Устройство для ограничения минимального возбуждения синхронной машины

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 24.01.73 (21) 1874325/07 (51) М. Кл.

Н 02 P 9/10

Н 02 P 9/14 с присоединением заявки № ( (23) Приоритет

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.316. .722:621.313.322 (088.8) (43) Опубликовано 05.12.76. Бюллетень № 45 (45) Дата опубликования описания10.05.77 (72) Авторы изобретения

Н. С. Сирый, В, Е. Каштелян и Н. В. Ковалева (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ МИНИМАЛЬНОГО

ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННОЙ МАШИНЫ

Изобретение относится к области электроэнергетики, в частности к устройствам автоматического регулирования возбуждения синхронных машин.

Наличие в энергосистемах кабелей и воздушных линий высокого напряжения приводит к тому, что нри определенных условиях автоматические регуляторы возбуждения (APB), стремясь поддержать заданный уровень напряжения, уменьшают ток возбуждения генераторов и тем самым увеличивают потребляемую ими реактивную мощность, Величина потребляемой реактивной мощности может превосходить допустимое значение, что опасно из — за сильного нагрева крайних пакетов сердечника статора. В связи с этим для повышения надежности работы синхронных генераторв в режимах недовозбуждения, а также для наиболее полного использования возможностей синхронных машин по потреблению реактивной мощности АРВ снабжаются ограничителями минимального возбуждения (ОМВ) .

Известные ограничители минимального возбуждения можно разделить на две группы — ОМВ с фиксированной величиной ограничения и ОМВ с характеристикой, зависящей от активной нагрузки синхронной машины. К первой группе относятся ограничители, в которых ограничение минимального возбуждения ведется по величине RKTHBHoH составляющей тока статора

Для повышения точности ограничения на вход ограничителя можно подавать стабилизированный

5 по напряжению постоянный ток, если напряжение электросети окажется больше заданного. С этой же целью в ОМВ предложено вводить ограничения величины сигнала по отклонению напряжения.

Недостаток ОМВ с фиксированной величиной

10 ограничения состоит в том, что в них не в полной мере используются возможности синхронных машин по потреблению реактивной мощности.

С целью наиболее полного использования синхронных машин по потреблению реактивной мощ15 ности APB снабжаются ограничителем утла

Такие ОМВ ограничивают величину реактивной Нагрузки в режиме потребления по условиям статической устойчивости. При этом не учитывается возможный перегрев крайних пакетов сердечника

20 статора.

Обычно для каждого генератора завод — изготовитель дает величину допустимой реактивной мощности в зависимости от активной нагрузки. В связи с этим нельзя допускать, чтобы потребляемая

25 генератором реактивная мощность увеличивалась

538468 до значения, опасного для машин. Для этого в

APB — СД предусмотен ОМВ с характеристикой, зависящей от активной нагрузки и величины напряжения синхронной машины.

Для получения указанной характеристики в

ОМВ, содержащем два выпрямителя, выходы которых включены на входе элемента опорного напряжения на выходе устройства, применен фазовый дискриминатор, в одном из каналов которого осуществляется сложение векторов одного из линейных напряжений с токами psyx фаз (например,VÂ+I„+1ñ в другом — вычитание указанных векторов

U -I -I . Полученный таким образом сигнал на

ВС A C). выходе фазового дискриминатора сравнивается с

oIIopHblMH сигналом пропорциональным HBHpHKi" 15 нию машины, и если он окажется больше опорного, то их разность подается на вход суммирующего усилителя APB. Недостаток этого устройства заключается в том, что для учета активной нагрузки машины используется полный ток фазы (в данном 20 примере — 1c), а не его активная составляющая, в результате чего реактивная составляющая этого тока несколько искажает работу ОМВ. Поэтому с изменением режима работы генератора характеристика ОМВ смещается и, чтобы она не выходила за 25 допустимые пределы ОМВ, приходится настраивать на ограничение мощности с запасом. Таким образом возможность машины потреблять реактивную мощнос . полностью не используется.

";г ль ".зобретения — повышение эффективности ге .ератора в режимах потребления реактивной мсшности. Это достигается тем, что устройство для ограничения минимального возбуждения синхронной ма:пинь:, содержа.цес два выпрямителя, выхо- 35 ды кот, ...;г включень; ла входе элемента опорного напряженHH, являющего я в -.ходом устройства, СиабжЕНО фаЗОСдВИГ2iOlllH: ЭЛе. .< ятО . а BbilipIIMHтели Ilbllloëíållbl фазочувствительными, причем силовые входы фазочувствитеibHblx выпрямителей 40 подсоединяются на ток одной из фаз машины, а входы управления одного из выпрямителей непосредственно, а второго — через фазосдвигающий элемент подключаются на напряжение двух других фаз. 45

Структурная схема регулирования возбуждения с предлагаемым устройством приведена на чертеже.

Устройство для ограничения минимального возбуждения синхронной машины содержит блок частоты 1, блок напряжения 2, дифференциаторы 3, 4 и 50

5, промежуточные трансформаторы тока 6 и 7, фазочувствительные выпрямители 8 и 9, подключаемые на ток одной из фаз генератора, преобразователи 10 и 11, синусоидального напряжения в прямоугольную форму, фазосдвигающий эле- 55 мент 12, через который вход управления выпрямителя 9 подключен на напряжение генератора, элемент опорного напряжения 13, ко входам которого подключены выходы выпрямителей 9 и 10, сумматор 14, систему 15 управления возбудителя, возбу- 60 дитель 16, синхронную машину 17, трансформатор тока 18 и шины напряжения 19.

Устройство работает следующим обр азом.

Ток одной фазы синхронной машины создает пропорциональные напряжения на вторичных обмотках промежуточных трансформаторов 6 и 7, которые присоединены к силовым входам фазочувствительных выпрямителей 8 и 9.

Сигнал, пропорциональный напряжению между двумя другими фазами машины, проходя через преобразователи напряжения 10 и 11, преобразуется по форме из синусоидального в прямоугольный и поступает на входы управления фазочувствительных выпрямителей 8 и 9. На входе фазочувствительного выпрямителя 9 сигнал изменяется в фазе с реактивной составляющей тока, а на входе фазочувствительного выпрямителя 8 — с его активной составляющей, что достигается с помощью фазосмещающего элемента 12, который поворачивает вектор сигнала напряжения на 90о.

Полученные с помощью преобразователей напряжения 10 и 11 сигналы прямоугольной формы изменяют ключевое состояние фазочувствительных выпрямителей 8 и 9. Выходные сигналы фазочувствительных выпрямителей 8 и 9 суммируются, а результирующий сигнал сравнивается с опорным напряжением, пропорциональным напряжению машины.

При повышении напряжения в системе АРВ, стремясь поддержать заданный уровень напряжения, будет уменьшать ток возбуждения и может перевести синхронную машину в режим потребления реактивной мощности. Изменение реактивной мощности синхронной машины вызывает изменение сигнала на выходе ОМВ, Если величина сигнала на выходе ОМВ превысит опорное напряжение, то их разность проходит на вход усилителя 14 и препятствует дальнейшему развозбуждению машины.

С ростом активной нагрузки составляющая, пропорциональная активному току машины, увеличюзает общий сигнал ОМВ, и ограничитель вступает в действие при меньшей потребляемой реактивной мощности.

Зависимость допустимого значения потребляемой реактивной мощности от напряжения на выводах машины учитывается величиной опорного напряжения, Если напряжение машины больше, то больше и опорное напряжение в схеме устройства, а это значит, что ограничение вступит в действие при большей потребляемой реактивной мощности.

При переходе машины в двигательный режим работы в схеме ОМВ необходимо поменять полярность первичной обмотки трансформатора преобразователя напряжения 10, что может осуществляться ав томатически.

Формула изобретения

Устройство для ограничения минимального возбуждения синхронной машины, содержащее цва вы5384á8

Составитель К. Фотина

Техред О. Луговая

Редактор В. Фельдман

Корректор Н. Ковалева

Заказ 5728/33

Тираж 874 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная. 4 лрямителя, выходы которых подключены ко входу элемента опорного напряжения, являющегося выходом устройства, о тли чающее ся тем, что, с целью повышения эффективности генератора в режимах потребления реактивной мощности,оно снабжено фазосдвигающим элементом, а выпрямители выполнены фазочувствительными, причем силовые входы фазочувствительных выпрямителей подсоединяются на ток одной фазы машины, а входы управления одного из выпрямителей непосредственно, а второго через фазосдвигаюший элемент подключаются на напряжение двух других фаз.