Нагрузочное устройство для испытания генератора электростанции переменного тока

 

j с

Союз Советским

Социалистическим

Республик (61) Дополнительное к ввт. свид-ву (22) Завалено 080677 (21) 2494400/24-07 с присоедииеиием заявки № (23) Приоритет (51 М 2

HP 9/42

Государственный комнтет

CCC Р оо делам нзобретеннй н открытий (53) УДК 21. 313. .322.004.

° 1(088.8) Опубликовано 150979. щрллетень ¹ 34

Дата опубликования описания 15.09,79

ИЗОбрЕТЮИИя В.С. Брыкон, Ю.В, Козаков и A П. Синак (73) Заявитель украинский заочный политехнический институт (54) НАГРУЗОЧНОЕ УСТРОЯСТВО ДЛЯ ИСПЕГГАНИЯ

ГЕНЕРАТОРА ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к области электротехники.

Известно нагрузочное устройство, позволяющее нагружать испытуемую 5 автономную электростанцию (приводной двигатель совместно с электрическим генератором переменного тока) трехфазной промышленной сетью переменного тока (1). Такое нагрузочное устройство универсально, т.е. позволяет нагружать сетью генераторы постоянного и переменного токов, о тл и ч а ю щ и е с я значениями выходных напряжений и мощностей. Кроме того, оно сокращает время испытаний и позволяет утилизировать вырабатываемую приводным двигателем энергию.

Для согласования параметров выходного напряжения испытуемого генератора с параметрами напряжения сети, создающей нагрузку, в известном устройстве используется статический преобразователь частоты с промежуточным звеном постоянного тока. Колебания напряжения сети или испытуемого генератора могут привести к недопустимо большим толчкам тока нагрузки выпрямителя, работающего на противоЭДС иивертора. Подобные случайные недопустимые колебания тока нагрузки исключаются применением автоматических регуляторов. В укаэанном нагрузочном устройстве применяются два антоматических регулятора параметров нагрузки испытуемого генератора: тока нагрузки и коэффициента мощности. Однако зто устройстно недостаточно устойчиво. Запас устойчивости его снижается при понижении напряжения сети, повышении коэффициента мощности нагрузки испытуемого генератора и унеличении нагрузки. При одновременном неблагоприятном изменении перечисленных параметров нагрузки возможно так называемое опрокидывание иннертора, являющееся, как известно, аварийным режимом.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является нагрузочное устройство для испытания генератора электростанций переменного тока, содержащее упраъляемыЯ выпрямитель с Входными зажимами для подключения к генератору, соединенный последовательно с выпрямителем ведомый сетью ннвертор с выходными зажимами для подключения к сети, а также антоматическую систему регули686136 рования .ока нагрузки с коррекцией по напряжению испытуемого генератора, выход которой соединен с управляющими входами выпрямителя, и автоматическую систему регулирования коэффициента моцнос-.и с коррекцией по 5 напряжению ведущей вети, содержащую датчик напряжения ведущей сети, выход которого соединен с управляющими входами инвертора (2), В этом устройстве при плавном монотонном изменении любого из перечисленных параметров нагрузки или одновременно всех параметров в допустимых пределах (от нуля до номинального значения) опрокидывание инвертора исключается, что достигается применением коррекций тока нагрузки по напряжению генератора и коэффициента мощности по напряжению ведущей сети. Однако при внезапном скачкообразном уменьшении напряжения хотя бы одной фазы ведущей сети до нуля (пропадании) опрокидывание инвертора возможно.

Цель изобретения — повышение надежности устройства путем защиты инвертора от опрокидывания при внезапном понижении напряжения фазы ведущей сети. Это достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено датчиком входного напряжения инвертора и логическим элементов, причем выход датчика .напряжения инвертора соединен с одним из входов логического элемента, другой вход которого соединен с выходом датчика напряжения ведущей сети, а выход — с одним из входов 35 системы регулирования тока нагрузки.

На чертеже дана структурная схема описываемого устройства, где 1 — приводной двигатель; 2 — испытуемый генератор, механически связанный с дви- @р гателем; 3 — управляемый выпрямитель;

4 — инвертор, ведомый сетью 5 и согласующий выходные параметры выпрямителя с сетью; 6 — датчик тока нагрузки; 7 — датчик входного напряжения управляемого выпрямителя, выходом соединенный с входом задатчика 8 тока; 9 — решающий блок, входами соединенный с выходами задатчика тока и датчика тока нагрузки, соответствен-,,© но, а выходом — с входом операцион— ного усилителя 10 системы 11 автоматического регулирования (CAP) тока нагрузки испытуемого генератора; 12 система импульсно-фазового управления (СИФУ) управляемым выпрямителем; 13 — логический элемент защиты, выходом соединенный с СИФУ выпрямителем или решающим блоком CAP тока нагрузки, а двумя входами — с выходами датчиков 14 и 15 входного напря- И жения инвертора и напряжения ведущей сети, соответственно; 16 — задатчик коэффициента мощности нагрузки испытуемого генератора, входом связанный ,с датчиком 15 напряжения ведущей сети,Я а выходом — с одним входом решающего блока 17 CAP 18 коэффициента мощности нагрузки, связанного другим входом с выходом датчиков 19 коэффициента мощности нагрузки, а выходом с операционным усилителем 20 CAP коэффициента моцности; 21 -СИФУ инвертором.

Устройство работает следуюцим образом.

Энергия, вырабатываемая приводным двигателем 1 любого типа, генератором 2 преобразуется в электрическую энергию переменного тока (например, трехфазного) и далее через преобразователь частоты, включающий в себя управляемый выпрямитель 3, и ведомый сетью инвертор 4 передается в сеть

5 переменного тока.

CAP 11 тока нагрузки генератора включает в себя датчик 6 тока нагрузки, датчик 7 входного напряжения выпрямителя (выходного напряжения испытуемого генератора), задатчик 8 тока нагрузки, решающий блок 9, операционный усилитель 10 и СИФУ 12 управляемым выпрямителем. CAP 18 коэффициента мощности нагрузки содержит датчик 19 коэффициента мощности, задатчик 16 коэффициента мощности, решающий блок 17, операционный усилитель 20 и СИФУ 21 инвертором.

САР обеспечивают поддержание задаваемых задатчиком 8 тока нагрузки и задатчиком 16 коэффициента мощности соответствующих параметров нагрузки испытуемого генератора, что обуславливает безаварийную работу нагрузочного устройства как в установившихся, так и в переходных режимах, когда возмущающие воздействия описываются непрерывной функцией. Однако разрыв функции изменения напряжения ведущей сети (в частности, скачкообразное уменьшение его до нуля хотя бы в одной из фаз) приводит к опрокидыванию инвертора — аварийному режиму, сущность которого состоит в замыкании накоротко вентилями инвертора входного напряжения последнего, т.е ° в данном случае выходного напряжения управляемого выпрямителя, Защита инвертора от опрокидывания осуществляется при помощи системы защиты, включающей в себя датчики 14 и

15, а также логический элемент 13, Нормальный режим нагрузочного устройства характеризуется неравенством

14 15 где U — напряжение на выходе датf4 чика входного напряжения инвертора; напряжение на выходе датчика напряжения ведущей сети.

При этом сигнал на выходе логического элемента 13 отсутствует (равен

686136

Формула изобретения

Составитель К. Фотина

Редактор Т. Пейсоченко Техред M.Ïåòêo Kopp p екто A. Гриценко

Тираж 857 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москвад Ж-35 Раушская наб,< д, 4)5

Заказ 5482/54

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная,4 чулю) . Пропадание хотя бы одной из фаз ведущей сети, создающей нагрузку, указанное неравенство нарушает (хотя бы кратковременно). На выходе логического элемента 13 при этом появляется сигнал, воздействующий ча один из нходов СИФУ управляемым выпрямигелем непосредственно или через решающий блок и тем самым обеспечивающий отключение управляемого выпрямителя оТ инвеотора автоматическим ны- 1Q ключателем, перевод управляемого ныпрямителя и инверторный режим и, таким образом, уменьшение выходного напряжения его до нуля, Описываемая зашита практически ис- 5 ключает опрокидывание инвертора и, таким образом, повышает надежность оаботы нагрузочного устройства.

Нагрузочное устройство для испытания генератора электростанций переменного тока, содержащее упранляемый выпрямитель с входными зажимами для подключения к генератору, соединенный последонательно с выпрямителем ведомый сетью инвертор с ныходными зажимами для подключения к сети, а также автоматическую систему регулирования тока нагрузки с коррекцией по напряжению испытуемого генератора, выход которой соединен с управляющими входами выпрямителя, и автоматическую систему регулирования коэффициента мощности с коррекцией по напряжению ведущей сети, содержащую датчик напряжения ведущей сети, выход которого соединен с управляющими входами инвертора, о т л и ч а ю щ е в с я тем, что, с целью повышения надежности пугем защиты инвертора от опрокидынания при внезапном понижении напряжения фазы ведущей сети, оно снабжено датчиком входного напряжения инвертора и логическим элементам, причем выход датчика напряжения инвертора соединен с одним из нходов логического элемента, другой вход которого соединен с выходом датчика напряжения ведущей сети, а выход — с одним из нходов системы регулирования тока нагрузки.

Источники информации, принятые во ннимание при экспертизе

1. Калиновский Л.В. Дисс. на соиск. учен. степени канд. техн. наук Исследование и разработка динамического эквивалента нагрузок атомных электростанций . Владивосток, 1972.

2. Авторское свидетельство по заявке 9 2371183/24 — 07, кл. Н 02 Р 9/42, 1975.