Способ выявления потери возбуждения управляемой машины переменного тока

Способ выявления потери возбуждения управляемой машины переменного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ВЫЯВЛЕНИЯ ПОТЕРИ ВОЗБУЖДКНИЯ УПРАВЛЯЕМОЙ МАШИНЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА путем измерения скольжения ротора машины, измерения тока возбуждения в обмотке, сравнения тока возбуждения с уставкой срабатывания и выработки управляющего сигнала в случае превышения контролируемым током уставки срабатывания, отличающийся тем, что, с целью выявления несимметричной потери возбуждения асинхронизированной синхронной машины с двумя обмотками на роторе, измеряют ток во второй обмотке возбуждения,сдвиганЛ его по фазе на 90 эл.град., суммируют измеренные токи и полученный сигнал .сравнивают с уставками срабатывания по амплитуде и времени полупериода , сравнивают фазу полученного сигнала фазой измеренного тока в первой обмотке возбуждения, если фазы сигналов совпадают, то фиксируют потерю возбуждения во второй обмотке возбу&ения, если сигналы в противофазе, то фиксируют потерю возбуждения в первой обмотке возбуждения , сигнал о факте потери возбуждения в одной из обмоток возбуждения подается на исполнительный орган.. 2. Способ по п. 1, о т л и ч. а i ю щ и и с я тем, что, с целью выявления симметричной потери возбужде (Л I ния,сравнивают измеренные токи в обеих обмотках возбуждения с их потолочными значениями, если оба тока окажутся меньше соответствующих значений и измеренное скольжение ротора превышает критическое значение ( 5 5кр) фиксируется симметричная потеря возбуждения и подается сигнал lA исполнительный орган.. оо 00 4

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ЭСЮ Н 02 Н 7 06

OllHGAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с

\ J

QO

QQ ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЪ|ТИЙ (21) 3307690/24-07 (22) 29.06.81 (46) 30.03.83. Бюл.. Р 12 (72) Б.З. Гамм и С.В. Иванов (71), Сибирский научно-исследовательский институт энергетики (53) 621.316.925(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 553708, кл. Н 02 Н 7/06, 1976.

2. Авторсксе свидетельство СССР

Р 396784, кл. Н 02 Н 7/06, 1971. (54)(57) СПОСОБ ВЫЯВЛЕНИЯ ПОТЕРИ

ВОЗБУЖДЕНИЯ УПРАВЛЯЕМОЙ МАШИНЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА путем измерения скольжения ротора машины,.измерения тока возбуждения в обмотке, сравнения тока возбуждения с уставкой срабатывания и выработки управляющего сигна ла в случае превышения контролируемым током уставки срабатывания, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью выявления несимметричной потери возбуждения асинхронизированной синхронной машины с двумя обмотками на роторе, измеряют ток во второй обмотке возбуждения, сдвиганй его по фазе на 90 эл.град., суммируют,.SU„„8841 А измеренные токи и полученный сигнал,сравнивают с уставками срабатывания по амплитуде и времени полупериода, сравнивают фазу полученного сигнала фазой измеренного тока в первой обмотке возбуждения, если фазы сигналов совпадают, то фиксируют потерю .возбуждения во второй обмотке возбуждения, если сигналы в противофазе, то фиксируют потерю возбуждения в первой обмотке возбуждения, сигнал о факте потери возбуждения в одной из обмоток возбуждения подается на исполнительный орган.

2. Способ по п. 1, о т л и ч,а— ю шийся тем, что, с целью выяв- Pg ления симметричной потери возбужде,. ния, сравнивают измеренные токи в обеих обмотках возбуждения с их потолочными значениями, если оба тока окажут- ( ся меньше соответствуюших значений . и измеренное скольжение ротора превышает критическое значение (5 > 5 р) фиксируется симметричная потеря возбуждения и подается сигнал на испол- АР нительный орган.

10и8841

Изобретение относится к электроэнергетике и предназначено для повышения надежности электроэнергетических систем, автоматического выявления потери возбуждения, нарушения устойчивой работы асинхронизированной синхронной машины (АСМ).

Известны способы выявления потери возбуждения и асинхронного режима (АР) синхронногО генератора (СГ) по факту снижения тока в цепи обмотки возбуждения {ОВ) ниже уставки срабатыва ни я (.1). недостатком укаэанного способа является его низкая чувствитель- . 15 ность, обусловленная неизменностью условий срабатывания выявительного органа в различных режимах работы генератора.

Наиболее близким к предлагаемому является также способ выявления

20 потери возбуждения и асинхронного режима СГ при снижении тока в цепи обмотки возбуждения ниже установки срабатывания, корректируемой в зави- 25 симости от выдаваемой мощности СГ f2), Недостатком данного способа является его неселективная работа при выявлении потери возбуждения у асинхронизированной синхронной машины, поскольку факт йотери возбуждения определяется по факту снижения тока возбуждения до нуля.

Особенностью ACM является наличие на роторе машины двух равноценных ОВ ток в которых изменяется по гармо- З5 ническсму закону и они смещены относительно одна другой на 90О . Следовательно, токи в ОВ периодически проходят через нуль в нормальном режиме работы ACM. Поэтому способ, ис- 40 пользуемый для выявления потери возбуждения СГ по факту прохождения тока возбуждения через нуль, не приемлем для выявления потери возбуждений у ACM. 45

Необходимость выявления полной или частичной аварийной потери возбуждения, следует из анализа режимов работы ACM.. Потеря возбуждения даже в одной из 0В, при отсутствии форсировки возбуждения в другой ОВ, приводит к нарушению устойчивой работы

АСМ, к возникновению асинхронного режима. Для предотвращения таких случаев необходим эффективный способ выявления потери возбуждения асинхронизированной машины.

Цель изобретения - выявление несимметричной потери возбуждения асинхронизированной синхронной машины с двумя обмотками на роторе. 60

Указанная цель достигается тем, что согласно способу выявления потери возбуждения управляемой машины переменного тока путем измерения скольжения ротора машины, измерения .65 тока возбуждения в обмотке, сравнения тока возбуждения с уставкой сра- батывания и выработки управляющего сигнала в случае превышения контролируемым током уставки срабатывания, измеряют ток во второй обмотке возбуждения, сдвигают его по фазе на

90 эл.град., суммируют. измеренные то -ки и полученный сигнал сравнивают с уставками срабатывания по амплитуде и времени полупериода, сравнивают фазу этого сигнала с фазой измеренного тока в первой обмотке возбуждения, если фазы сигналов совпадают, то фиксируют потерю возбуждения во второй обмотке возбуждения, если сиг налы в противофазе, то фиксируют потерю возбуждения в первой обмотке возбуждения, сигйал о факте потери возбуждения в одной из обмоток возбуждения подается на исполнительный орган.

Одновременно с измерением токов вОзбуждения измеряют скольжение ротора AC машины, сравнивают. измеренное значение с предельно допустимым критическим, в случае превышения измеренным скольжением критического значения сравнивают измеренные в обеих обмотках возбуждения токи с их потолочными значениями, если оба тока окажутся меньше своих потолочных значений, фиксируют симметричную потерю возбуждения.

На чертеже изображена блок-схема устройства, поясняющая предлагаемый способ..

Блок-схема содержит измерительные блоки (трансформаторы тока) 1 и 2, фазосдвигающий блок 3, соединенный с одним из трансформаторов тока и суммирующим блоком 4, выход которого соединен с блоком 5 фильтрации постоянной составляющей (конденсатор), фазосравнивающий блок 6, подключенный к другому трансформатору тока, блок 7 сравнения по амплитуде, включенный на выходе фильтра 5 постоянной составляющей", и высокочастотный фильтр 8 (контроль времени полупериода гармонического сигнала), включенный на выходе блока сравнения по амплитуде и соединенный .с исполнительным органом, блоки 9 и 10. сравнения измеренных токов возбуждения в ОВ1 и ОВ2 с их потолочными значениями, подключенные к трансформаторам тока, блок 11 сравнения измеренного скольжения ротора с его критическим значением и логический элемент И 12, входы которого соединены с блоками сравнения токов возбуждения и блоком сравнения скольжения ротора, а выход элемента И соединен с исполнительным органом.

Выход блока измерения тока возбуждения в обмотке ОВ1 подключен к

1008841 входам блоков 9 и 4 сравнения и суммирования фазосравнивающего устройства б. Выход блока измерения тока возбуждения подключен к входам фаэосдвигающего блока 3 и блока 10 сравнения. Выход блока 3 соединен с одним из входов блока 4 суммирования. Выход блока 4 суммирования соединен с входом блока 5 фильтрации, а его выход соединен с входом блока

7 сравнения. Вйход блока 7 сравнения 10 связан с входом блока контроля времени полупериода. Выход блока 8 подключен к входу фазосравнивающего блока б и входу исполнительного органа 13, один иэ входов которого свя- 15 зан с выходом фазосравнивающего блока б и выходом логического блока 12, вход которого соединен с выходами блоков 9 и 10 сравнения и выходом блока 11 измерения скольжения. 20

При потере возбуждения в одной иэ обмоток возбуждения, например ОВ1, ACM схема работает следующим образом.

Замеряют измерительными блоками

1 и 2 токи в ОВ1 и ОВ2 соответственно. Измеренный ток 6< подается на фаэосдвигающий блок 3, где контро лируемый ток сдвигается на 90эл.град. таким образом, чтобы он находился в противофазе с контролируемым током З0

Затем оба тока и .1 поступают на вход сумматора 4, где эти токи складываются, так как контролируемые токи находятся в противофазе, то на выходе сумматора появится сигналил 35 рассогласования, равный разности то-, . ков, так как в ОВ1 произошла потеря возбуждения (в случае нормального режима работы сигнал рассогласования равен нулю) . Сигнал рассогласо- 40 вания поступает в блок-фильтр 5, где происходит отстройка от сложного срабатывания выявительного органа при подаче на обмотки возбуждения постоянного напРяжения (т.е. сколь- 45 жение 5 = 0, при этом выявительный орган не срабатывает. С выхода блока 5 сигнал поступает на вход сравнивающего блока 7, где сигнал рассогласования сравнивается с устав кой, величина которой определяется величиной небаланса токов в обмотках возбуждения при нормальном режиме ра= боты, неидентичностью измерительных цепей. Если величина сигнала рассогласования превышает величину уставки, то сигнал проходит на блок 8— контроля времени полупериода сигна.ла рассогласования. Блок предназначен для отстройки от переходных процессов в сети, так как внешние воз- 60 мущения могут привести к появлению несимметрии токов в обмотках возбуждения, не связанную с потерей возбуждения, Внешние возмущения (короткое замыкание, обрыв линии ) приводят к наведению в обмотках возбуждения

ACM высокочастотных токов. Токи воз- буждения в ACM изменяются с частотой скольжения Ь = 1-2%, (y =0,5-1 Гц), т.е. время полупериода тока возбуждения Т/2 > 0,5 с, а время полупери» ода наведенных .токов Т/2 6 0,02. Таким образом, контролируя время полупериода сигнала рассогласования, происходит отстройКа от внешних возмущений. С выхода блока 8 сигнал рассогласования поступает на исполнительный орган 13 для фиксации факта несимметричной потери возбуждения.

Для определения в какой именно ОВ произошла потеря возбуждения сравниваются контролируемый сигнал И и сигнал рассогласования по фазе в фаэосравнивающем устройстве б. Если фа-. зы сигналов, поступающих на вход блока б, совпадают, то произойдет потеря возбуждения в ОВ2, если сигналы находятся в противофазе, - потеря возбуждения в ОВ1. Сигнал с выхода фазосравнивающего ус.гройства поступает на исполнительный орган 13 и фиксирует поврежденную обмотку возбуждения. Одновременно с измерением токов возбуждения в обмотках возбуждения и сравнением их с потолочными 1 п,л и?аппо значениЯми в блоках

9 и 10 сравнения измеряют скольжение ротора ACN и сравнивают его с критическим значением скольжения Бкр в блоке 11 сравнения, превышение 5 >5кр означает потерю устойчивости работы

ACN. Критическое скольжение Б р определяется и ограничивается источником питания системы возбуждения.

Логический блок 12 позволяет из всех аварийных ситуаций; приводящих к потере устойчивости ACN, выбрать только случай симметричной потери возбуждения. Для этого на вход логического блока 12 поступают выходные сигналы с блоков 9-11 сравнения, при одновременном соблюдении условийб> бакр

11 1псп, 1с4пот фиксируется симметрич ная йотеря возбуждения и сигнал поступает в исполнительный орган 13.

При несимметричной потере возбуждения исполнительный орган 13 выдает сигнал на пульт диспетчеру, производит автоматическую разгрузку ACN или переводит ее в синхронный режим работы. При симметричной, потере возбуждения, когда происходит наруше ние устойчивой работы ACM отключают ее от сети.

Таким образом, предлагаемый способ выявляет симметричную и несимметричную потерю возбуждения ACN при условии, что токи в OB изменяются по гармоническому закону. Правильность действия выявительного органа не зависит от величины нагрузки АСМ типа

1008841

Редактор Ю. Ковач

Составитель T. Щеголькова

Техред Т.Маточка Корректор A. Гриценко

Заказ 2353/б4

Тираж 615 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 системы возбуждения и причины потерй возбуждения. При отсутствии поте-, ри возбуждения выявительный орган ,, не срабатывает ни при каких установившихся и переходных режимах, ни при каких коротких замыканиях в себ ти, ликвидируемых релейной зарится и автоматикой.

Технико-экономический эффект от использования предлагаемого способа заключается в повышении надежности работы энергосистемы.