Устройство для моделирования переходных процессов синхронного генератора

 

""ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ о.

Союз Советсййх

Социалистических республик (и) 80298 S к аатоРскомю самдвтельствю (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено08,07.74 (21) 2040907/18-24 (5в) М. Кл.

О 06 O 7/62 с присоединением заявки ¹Государственный квинтет

Совета Инннотров СССР оо делам нзобретеннй н открытой (23) Приоритет— (43) Опубликовано 1 5.04.78,рюллетеиь ¹ 14 (46) Дата опубликования описания 16. 03. 73. (53) УДК 681.333 (088,8) (Т2) Авторы изобретения

В. В. Давндожч, В. К. Сазонов н Б. А, Хейфиц

Ордена Октябрьской Ревспюцин Всесоюзный гостдцостввнтн,ай нраектнонэыскате ьскнй н вщучно-исспедоватепьскнй институт эюргетнческнх систем и эпектрическнх сетей Зиергосетьпроект (7f) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ

CHHXPOHHOEO П.HEPATOPA

Изобретение относится к области моделирования энергосистем и может быть использовано в специализированных аналоговых н гибридных вычислительных машинах для расчета установившихся и переходных режимов электричеСких систем. 5

Иввестно устройство для моделирования сиихреиныв генераторов (l ); содержащее блок вычислении ЭДС генератора, блок вычисления скольжения и напряжения генератора, блок преобразования скольжения в два гармоничес- 10 ких сигнала, частота которых пропорциональна частоте колебаний ротора.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для моделирования переходных процессов синхронного генератора (21, содержащее источник-опор- IS ных управляющих импульсов, блок вычисления ЭДС генератора, выход которого подключен к входу блока: вычисления скольжения и напряжения генератора, первый выход которого соединен со входом блока преобразования скольжения в два гармонических сигнала, частота которых пропорциональна частоте колебаний ротора, а второй выход подключен к перВому входу блока вычисления ЭДС генератора.

Недостатком известных устройств является невозможность моделирования переходных прод

2 цессов в широком диапазоне масштаба времени нз-за возникрюшнх погрешностей.

Целью изобретения является обеспечение возможности моделирования в различных масштабах времени, в том числе и в реальном масштабе.

Это достигается тем, что предлагаемое устройство содержит два гармонических преобразователя, первые н вторые входы которых подключены соответственно к первому н второму выходу блока преобразования скольжения в два гармонических сигнала, частота которых пропорциональна частоте колебаний ротора, третьи входы гармонических преобразователей подключены к первому выходу источника опорных управляющих импульсов, второй выход которого подключен к четвертому входу первого гармонического преобразователя, а третий выход соединен с четвертым входом второго гармонического преобразователя, причем выходы первого н второго гармонических преобразователей подключены соответственно ко второму н третьему входам блока вычисления ЭДС генератора.

Hs чертеже представлена блок-схема предложенного устройства, где 1 — блок вычисления ЭДС генератора, 2 — блок вычисления

602965

3 скольжения и напряжения генератора, 3 блок преобразования скольжения в два гармонических сигнала, частота которых пропорциональна частоте колебаний ротора, 4 — источник опорных управляющих импульсов, сдвинутых относительно основного на +- †., 5,6— л гармонические преобразователи, 7 —: 17 — усилители, 18 — 25 — ключи, 26 —: 33 — фильтры, 34 —; 36 — элементы обратной связи, 37 — усилитель мощности, 38 — блок перемножения, 39 — преобразователь мощности, 40 — фазорасщепитель, 41 — генератор стабильной частоты, 42 — трансформатор, 43— катушка индуктивности, 44 — 62 — резисторы, 63 — 68 — конденсаторы, 69 — переменный резистор.

В предложенном устройстве выход блока 1 вычисления ЭДС генератора подключен ко входу блока 2 вычисления скольжения и напряжения генератора. Первый выход блока 2 соединен со входом блока 3 преобразования скольжения в два гармонических сигнала, частота которых пропорциональна частоте колебаний ротора. Второй выход блока 2 подключен к первому входу блока 1 вычисления ЭДС генератора, второй вход которого подключен к выходу первого гармонического преобразователя 5, а третий вход — к выходу второго гармонического преобразователя 6. Первые и вторые входы гармонических преобразователей 5, 6 подключены соответственно к первому и второму выходу блока 3. Третьи входы гармонических преобразователей 5 и 6 подключены к первому выходу источника 4 опорных управляющих импульсов. Второй выход источника 4 подключен к четвертому входу первого гармонического преобразователя 5, а третий выход источника 4 соединен с четвертым входом второго гармонического преобразователя 6.

Выходы гармонических преобразователей 5, 6 подключены соответственно ко второму и третьему входам блока 1 вычисления ЭДС гене р ат ор а.

Устройство работает следуюшим образом.

В блоке 1 воспроизводится величина ЭДС генератора в виде синусоидального напряжения, которое используется в блоке 2 для вычисления скольжения S ротора и напряжения И, статора синхронного генератора. Напряжение

И„ статора генератора используется в блоке 1 при вычислении ЭДС, а величина скольжения

S, полученная на выходе блока 2 в виде напряжения, используется для управления частотой выходных сигналов блока 3. Блок 3 выполнен в виде управляемого колебательного контура, на выходе которого образуются напряжения, пропорциональные sin л. и созл., где л. — частота колебаний ротора.

Выходные напряжения sin а и cos л блока 3 поступают на основные входы гармонических преобразователей 5 и 6, на управляющие входы которых поступают импульсы с выходов источника 4 опорных управляющих импульсов.

На выходах гармонических преобразователей 5, 6, выполненных на базе суммирующих операционных усилителей 7, 8 с управляемыми ключами 18 — 21 на входах, получаются сигнаФО

36

4S

4 лы sin (й. + (я ) t u cos (л . + (ф ) t, которые используются в блоке 1 при вычислении ЭДС генератора.

Для вычисления ЭДС генератора в блоке 1 использованы величины напряжения И„статора и напряжение И1 на кольцах ротора, причем на выходах усилителей 9 и 11 получаются напряжения ф д и Ф, пропорциональные проекциям потокосцепления в воздушном зазоре машины Ч на осях d, q, связанные с ротором. Величина ЭДС в виде переменного напряжения формируется на выходе усилителя мошности 37.

Для вычисления скольжения S в блоке 2 использованы усилители 16, 17, преобразователь мощности 39, трансформатор 42, резисторы 56, 61, 62 и конденсатор 68, причем на вход усилителя 16 через резистор 62 поступает напряжение m „ пропорциональное моменту турбины. Величина индуктивного сопротивления катушки индуктивности 43 должна выбираться пропорционально сопротивлению рассеяния статора. Блок 3 построен из усилителей 13 — 15 с соответствующими входными элементами и элементами обратной связи, причем для управления частей колебательного контура использован блок перемножения 38.

Блок 4 содержит последовательно соединенные генератор стабильной частоты 41 и фазорасщепитель 40, на выходе которого образуется импульс со двигом по фазе относительно основных импульсов на угол +-—

Л вЂ” г

При возникновении возмущения, сопровождающегося изменением величины и фазы напряжения U> генератора, изменяется величина скольжения S генератора, что приводит к изменению частоты,д. = S + л, синусоидальных напряжений на выходах блока 3 и изменению частот выходных импульсов гармонических преобразователей 5 и 6. Величина и фаза ЭДС генератора на выходе блока 1 изменяются в соответствии с уравнениями синхронной машины, которые реализуются в блоке 1. В блоке 2 по величине ЭДС вычисляются величина скольжения и величина напряжения генератора. После нескольких циклов качаний возникающие колебания затухают. В этом случае переходной режим является устойчивым. Если возникает раскачивание, то переходный режим неустойчив.

Использование двух гармонических преобразователей в сочетании с блоком преобразования скольжения в два гармонических сигнала, частота которых пропорциональна частоте колебаний ротора, позволяет обеспечить нормальное функционирование устройства в широком диапазоне масштабов времени.

Формула изобретения

Устройство для моделирования переходных процессов синхронного генератора, содержащее источник опорных управляющих импульсов, блок вычисления ЭДС генератора, выход которого подключен к входу блока вычисления скольжения и напряжения генератора, первый выход которого соединен с входом блока пре602965

Составитель И. Дубинина

Техред О. Луговая Корректор П. Макаревич

Тираж 826 Подписное

Редактор Л. Бибер

Заказ 1855 46

ПНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 образования скольжения в два гармонических сигнала, частота которых пропорциональна частоте колебаний ротора, а второй выход подключен к первому входу блока вычисления ЭДС генератора, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности моделирования в различных масштабах времени, в том числе и в реальном масштабе времени, оно содержит два гармонических преобразователя, первые и вторые входы которых подключены соответственно к первому и второму выходу блока преобразования скольжения в два гармонических сигнала, частота которых пропорциональна час. тоте колебаний ротора, третьи входы гармонических преобразова1елеи подключены к первому выходу источника опорных управляющих импульсов, второй выход которого подключен к четвертому входу первого гармонического преобразователя, а третий выход соединен с четвертым входом второго гармонического преобразователя, причем выходы первого и второго гармонических преобразователей подключены соответственно ко второму и третьему входам блока вычисления ЭДС генератора.

Источники информации, принятые во внима10 ние при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 238901, кл. G 06 G 7/48, 11.01.68.

2. Известия АН СССР, ж. «Энергетика и транспорт», № 4, 1970, с. 66.