Способ измерения частотных характеристик синхронной машины

 

О П И С А Н И Е (1ц888048

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советски и

Социалистических

Республик

К AITOPCICOAAÓ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. синд-ву N 760316 (22) Заявлено 10. 10. 79 (21) 2827567/24и07 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 07. 12. 81. Бюллетень М45 (SI)M. Кл.

G 01 R 31/34

Н 02 К 15/00 (Ьаударстваииый каиитит

СССР ио делан изайретеиий и открытий (53) УАК 621. .313.32 (088.8) Дата опубликования описания 10. 12.81 (72) Авторы изобретения

6.3. Гамм и Н.M. Письман (1

\ ° l

Сибирский научно-исследовательским. инс ФЙх р,энеогети и

° <.. (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

СИНХРОННОЙ ИАШИНЫ

Изобретение относится к области электрических машин, а именно к методам измерения их параметров, и может быть использовано для определения частотных характеристик синхронного генератора.

Иэ основного авт. св. h" 760316 известен способ измерения частотных характеристик синхронной машины путем создания гармонических низкочастотных колебаний ее режимных параметров, например при вращении ротора с заданным скольжением, измерения напряжения питания статора и частоты гармонических колебаний параметров и определения действительных и мнимых составляющих частотных характеристик в виде проводимостей по осям машины расчетным путем по измеренным величинам.

Измеряют активную и реактивную мощности машины и из измеренных величин формируют сигналы, пропорциональные постоянной составляющей и пере менной составляющей с двоичной частотой скольжения активной и реактивной мощности 3)Недостаток укаэанного способа заключается в том, что частотные характеристики измеряют в узком диапазоне частот, в зоне докритических скольжений, а это ограничивает область использования данных характеристик при анализе результирующей устойчивости и анормальных режимое.

Цель изобретения — расширение частотного диапазона, в котором можно измерять частотные характеристики синхронной машины, работающей под нагрузкой.

Для реализации поставленной цели измеряют амплитуду периодической составляющей скольжения и дополнительно формируют сигналы, пропорциональные переменным составляющим активной . и реактивной мощности с частотами, равными 4S и 6S, где S — частота скольжения.

0», sin (nSt) ) (5)

3$ где n = 2,4, 6; S — среднее скольжение.

l«И

Величины Рс, Р «, определяются линейной комбинацией мнимых составляющих частотных характеристик в осях d u q с частотами S и 35, а 4о

Р»«, 0 »« — линейной комбинацией деиствительных составляющих частотных характеристик в осях d u q c частотами S и 3S.

По выражениям (4), (5) могут быть получены системы линейных уравнений для определения мнимых и действительных составляющих частотных характеристик.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для реализации способа .измерения частотных характеристик синхронных машин.

Устройство содержит блок управления 1, синхронный генератор 2, блок формирования 3, блок фильтрации 4, анализатор скольжения 5, блок 6 воспроизведения, блок определения мни3 8880

Скольжение в установившемся асинхронном режиме имеет периодический характер

Sg = S + S, cos(2St + ф ) (1) где S — амплитуда периодической со »«« ставляющей скольжения.

Величина среднего скольжения установившегося асинхронного режима определяется предшествующим режимом работы генератора, его асинхронной »в характеристикой и моментно-скоростной характеристикой турбины. Амплитуда периодической составляющей скольжения определяется несимметрией ротора генератора по осям d u q. Соответственно напряжения по осям машины имеют вид

0д= 0с(Кд in(St)+Kd in(3St)) (2)

U »=Uc (KQ cos (St)+K cos (3S t) ) (3) где Кд„, К« », Кд и К««, выражаются

Ъ через Бесселевы функции с аргуменSm томZ =—

2S

Иэ уравнения Парка-Горева с учетом соотношений (2) и (3) получены выражения для активной и реактивной. мощности машины в асинхронном режиме

1 2

P = — Р—, (Рsin (nSt)+

2 2 и

"«-Р» cos (nSt)) (4)

0 0

Q = — - Q +- ; ; (Πcos (nS t)

2 % 2

48

4 мых составляющих частотных характеристик 7 и блок 8 определения действительных составляющих частотных характеристик.

Выход блока управления 1 соединен с входом синхронного генератора 2.

Выход синхронного генератора 2 соединен с входом блока формирования 3 и входом блока анализатора скольжения 5. Выход блока формирования 3 соединен с входом блока фильтрации 4, а выход блока 5 соединен с входом блока 6 воспроизведения и входом блока формирования 3. Выходы блоков 6 и 4 соединены с входами блоков определителя мнимых составляющих 7 и определителя действительных составляющих 8 частотных характеристик.

Предложенный способ реализуется следующим образом.

Блок 1 управления дозирует загрузку турбины и осуществляет коммутации в цепи обмотки возбуждения: размыкает или замыкает обмотку возбуждения.

В соответствии с этим в генераторе возникает асинхронный ход со средним скольжением 5, величина которого определяется дозировкой загрузки турбины, устанавливаемой блоком 1, и периодической составляющей, обусловленной несимметрией машины по осям d и q, На вход блока анализатора скольжения 5 поступает величина скольжения

S< . Блок 5 выделяет постоянную составляющую S скольжения и амплитуду периодической составляющей скольжения S„„. Полученные в блоке 5 величины поступаю-. на вход блока формирования 3 и блока воспроизведения 6.

На вход блока формирования 3 поступает с выхода анализатора скольженив блока 5 величина среднего скольжения S, а также величины активной и реактивной мощности Р, Q и напряжение на выводах статора генератора 0<. В блоке формированк,я-3 получают приведенные значения величин активной и реактивной мощности Р =

P à Π— и осуществляют моду0 uo лирование синусоидальных Р sin(nSt), О sin(nSt) и косинусоидальных

Р cos(nSt), 0 cos(nSt) колебаний, амплитуда которых равна приведенной мощности Р и n+ синхронной машины в асинхронном режиме, и = 2, 4, 6, а также их попарное сложение таким .

888048

5 образом, что на выходе блока 3 имеем величины

F>(nS)=P sin(nSt)+0 cos(nSt)

Rg(nS)=Р cos(nSt)-0 sin(nSt)

Полученные в блоке формирования 3 приведенные значения активной и реактивной мощности, а также величины

F1„(nS) и R (nS) поступают на вход блока фильтрации 4, где из них выделяют постоянные составляющие ГНс,, Ъср.

С выхода блока фильтрации 4 сигналы, пропорциональные Р Р и Рррр, Ф поступают на вход блока определителя мнимых составляющих 7, а Q и R .на вход блока, определителя действительных составляющих 8 частотных характеристик.

На вход блока воспроизведения 6 поступают с выхода блока 5 постоянная составляющая скольжения и амплитуда периодической составляющей 5

Sm

8 соответствии с отношением блок воспроизведения 6 вырабатывает сигналы К, Кд, К,„, К,„, которые поступают на входы волоков 7 и 8.

Блок 7 в соответствии со своими входными величинами, поступающими с выхода блока 4 — Рсг, F1, а также Е поступающими с выхода блока 6

К@„, К,1, K „, К, определяет мнимые составляющие частотных характеристик Ilo осям машины.

Блок 8 в соответствии с выходными величинами, поступающими с выхода блока 4 — 0, р, R р, а также поступающими с вйхода блока 6 — К

К-, K > определяет действительные у Ф составляющие частотных характеристик по осям машины.

Использование предлагаемого способа определения частотных хч актеристик по сравнению с существующими по-. зволяет получать уточненные зна з-, ния электромагнитных параметров синхронных машин в области закритических скольжений, что обеспечивает более точный и обоснованный подход к выбору уставок защит и противоаварийной

1Ф автоматики и назначению предельных перетоков по связям в более широком спектре рабочих режимов генераторов.

Отпадает необходимость в специальном проведении эксперимента часbf тотные характеристики можно снимать при проведении натурных испытаний синхронных генераторов в асинхронных режимах, которые проводятся, в частности при настройке защит. Режимные

N параметры, которые регистрируются при испытаниях, используются при определении частотных характеристик.

2$ формула изобретения

Способ измерения частотных характеристик синхронной машины по авт. св. У 760316, о т л и ч а ю щ и йЗФ с я тем, что, с. целью расширения частотного диапазона, измеряют амплитуду периодической составляющей скольжения и дополнительно формируют сигналы, пропорциональные переменным

Зу составляющим активной и реактивной мощности с частотами, равными 4S и

6S, где S — частота скольжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе р 1. Авторское свидетельство СССР

760316, кл. Н 02 К 15/00, 1978.