутреннего сопротивления СМ, в качестве режимов используют два нормальных эксплуатационных режима СМ, в одном из которых обеспечивают равенство ЭДС и напряжения на выводах СМ либо путем регулирования возбуждения и скорости вращения СМ, включения ее в сеть при равенстве напряжений на выводах СМ, частоты напряжения СМ и сети, либо путем регулирования возбуждения и момента на валу СМ, включенной в электрическую сеть, до режима с нулевым током СМ. Во втором режиме, оставляя ток возбуждения СМ, полученный в первом режиме, неизменным, изменяют режим работы СМ путем изменения момента на ее валу. В каждом режиме измеряют напряжение на выводах СМ, выдаваемую или потребляемую активную и реактивную мощности.

На чертеже представлено устройство, реализующее предлагаемый способ, - схема электрической сети с СМ, включенной в сеть на параллельную работу с другими СМ энергосистемы.

Устройство (схема) электрической сети содержит СМ (1), выводы СМ (2), узел подключения СМ к сети (3), устройство изменения момента на валу СМ (УМ) (4), вал СМ (5), выключатель (6), устройство изменения возбуждения СМ (УВ) (7), измерительный прибор 1 (ИП1) (8), измерительный прибор 2 (ИП2) (9).

На валу (5) находится ротор СМ (1). К выводам СМ (2) подключен ИП1 (8) для измерения напряжения СМ (2), выводы СМ при помощи выключателя (6) соединены с узлом подключения СМ к сети (3). К узлу подключения СМ к сети (3) подключен ИП2 (9) для измерения тока, напряжения, активной и реактивной мощностей. УМ (4) может изменять момент на валу СМ (1), а УВ (7) может изменять напряжение возбуждения СМ(1).

Способ осуществляется следующим образом: создают два режима работы СМ. В первом для неподключенной к электрической сети СМ при помощи УМ (4) и УВ (7), изменяя момент на валу СМ (5) и напряжение возбуждения СМ, обеспечивают равенство напряжений и частоты на выводах СМ (2) и в узле ее подключения к сети. Равенство напряжений контролируется при помощи ИП1(8) и ИП2 (9). Производят включение выключателя (6), обеспечивая тем самым первый необходимый режим работы СМ (1). Для СМ, включенной в сеть и нагруженной по активной и/или реактивной мощности, путем изменения возбуждения УВ (7) и механического момента на валу УМ (4) осуществляют ее полную разгрузку по активной и реактивной мощности. Измеряют напряжение на выводах СМ в этом режиме с помощью ИП1 (8). Второй режим создают при неизменном токе возбуждения СМ (1), который обеспечивается УВ (7), путем изменения момента на валу (5) при помощи УМ (4). Измеряют значения напряжения, выдаваемой активной и потребляемой реактивной мощностей СМ в новом режиме при помощи ИП2. Поскольку ЭДС СМ осталась неизменной и известной из первого режима, то по известной ЭДС и измеренным параметрам Uм, Рм, Qм второго режима из выражения (1), связывающего режимные параметры СМ с ее внутренним сопротивлением, находят внутреннее индуктивное сопротивление СМ (х):

где Е - ЭДС СМ, равная напряжению на выводах обмотки статора в первом режиме,

х - внутреннее индуктивное сопротивление синхронной машины,

Uм, Рм, Qм - напряжение, активная и реактивная мощности СМ после изменения режима.

Решением уравнения (1) относительно х является выражение (2):

Положительный корень выражения (2) и будет являться значением внутреннего индуктивного сопротивления синхронной машины.

Таким образом, в отличие от прототипа предлагаемый способ решает задачу (получает технический результат) определения внутреннего индуктивного сопротивления СМ в условиях нормальной эксплуатации без создания опасных для СМ режимов и необходимости поддержания требуемой скорости вращения СМ.

Способ управления режимом синхронной машины, включенной в электрическую сеть, заключающийся в том, что создают два режима работы синхронной машины, для каждого из них производят измерения режимных параметров, отличающийся тем, что первый режим для синхронной машины, не включенной в сеть, создается путем ее включения в сеть с синхронизацией при равенстве напряжений на выводах синхронной машины и напряжения в узле подключения к сети, а для синхронной машины, включенной в сеть и нагруженной по активной и/или реактивной мощности, путем изменения возбуждения и механического момента на валу до полной разгрузки по активной и реактивной мощности, второй - путем изменения момента на валу синхронной машины при неизменном токе возбуждения, в каждом из указанных режимов измеряют напряжение на выводах синхронной машины, выдаваемую или потребляемую активную и реактивную мощности, по результатам измерений вычисляют внутреннее индуктивное сопротивление синхронной машины.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в генераторах или двигателях постоянного или переменного тока с бесконтактной коммутацией.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для оценки корректности функционирования автоматических регуляторов возбуждения в составе бесщеточных систем возбуждения генераторов электроэнергетических систем.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления ветроэнергетической установкой. Технический результат - снижение веса и улучшение соотношения между весом и номинальной мощностью генератора.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для регулирования возбуждения синхронных генераторов, применяемых в автономных источниках электрической энергии.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для регулирования возбуждения синхронных генераторов, применяемых в автономных источниках электрической энергии.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для возбуждения и пуска синхронных бесконтактных электрических машин специального назначения, например в бортовых системах переменного тока постоянной частоты 400 Гц.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электроприводе. Технический результат - увеличение частоты вращения вала электродвигателя без увеличения потребления энергоресурсов.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления синхронными генераторами на предприятиях, вырабатывающих электрическую энергию.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления генератором. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления генератором. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для демпфирования крутильных колебаний во вращающейся системе. Технический результат - осуществление демпфирования колебаний без использования датчиков вращающегося момента.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления синхронными генераторами на предприятиях, вырабатывающих электрическую энергию.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления синхронными генераторами на предприятиях, вырабатывающих электрическую энергию.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано как для автоматизации процесса ввода оборудования в эксплуатацию, так и в функциональном режиме в устройствах управления электрическими генераторами с целью получения требуемого значения выходных параметров, в частности, для управления возбуждением генератора с целью ослабления вредных влияний перегрузок или переходных процессов, например, при внезапном подключении, снятии или изменении нагрузки.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в составе оборудования для управления синхронными генераторами на предприятиях, вырабатывающих электрическую энергию.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электропитания и электроуправления. .
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электроэнергетических системах и в системах электроснабжения. .

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться на крупных тепловых и атомных электростанциях. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для проектирования синхронных машин малой и средней мощности, преимущественно генераторов для автономных электростанций.

Изобретение относится к устройствам по очистке потока отходящих от ТЭЦ, металлургических и иных производств газов от пыли и вредных органических и неорганических примесей, таких, как фенол, бензол, гидрохинон, оксиды азота и серы и т.п., а именно к конструкции систем питания электрофильтров совместно постоянным и импульсным напряжением.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах автоматического регулирования возбуждения синхронных машин, чувствительных к напряжению потребителей. Технический результат - повышение надежности работы потребителей, чувствительных к качеству выходного напряжения в моменты коммутации их цепей при питании удаленных потребителей при отсутствии доступа к электрическим цепям коммутируемой нагрузки. Устройство форсирования возбуждения содержит синхронный генератор, блок регулирования возбуждения генератора, коммутационную аппаратуру генератора, блок управления форсированием возбуждения, коммутационную аппаратуру нагрузки, коммутируемую нагрузку, ручной коммутационный аппарат, в котором закреплено автономное устройство подачи сигнала о включении нагрузки. Указанное устройство подачи сигнала входит в состав последовательно соединенных устройства формирования сигнала и радиопередающего устройства, последовательно соединенных радиоприемного устройства и блока управления форсированием возбуждения. 1 ил.

Изобретение относится к области электроэнергетики и может быть использовано в электроэнергетических системах электроснабжения, электрических сетях для определения внутреннего индуктивного сопротивления синхронных машин. Технический результат - определение сопротивления синхронной машины в условиях нормальной эксплуатации, без создания опасных режимов и необходимости поддерживать требуемую скорость вращения синхронной машины. В способе управления режимом синхронной машины создают два режима работы синхронной машины в электрической сети, при которых в одном режиме обеспечивают равенство ЭДС и напряжения на выводах синхронной машины либо путем регулирования возбуждения и скорости вращения синхронной машины, включения ее в сеть при равенстве напряжений на выводах синхронной машины частоты напряжения синхронной машины и сети, либо путем регулирования возбуждения и момента на валу синхронной машины, включенной в электрическую сеть, до режима с нулевым током синхронной машины. Измеряют напряжение на выводах синхронной машины. Во втором режиме, оставляя ток возбуждения синхронной машины, полученный в первом режиме, неизменным, изменяют режим работы синхронной машины путем изменения момента на ее валу. Измеряют напряжение, выдаваемую или потребляемую активную и реактивную мощности. Производят расчет внутреннего индуктивного сопротивления синхронной машины. 1 ил.

Наверх