Способ определения ЭДС и индуктивного сопротивления синхронного генератора Советский патент 1986 года по МПК G01R31/34 

Изобретение относится к области электрических машин, а именно к измерению их параметров, и может бы использовано для выбора параметров фильтров, ограничивающих высшие гармонические составляющие напряжения на зажимах генератора до требуемого уровня, а также для оценки качества электроэнергии в автономных системах электроснабжения и при проектировании синхронных генераторов малой мощности.

Цель изобретения - повышение точности измерения ЭДС и индуктивного сопротивления по высшим гармоникам

На фиг.1 изображена исходная схема замещения генератора для п-ой гармоники при работе на активную нагрузку по основной гармонике; на фиг.2 - схема экспериментальной установки для определения параметров машины на исследуемой гармоникej на фиг.З - типовая зависимость тока исследуемой гармоники в ветви генератора от величины емкости конденсатора в корректирующей ветви; на фиг.4 - графики зависимости искомых параметров синхронного генератора и напряжения исследуемой гармоники на его зажимах в функции тока нагрузки, а также рачетные и экспериментальные зависимости напряжения исследуемой гармоники в функции тока нагрузки генератора при наличии на зажимах генратора фильтра высших гармонических с известными параметрами на частоте фильтрации.

Схема замещения синхронного генератора 1 как источника ЭДС высших гармоник (порядок гармоник п ) с внутренним сопротивлением для

п-ой гармоники

Zan

JX

ял

X,

ZW}ft:a(r;)(c r,)+n.

an

;-хсМ

где TO - активное сопротивление фазы якоря.

В выражении (5) параметр Х., определяемый из (1), вычисляется по значению емкости конденсатора 6, при которой ток Ian ветви генератора максимален (фиксируется гармоническим анализатором 8).

При определении ЭДС Е, машины используются данные эксперимента по определению напряжения исследуемой гармоники на клеммах генерато2034432

работающего на линейную активную

нагрузку с сопротивлением г . Искомыми параметрами являются сопротивление генератора I Х и его Е,,

Устройство для измерения ис- ко№)1Х параметров синхронного генератора 1, подключенного к нагрузке 2, содержит корректирующую цепочку 3, состоящую из параллельно включенных индуктивности 4 с L и конденсатора 5с емкостью С,, настроенных в резонанс на частоту основной гармоники, и фильтр-пробку для этой гармоники. Последовательно с этим фильтром включен конденсатор 6 переменной емкости С , последовательно с нагрузкой 2 включен шунт 7, к которому подключается гармонический анализатор 8.

Эквивалентное сопротивление корректирующей цепочки 3 Х(.„ определяется

1)

где u; - круговая частота основной гармоники.

Так как ток п-ой гармоники в системе синхронный генератор - внешняя цепь равен IQH П 2, - результирующее сопротивление, то условием, при котором величина тока принимает максимальное значение, является равенство нулю производной от результирующего сопротивления по

Определяя по известным правилам 2 и взяв от него производную по Xf, получим индуктивное сопротивление фазы якоря по пгой гармонике

(2)

ра при заданной нагрузке по основной гармонике при отключенной корректирующей ветви 3. По найденным из эксперимента XQ,, , U и извест- Ь1м Гд,г„ определяется ЭДС Е„ генератора

ЕЙ и, |l + ri-) + fl (3) н Oi

Методика работы по определению параметров синхронного генератора по высшим гармоникам при смешанной

3

нагрузке (активно-индуктивной) аналогична .

Способ осуществляют следующим образом.

Подключают генератор 1 к нагрузке 2 и устанавливают ток нагрузки. Параллельно нагрузке 2 нодключают корректирующую цепочку 3, Выделяют из тока нагрузки гармоническим анализатором 8 ток п-ой гармоники. Изменяя емкость конденсатора 6, Добиваются максимального значения ток п-ой гармоники. Затем измеряют емкость конденсатора 6, соответствующую максимальному значению тока п-ой гармоники. Отключают корректирующую цепочку 3, измеряют гармоническим анализатором 8 п гармонику напряжения .и по формулам рассчитывают значения ЭДС и индуктивного сопротивления синхронного генератора по п гармонике.

Приведенный способ определения параметров Е (д и Х применен для однофазных и трехфазных синхронных генераторов мощностью 0,2-6,0 кВА. В качестве примера на фиг.З и 4 приведены результаты исследований параметров однофазного генератора авиационного преобразователя ПО-500 на седьмой гармонике с проверкой правильности найденных параметров Ef, и X(j посредством фильтра седьмой гармоники с известными параметрами. Из фиг.4 видно, что расчетные и экспериментальные кривые Uj f() при работе машины с фильтром седьмой гармоники практически совпадают, что подтверждает правильность определения параметров Е,, и XQf,no изложенной методике.

Использование изобретения позволяет:

обосновать выбор параметров филров, ограничивающих высщие гармон ческие составляющие напряжения генраторов до требуемого уровня;

оценить качество электроэнергии в автономных системах электроснабжения ;

обосновать ТЗ для приемников, чувствительный к высшим гармоникам в напряжении питания;

2034434

улучшить услови я работы для приемников, чувствительных к высшим гармоникам;

учитывать полученные результаты при проектировании перспективных автономных источников электрической энергии;

оценить изменение ЭДС и индуктив- 10 ных сопротивлений синхронных генераторов малой мощности на частотах высших гармоник в зависимости от величины нагрузки (при неизменном характере нагрузки) ;

оценить изменение ЭДС и индуктивных сопротивлений генераторов малой мощности на частотах высших гармоник в зависимости от характера нагрузки (при постоянной величине на45

20

грузки).

Формула изобретения

25 Способ определения ЭДС и индуктивного сопротивления синхронного генератора по высшим гармоникам путем нагружения генератора по основной гармонике от холостого хода до но, минальной мощности, измерения тока и напряжения генератора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения ЭДС и индуктивного сопротивления по высшим гармоникам, устанавливают

фиксированное значение тока нагруз- ки, подключают параллельно сопротивлению нагрузки корректирующую цепочку, состоящую из фильтра-пробки по основной гармонике и последовательно

О с ним включенного конденсатора переменной емкости, выделяют из тока нагрузки составляющую высшей гармоники, изменяя емкость конденсатора, добиваются максимального значения

указанной составляющей тока, определяют значение емкости, соответствующей максимальному значению высшей гармоники тока, отключают корректирующую цепочку И измеряют высшую 50 гармонику того же порядка в напряжении, а по измеренным параметрам рассчитывают индуктивное сопротивление и ЭДС по высшей гармонике.

Г

Xan .yv

1

Фаг. I

0.1 0.2 O.J 0,U 0,5 0.6 0,7 C,

Фиг.З

Изобретение позволяет повысить точность определения ЭДС и индуктивного сопротивления по высшим гармоникам. Способ включает нагружение генератора по основной гармонике от холостого хода до номинальной мощности, при этом измеряют ток и напряжение генератора. Дополнительно в способе вьщеляют из тока нагрузки составляющую высшей гармоники, изменяя корректирующую цепочку, подключенную параллельно нагрузке, добиваются максимального значения высшей гармоники тока, измеряют высшую гармонику в напряжении, а по измеренным значениям определяют индуктивное сопротивление и ЭДС. Такой способ позволяет обосновать выбор параметров фильтров, ограничивающих выспше гармонические составляющие напряжения генераторов до требуемого уровня. 4 ил. i (Л ю о 00 4 4 00

Эксперимент

Расчет

и, -Г(1н)

7--Г(1н)

Uj-f(l) I при Heauvuu Vutitmpa 7 ta/ H

t

0U9.i

, ВНИИПИ Заказ 8411/48 Тираж 747 Подписное

- - ---«.. .- - I.II .----.

Филиал П1Ш Патент, г.Ужгород, ул.Проектная, А

5 IH.A

cosfM