Способ автоматического аварийного управления возбуждением синхронной машины

 

и!1Ti=H >g!Ч"!

678623

Союз Советскк»

Соцкалксткмаскк»

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву

> (22) Заявлеио21,06.77 (21) 2499244/24-07

2 (51) М. Кл.

Н 02 P 9/14 с присоединением заявки №(23) ПриоритетГосударственный комитет .

СССР на делам изобретений н 0TKpblòèé

Опубликовано 05.08,79. Бюллетень № 29

Дата опубликования описаиия08.08.79 (53) УДК 621.316.,722е621.313, .32 (088.8 ) (72) Авторы изобретения

Э. С. Лукашов, Б. 3. Гамм, А. К. Самарцев и Г. С. Птушкин

Сибирский научно-исследовательский институт энергетики (71) Заявитель (64) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО АВАРИЙНОГО УПРАВЛЕНИЯ

ВОЗБУЖПЕНИЕМ СИНХРОННОИ МАШИНЫ

Изобретение относится к электротехнике, предназначено для автоматического

l аварийного управления синхронных машин и направлено на повышение результирую» щей устойчивости электрических систем.

В известных способах аварийного уп- 5 равления возбуждением синхронных машин (СМ) при сбросе электромагнитной нагрузки торможение ротора производится подачей форсированного напряжения на обмотку возбуждения (ОВ) (11 (2). Подача фор-1м сированного напряжения эффективна лишь при росте угла электропередачи до определенного предела, после которого форси» ровха не только не приводит х сохранению динамической устойчивости, но и ухудшает условия синхронизации.

Наиболев близким по технической сушности х изобретению является способ автоматического аварийного управления BQ3буждением синхронной машины по крайней мере с одной обмоткой возбуждения на роторе путем подачи напряжения форсировки в обмотки возбуждения в аварийном режиме и изменечия полярности напряжения, по крайней мере, одной обмотки возбуждения в моменты, когда элехтричвсжий угол между вектором напряжения сети и соответствуюшей осью обмотки возбужде» ния равен М K (3).

Однако этот способ повышает результируюшую устойчивость при применении его для ограниченного типа СМ, у которых период скольжения (время, когда угол между вехтором напряжения и осью обмотки возбуждения периодичесхи становится равным Й) при выпадении в асинхронный режим больше или равен времени смены направления тока возбуждения при переключении полярности. К тому же, переключение при форсированном возбуждении приводит х повышенному колебанию режимных параметров (тоха, мощности) при асинхронном ходе.

11елью настояшего изобретения являет» ся расширение диапазона использования ппедлагаемого способа,, снижение холвба678623 т (1) д 2 где T> - постоянная времени цепи обмотки возбуждения, ния режимных величин в процессе переключения.

Поставленная цель постигается тем, что измеряют период скольжения машйны и уменьшают постоянную времени, по край-1 5 ней мере, одной обмотки возбуждения в зависимости от измеренного скольжения согласно условию т с — е

Т и 2

О

10 где Т постоянная времени обмотки воз- буждения, — период скольжения синхронной

8 машины.

На фиг. 1 изображена блок-схема уст15 ройства, реализующая способ согласно изобретению3 на фиг. 2 приведен пример характеристики внутреннего сопротивления нелинейного элемента на фиг. 3 показаго на элементная схема переключающего устройства (реверсора); на фиг. 4 представлена зависимость изменения тока возбуждения для различных исходных значений при смене полярности напряжения на об25 .мотку возбуждения, на фиг. 6 дано изменение электромагнитной мощности при пе« реключении полярности напряжения на обмотку возбуждения.

Блок-схема (фиг. 1) содержит измеризо тель 1 скольжения, генератор 2 импульсов, схему 3 совпадения, сяетчик 4 им» пульсов, дешифратор 5, усилитель 6, переключающее устройство (реверсор) 7, обмотку возбуждения 8 синхронной машины.

Схема работает следующим образом.

При синхронной скорости вращения ротора сигнала с измерителя 1 скольжения нет и через схему 3 совпадения не проходят сигналы с генератора 2 импульсов.

Схема заперта и никаких сигналов на изменение постоянной времени обмотки возбуждения нет.

При выпадении генератора из синхронизма сигналы со схемы 3 совпадения по ступают на счетчик 4 импульсов. Их число пропорционально периоду скольжения

Т . Они преобразуются в дешифраторе 6

5 в выходную величину сигналов управления, пропорциональных периоду скольжения Т .

Сигналы с дешифратора 6 через усилитель

6 подаются на нелинейный элемент реверсора 7 (фиг. 3). Внутреннее сопротивление нелинейного элемента, например элек» тронного типа, зависит от уровня сигнала управления, зависящего в свою очередь

or величины периода (частоты) скольжения (фиг. 2}. Например, если сигнал, постуцаюший с дешифратора 6 и усиленные

4 в усилителе 6, соответствует периоду 7,(, то значение R H> будет равно Я если период Т, то Я,э= Q> и т.д. Схема работает указанным образом до тех пор, пока не восстановится синхронная работа синхронных машин с сетью и сигнал с измерителя 1 не станет равным нулю.

Введение в момент переключения дополнительного активного сопротивления R 1, приводит к уменьшению амплитуды тока возбуждения и одновременному снижению постоянной времени цепи обмотки возбуждения, что позволит току возбуждения достигнуть своего противоположного направления с большей скоростью.

На фиг. 4 представлена зависимость изменения тока возбуждения i (Ф,) при пеХ реключении полярности напряжения o6Morки возбуждения для различных исходных значений 1 (О1, j (О)откуда видно, что в сечении а-а одно 5 то же значение тока

К1

1 (О)достигается при различных 1. и 1

На фиг. 6 приведено изменение электро-магнитной мощности при переключении полярности напряжения на обмотке возбуждения для соответствующих изменений тока

1г (4) на фиг. 4. Условие сохранения результирующей устойчивости при переключениях выразится как F> 6 %, . При изменении тока по кривой 1 (фиг. 4), что соответствует переключению беэ дрполнитель ного активного сопротивлейия Ч н э допустимое значение исходной загрузки равно 0,18 Р„„„„(фиг. 5, кривая .3). При переключений с дополнительным %и (фиг. 4 кривая 2) эта загрузка составляет 0,235

Р„„о,,„(фиг. б, кривая 4).

Введение в пепь обмотки возбуждения дополнительного сопротивления (1 уу позво-, ляет не только достигнуть pocra допустимой исходной загрузки синхронной машины и обеспечения ее успешной ресинхрониэации при использовании переключения, но

:также уменьшить амплитуду электромаг нитной мощности (и тока), что является одним иэ основных ограничений допустимости длительного асинхронного хода.

Величина вводимого в цепь обмотки возбуждена. дополнительного сопротивленинкин выбирается такой, чтобы постоянНЭ ная времени цепи обмотки возбуждения была меньше или равна времени полупро ворота ротора

678623

Тя период проворота ротора синхрон- ри ной машины. пр

При этом значение В„должно удовлет- но ворять соотношению: об

Г (Й ) d 2

3 гт ч 5 нэ т<8 где М - сопротивление обмотки возбуждения;

Т. — постоянная времени собственно щ до обмотки возбуждения.

Использование предлагаемого способа аварийного управления возбуждением синхронных машин, при смене полярности на пряжения на обмотках возбуждения, повы» шает результируюшую устойчивость электросистем, расширяет область его использования для большего числа синхронных машин. Это повышает надежность работы электрических систем, что в конечном сче о те снижает недоотпуск электроэнергии по требителям. Уменьшение же колебания режимных параметров синхронных машин при нарушении динамической устойчивости повышает качество электроэнергии.

Формула изобретения

Способ автоматического аварийного уп- о .равления возбуждением синхронной маши- ны, по крайней мере, с одной обмоткой возбуждения на роторе путем подачи в аваЬ йном режиме в обмотку возбуждения наяжения форсировки и изменения полярсти напряжения, по крайней мере, одной мотки возбуждения в моменты, когда электрический угол между вектором напряжения сети и соответствуюшей осью обмотки возбуждении равен 1C1t, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью раоширения области использования и снижения колебаний режимных параметров, измеряют период скольжения машины и уменьшают постоянную времени, по крайней мере, одной обмотки возбуждения в зависимости от измеренного скольжения соглас но условию: где Т - постоянная времени обмотки возбужден ия

Т - период скольжения синхронной машины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

l4 439053, кл. Н 02 Р 9/10, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

И 434555, кл. Н 02 P 9/10, 1972.

3. Научно-исследовательский отчет

ВНИИЭ. 14 Гос. регистрации 72021803

М., 1972.

678623

Риг. J

Составитель К. Фотина

Редактор Q. Мепуришвили Техред С. Мигай Корректор А. Власенко.

Заказ 4577./46 Тираж 857 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г., Ужгород, ул. Проектная, 4