Устройство для управления синхронной машиной

Устройство для управления синхронной машиной

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советски и

Соцнапнстнческии

Респубики

ОПИСЛНИИ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii) 900398 (8l ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22)Заявлено 210379 (21) 2738179/24-07 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 23.0 1,82. Ьтоллетень М 3

Дата опубликования описания 2301Я2 (5l jM. Кл.

Н 02 Р 9/14

ГооудоретвеиыВ комитет

СССР во uenas изоорвтеиий и открытий (53) УД1 .621. 313. .33.045.57 072. .9:621-9:621.

14. ф

L 1

1 (72) Автор . изобретения

P.Ñ. Цгоев (71) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский институт электроэнергетики (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

СИНХРОННОЙ МАШИНОЙ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электрических машинах переменного тока.

В настоящее время требования к качеству электрической энергии значитель- но возросли. Однако синхронные машины зачастую не могут обеспечить требуемого качества электроэнергии.

Известно, что с объединением энергосистем и появлением длинных линий то высокого напряжения (500, 750 и

1100 кВ) все чаще становится необходимой работа синхронных машин .(генераторов, двигателей) с недовозtS буждением из-за избытка реактивной мощности в сети (избыток реактивной мощности особенно возрастает в ночное время) для поддержания напряжения на требуемом уровне. Становится также необходимой работа существующих в энергосистеме синхронных компенсаторов в режиме с потреблением реактивной мощности из сети вплоть

2 до Q = -1, т.е. работа в режиме с отрицательным током возбуждения. Однако в укаэанных режимах необходимых уровней статистической устойчивости синхронных машин обеспечить не удается без дополнительных мероприятий.

Известно устройство управления синхронной машиной, содержащее синхронный компенсатор и машину постоянного тока с жестко соединенными валами, обеспечивающее искусственную устойчивость синхронного компенсатора посредством системы регулирования машины постоянного тока. При отклонении угла синхронного компенсатора от заданного значения система регулирования машины постоянного тока обеспечивает появление момента на общем валу, стремящегося вернуть ротор в первоначальное положение 31i.

Однако такое устройство не получило практического применения из-за сложности реализации, так как коллек900398

40

55 торно-щеточный аппарат машины постоянного тока не только ухудшает условия эксплуатации синхронного компенсатора, но понижает и надежность устройства в целом.

Известно также устройство управления синхронной машиной переменного тока, содержащее синхронный компенсатор и разгонный асинхронный двигатель с числом пар полюсов, меньшим, чем, у компенсатора, с жестко соединенными валами. Устройство обеспечивает искусственную устойчивость синxp0HHol 0 компенсатора посредством cHG темы регулирования разгонного асинхронного двигателя 2,1.

Недостатком данного устройства является то, что оно может быть реализовано лишь в том случае, если число пар полюсов синхронного компенсатора больше числа пар полюсов разгонного асинхронного двигателя, Кроме того, указанное устройство не может устранить электромагнитной неустойчивости синхронной машины (так называемое явление емкостного самовозбуждения), которая возникает при работе машины через ненагруженные,, дальние или компенсированные линии электропередачи. Кроме того в устройстве дроссель насыщения при отсутствии тока управления из-эа ограниченного значения своего индуктированного сопротивления сохраняет на статорных обмотках разгонного асинхронного двигателя остаточное напряжение, в силу чего создаются дополнительные постоянные потери, снижающие общий КПД устройства.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для управления синхронной машиной, обмотки статора которой подсоединены к сети, содержащее машину двойного питания, вал которой соединен с валом синхронной машины, а обмотки ротора подсоединены к выходу преобразователя частоты, силовые входы которого подсоединены к сети, регулятор, два управляющих входа которого соединены с датчиком напряжения сети и датчиком положения вала машины двойного питания, а выход подключен к управляющему входу преобразователя частоты. При этом известное устройство применяется в качестве управляемых связей энергосистем (так называемых электромеханических преобразователей частоты) 3).

Недостатком устройства является невозможность устранения электромагнитной неустойчивости синхронной машины.

Цель изобретения — повышение устойчивости.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введен датчик общего тока между сетью и зажимами статорных обмоток синхронной машины, причем статорные обмотки машины двойного питания подсоединены к упомяну тым зажимам синхронной машины, а выход датчика общего тока — к третьему входу регулятора.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства.

Устройство содержит синхронную машину 1 и машину 2 двойного питания с жестко соединенными валами.

При этом статорные обмотки машины 2 подключены к статорным обмоткам синхронной машины 1, а роторные обмотки подключены к выходу статического преобразователя 3 частоты. Выход регулятора 4 соединен со статическим преобразователем 3, а входы соединены с датчиком 5 углового положения вала

Зо машин, датчиком 6 частоты сети, датчиком 7 суммарного тока и датчиком 8 напряжения статоров обеих машин. Питание статического преобразователя 3 частоты осуществляется через трансформатор 9.

Устройство работает следующим образом.

По сигналам от датчика 5 углового положения вала машин и датчика S частоты сети в регуляторе 4 формируется сигнал, пропорциональный углу между вектором напряжения сети и, например, поперечной осью ротора синхронной машины 1. По отклонению угла от заданного и по производным этого отклонения в регуляторе ч формируются сигналы, которые управляют работой статического преобразователя 3 частоты, преобразующего напряжение сети в напряжение возбуждения требуемой величины и частоты.

Это напряжение, приложенное к обмоткам возбуждения на роторе машины 2, обеспечивает появление момента на валу, стремящегося вернуть ротор синхронной машины в первоначальное положение.

При емкостном самовозбуждении в статорных цепях машины появляются

9003

5 лавинообразно возрастающие токи и напряжения на частоте, не связанной с частотой сети и определяемой только параметрами элементов схемы и скоростью вращения вала каскада. Сиг- налы о токах и напряжениях самовозбуждения от датчиков 7 и 8 поступают в регулятор 4, где по соответствующему закону, содержащему, например, перекрестные обратные связи по проекциям тока статора, формируются сигналы управления, обеспечивающие устранение этой электромагнитной неустойчивости. Естественно, что для повышения эффективности устройства управление синхронной машиной l и асинхронизированной синхронной машиной 2 необходимо осуществлять совместно по согласованным, т.е. не мешающим друг другу, законам регулирования как для повышения устойчивости по углу, так и для устранения емкостного самовозбуждения машин.

Таким образом, в предлагаемом уст-р ройстве обеспечивается устойчивость по углу синхронной машины. Кроме того, дополнительно устраняется емкостное самовозбуждение, что повышает устойчивость синхронной машины. формула изобретения

Устройство для управления синхрон ной машиной, обмотки статора которой подсоединены к сети, содержащее машину двойного питания, вал которой соединен с валом синхронной машины, а обмотки ротора подсоединены к выходу преобразователя частоты, силовые входы которого подсоединены к сети, регулятор, два управляющих входа которого соединены с датчиком . напряжения сети и датчиком положения вала машины двойного питания, а выход подключен к управляющему входу преобразователя частоты, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения устойчивости, введен датчик общего тока между сетью и зажима-. ми статорных обмоток синхронной машины, причем статорные обмотки машины двойного питания подсоединены к упомянутым зажимам синхронной машины, а выход датчика общего токак третьему входу регулятора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Синхронные генераторы. Зып.5-й доклада СИГРЕ, 1958, Госэневгоиздат, 1959, с. 171

2. Там же, с. 189.

3. Итоги науки и техники. Электрические машины и трансформаторы. Т. 2, 1979, с. 45.

900398

Составитель В. Тарасов

Редактор Н. егоpoea Техредл, Пекарь Корректор Л. Шеньо

Заказ 12201/72 Тираж 718 Подписное

ВНИИПИ 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