Устройство для ограничения тока намагничивания электрической машины

Устройство для ограничения тока намагничивания электрической машины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()699648

Союз Советских

Социалистически к

Республик

Ж вЂ”. ъ ) (6 I) Дополнительное к авт. свид-еу— (22) Заявлеиоl40377 (2l)2461114/24-7 (51)М. Кл.2

HP 9/10

Н 02 P 9/30 с присоединением заявки М—

Государствеииый комитет

СССР

tlo делам изобретений и открытий (23) Приоритет(53) УДК 621. 313..l2.013.8 (088.8) Опубликовано 25-11.79 Бюллетень Ио 43

Дата опубликовании описании 27.11.79 (72) Автор изобретения

В . В. Мишта (74) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ TOKA

НАМАГНИЧИВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

МАШИНЫ

Изобретение относится к электро- технической промышленности и может быть использовано в системах возбуждения электрических машин, требующих за счет воздействия на систему возбуж . дения ограничения выходного напряжения в зависимости от частоты и напряжения, например, для электрических машин, питающих силовые трансформаторы электрических станций.

Известно устройство, содержащее регулятор напряжения, соединенный с обмоткой возбуждения электрической машины (1).

В известном устройстве ограничения возбуждения производится эа счет сня-тия сигнала управления с усилителя мощности, выполненного в виде управ/ ляемого тиристорного выпрямителя, при превышении значения регулируемого напряжения выше определенного уровня. Однако это устройство не имеет ограничения тока возбуждения в зависимости от снижения частоты.

Известно устройство, содержащее в себе блок, измеряющий текущее значение частоты выходного сигнала и осуществляющее в зависимости от этого сигнала воздействие на уровень тока возбуждения (2).

Недостатком известного устройства является то, что нет ограничения тока возбуждения в зависимости от превышения выходным напряжением опреде5 ленного уровня, что может привести к выходу из строя силовое оборудование станции и электрическую машину.

Известно также устройство для ограничения тока возбуждения (электри= ческой машины, содержащее последовательно соединенные измерительный элемент, элемент задержки и релейный элемент, выход которого подключен к

15 входу блока снижения уставкй регулятора возбуждения (3).

Известное устройство содержит измерительный элемент — насыщающийся дроссель, последовательно с которым

20 через выпрямитель включены: резистор нагрузки, элемент задержки, соединенный с релейным элементом. При достижении границы характеристики ограничения в координатах частота-напря25 жение, соответствующей одной и той же величине тока цепи намагничивания электрической машины, дроссель насыщается, напряжение на резисторе нагрузки становится достаточным для

30 срабатывания реле, воздействующего

699648 на снижение уставки напряжения АРВ.

При достижении границы области ограничения задержки на срабатывание реле осуществляется с помощью конденсатора, включенного параллельно обмотке реле. Недостатком известного устройства является отсутствие быст5 рого возврата указанного элемента задержки в исходное состояние (отсутствие цепи быстрого разряда конденсатора) при отходе рабочей точки от границы области ограничения. Вследствие этого при периодическом характере отхода рабочей точки, (например, при асинхронном режиме в энергосистеме) необходимая отстройка по временй от колебаний частоты и напряжения не будет осуществляться, т.е. устройство имеет низкую помехоустойчивость и избирательность.

Недостатком известного устройства является также зависимость характе- 20 ристики намагничивания дросселя от внешних магнитных полей, температуры, естественного старения, что приводит к снижению точности.

Целью изобретения являются повы- 25 шение точности, помехоустойчивости и избирательности.

Для этого устройство для ограничения тока намагниччванич электрических машин снабжено последователь- 3Q ,но соединенными импульсным компаратором и расширителем импульсов, причем вход импульсного компаратора соединен с выходом измерительного элемента, а выход расширителя импульсов 35 подключен к входу релейного элемента.

Повышение точности и помехоустой- . чивости достигается применением в качестве измерительного элемента конденсатора, включенного на измеряемое напряжение через резистор, сопротивление которого выбирается не мзнее чем на порядок большим сопрбтивления конденсатора в заданном диапазоне частот. измеряемым параметром является 45 напряжение на конденсаторе, прямо пропорциональное величине измеряеМого напряжения и обратно пропорциональное частоте. Величина этого напряжения, равная напряжению открытия однопереходного транзистора, соответствует характеристике ограничения трка намагничивания в координатах частота-напряжение . Так как открытие однопереходного транзистора

Ф области ограничения происходит один раэ в период, коэффициент возврата устройства повышается, что также, способствует.повышению точности работы.

Повышение избирательности дости- Я гается применением в элементе задержки компаратора, на входе которого установлена RC-цепь с дополнительным диодом, имеющая постоянную:времени заряда конденсатора, определяемую требуемой величиной задержки, и обеспечивающая быстрый разряд конденсатора при возврате элемента задержки в исходное состояние.

На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство, блок-схема; на фиг.

2 — принципиальная электрическая схема.

Устройство для ограничения тока намагничивания электрических машин содержит соединенные последовательно между собой измерительный элемент 1, импульсный компаратор 2, расширитель

3, импульсов, элемент 4 задержки и релейный элемент 5, выход которого соединяется со входом блока снижения уставки регулятора напряжения.

Измерительный элемент 1 (фиг. 1) подключается ко вторичной .обмотке разделительного трансформатора 6 (фиг. 2) Измеряемое напряжение поступает на вход RC-цепочки, образованной резистором 7 и конденсатором 8.

С выхода измерительного элемента напряжение через параллельно соединенные между собой резистор 9 и конденсатор 10 поступает на эмиттер однопереходного транзистора 11, первая база которого через резистор 12 подключена к минусу источника питания, а вторая база через последовательно соединенные резисторы 13 и 14 подсоединяется к плюсу источника питания. Между общей точкой соединения резисторов 13 и 14 и минусом включен стабилитрон 15, эти элементы образуют параметрический стабилиза-. тор, служащий для устранения влияния изменения питающего напряжения и окружающей температуры на..характеристики импульсного компаратора 2.

Расширитель 3 импульсов выполнен на двух одновибраторах 16 и 17. Одновибратор 16 образован транзисторами

18 и 19, а одновибратор 17 транзисторами 20 и 21. Для получения требуемой выходной характеристики база транзистора 18 через диод 22 соединена с коллектором транзистора 20

Выходной сигнал импульсного компаратора 2 подается на базу транзистора 21 через конденсатор 23. Элемент 4 задержки образован компаратором 24, в состав которого входит операционный, усилитель 25, неинвертирующий вход которого через резистор 26 соединен с минусом питающего источника, а через резистор 27 подключен к выходу времяэадающей цепи, состоящей из резистора 28, диода 29 и конденсатора 30. Вход времязадающей цепочки соединен с выходом расширителя 3 импульсов. Выход операционного усилителя 25 соединяется со входом релейного элемента 5. Релейный элемент

5 образован транзистором 31, базовая цепь которого через резистор 32 соединяется с выходом элемента 4 задерж699648 ки, а в коллекторную цепь транзистора 31 включена обмотка реле 33, шунтированная диодом 34. Выходом релейного элемента являются нормально разомкнутые контакты 35, которые подключаются к блоку снижения уставки регулятора возбуждения.

Устройство работает следующим образом. .На вход устройства ограничения через измерительный трансформатор . поступает напряжение электрической машины, например, силового трансформатора электростанции. При достижении границы ограничения на выходе импульсного компаратора 3 образуется импуль", поступающий через конден- 15 сатор 22 на базу транзистора 21. Длительность выдержки одновибратора 17 выбирается равной примерно половине периода измеряемого напряжения с тем, чтобы этот одновибратор к приходу 20 следующего импульса находился в исходном состоянии. Длительность выдержки одновибратора 16 выбирается равной примерно полутора периодам измеряемого напряжения для того, чтобы не 25 происходил сброс элемента задержки

4 от периода к периоду. Запуск одновибратора 17 производится закрытием транзистора 21 задним фронтом импульса на выходе компаратора 2. 30

Транзистор 20 открывается и через диод 22 запирает транзистор 18, при этом на выходе расширителя 3 импульсов появляется напряжение. В момент закрытия транзистора 20 начинается рабочий цикл одновибратора 16, который заканчивается открытием транзис- . тора 18 и исчезновением напряжения на выходе расш 1рителя 3 импульсов, если рабочая точка электрической ма- 4О шины в координатах частота-напря-, жение отойдет от границы области ограничения и одновибратор 17 не будет запущен. Длительность задержки элемента 4 определяется постоянной времени цепи заряда конденсатора 30 с момента закрытия транзистора 18. Открытие транзистора 18 приводит к быстрому разряду конденсатора 30 через диод

29 и, тем самым, к возврату элемен- 50 та 4 задержки в исходное состояние.

Транзистор 31 открывается при срабатывании элемента 4 задержки, реле 33 воздействует на снижение уставки регулятора возбуждения электрической машины.

Использование в устройстве ограничения в качестве измерительного элемента конденсатора в сочетании с однопереходным транзистором позволяет повысить точность и помехоустойчивость, а применение расширителя импу льсов с элементом задержки — избирательность устройства.

В результате появляется возможность более жесткого ограничения тока намагничивания и дополнительного снижения потерь в электрических машинах, в частности, силовых трансформаторах электростанций.

Формула изобретения

Устройство для ограничения тока намагничивания электрических машин, содержащее последовательно соединенные измерительный элемент, элемент задержки и релейный элемент, выход которого подключен к входу блока снижения уставки регулятора возбуждения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности помехоустойчивости и избирательности, оно снабжено последовательно соединенными импульсным компаратором и расширителем импульсов, причем вход импульсного компаратора соединен с выходом .измерительного элемента, а выход расширителя импульсов подключен к входу релейного элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 9 3521148, кл. 322-28, 1970.

2. Патент СИЛ 9 3617856, кл. 322-24, 1971.

3. Отчет НИР Теоретические и экспериментальные исследования и разработка аппаратуры регулирования, управления и повышения устойчивости, руководитель темы Любарский В. Г., номер roc.ðåãèñòðàöèè 9 70000448, 1971, с. 4-5, рис. 1-1. б99б48

ФР2. f

4uz г

Составитель А. Лебедев

РедактоР Ю. Челюханов ТехРеД З Чужик корректор Н. Задерновская

Заказ 7886/2

Тираж 857 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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