Способ регулирования тока возбуждения синхронной машины Советский патент 1990 года по МПК H02P9/10 H02P9/14 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к области автоматического управления режимами синхронных машин, и может быть использовано в устройствах автоматического управления возбуждением синхронных генераторов.

Целью изобретения является улучшение качества электроэнергии и устойчивости энергосистемы при работе син- Хронной машины в режимах недовозбуждеНИ Я.

На чертеже представлено устройст- йо, реализующее предлагаемый способ регулирования тока возбуждения синхронной машины (например, синхронного генератора).

Устройство содержит измерительный трансформатор 1 тока якоря синхрон- iforo генератора 2, подключенный к Йходу датчика 3 тока якоря и входу 4 Датчика 5 регулируемого параметра. Измерительный трансформатор 6 напря- ;Јения якоря подключен к входу датчи- «а 7 отклонения напряжения якоря, ходу датчика 8 частоты напряжения коря и входу 9 датчика 5 регулируемого параметра, содержащего раздели- Цельные трансформаторы 10 и 11, пер- Вичные обмотки которых являются входами 4 и 9 датчика 5 регулируемого па- раметра. Вторичная обмотка трансформатора 10 подключена к регулируемому резистору 12, движок которого через резистор 13 подключен к одному входу Сумматора 14, другой вход которого через резистор }5 подключен к вторичной обмотке 16 трансформатора 11. Вторичная обмотка 17 трансформатора 11 подключена к одному входу блока 18 измерения фазового сдвига, дру- Гой вход которого подключен к выходу сумматора 14.

Выход датчика 7 отклонения напряжния подключен к входу 19 сумматора 20 Выполненного на операционном усили- теле 21 с резисторами 22 и 23 на его Йходе и резистором 24 в цепи обрат- Ной связи. Выход сумматора 20 подключен к управляющему входу выпрямителя 25, выход которого подключен К обмотке возбуждения синхронного генератора 2 и входу датчика 26 тока ротора. Выход датчика 5 регулируемого параметра через дифференциатор 27 подключен к входу масштабного усили- теля 28, выполненного на операционном усилителе 29 с резистором 30 в цепи обратной связи. Выход датчика 3 тока якоря подключен к входу 31 компаратора 32, вход 33 которого подключен к выходу блока( 34 задания. Компаратор 32 выполнен на операционном усилителе 35 с резисторами 36 и 37 на входе и резистором 38 на выходе. Вы

д

$ 0 5 0

Q 5 „

5

ходы датчиков 7, 26,8 и выход масштабного усилителя 28 через дифференциаторы 39, 40, 41 и 42 соответственно подключены к входу сумматора 43, выполненного на операционном усилителе 44 с резисторами 45 в цепи обратной связи и резистором 46 на выходе. Каждый дифференциатор 27, 39, 40, 41 и 42 выполнен на последовательно включенных резисторе 47 и конденсаторе 48. Выход компаратора 32 подключен к управляющему входу 49 ключевого элемента 50, выполненного на транзисторе 51. Выход 52 ключевого элемента 50 подключен к выходу сумматора 43 и входу 53 сумматора 20.

Способ управления возбуждением синхронного генератора осуществляется .следующим образом.

Сигналы тока и напряжения якоря синхронного генератора 2 через трансформаторы 1 и 6 поступают на вход датчика 3, вход 4 датчика 5, а также входы датчиков 7,8 и вход 9 датчика 5, Сигнал тока индуктора с выхода выпрямителя 25 поступает на вход датчика 26. На вход 4 датчика 5 поступает сигнал тока фазы А (1) якоря, а на вход 9 - сигнал напряжения фаз В и С якоря (UBc). Напряжения, пропорциональные току фазы А якоря, и напряжения фаз ВС через резисторы 12,13 и 15 поступают на входы сумматора 14, с помощью которого они суммируются. Резистором 12 устанавливается заданное значение напряжения, пропорционального току фазы А якоря. Напряжение с выхода сумматора 14 поступает на один вход блока 18, на другой вход которого поступает напряжение U6C с вторичной обмотки 17 трансформатора 11. В блоке 18 осуществляется измерение фазового сдвига между напряжением с выхода сумматора 14 и линейным напряжением Иес генератора.

Напряжение с выхода датчика 5 через дифференциатор 27 поступает на вход масштабного усилителя 28. Напряжения с выходов датчиков 7, 26, 8 и усилителя 28 поступают на входы дифференциаторов 39, 40, 4 и 42, с выходов которых сигналы первых производных напряжения якоря, тока индуктора, частоты напряжения якоря синхронного генератора и второй производной напряжения, пропорционального фазовому сдвигу между напряжением, полученным в результате гуммирования на-

пряжения Ugc и напряжения, пропорционального тока фазы А,хи линейным напряжением UBc синхронного генератора поступают на вход сумматора 43. Напряжение с выхода сумматора 43 поступает на вход 53 сумматора 20,. где оно суммируется с напряжением, пропорциональным отклонению напряжения якоря, поступающим с выхода датчика 7. С выхода сумматора 20 напряжение управления поступает на управляющий вход выпрямителя 25, с выхода которого напряжение возбуждения в функции напряжения управления, поступает в об.мотку возбуждения синхронного генератора 2. Напряжение с выхода датчика 3, пропорциональное активной составляющей тока якоря , поступает на вход 31 компаратора 32, на вход 33 которого поступает напряжение задания с выхода блока 34. При активной составляющей тока якоря (активной мощности) - напряжение с выхода датчика 3, превышающей заданную уставку - напряжение с выхода блока 34, на выходе компаратора 32 напряжение отрицательное и транзистор 51 ключевого элемента 50 закрыт и не препятствует прохождению стабилизирующего сигнала с выхода сумматора 43. В этом случае регулирование возбуждения синхронного генератора 2 осуществляется в зависимости от суммы сигнала по отклонению напряжения (с выхода датчика 7) и стабилизирующего сигнала (с выхода сумматора 43)

В переходных режимах при снижении активной составляющей тока якоря ниже заданного значения на выходе компаратора 32 напряжение положительное и транзистор 51 ключевого элемента 50 открывается и шунтирует стабилизирующий сигнал с выхода сумматора 43. В этом случае регулирование возбуждения синхронного генератора 2 осуществляеся только в функции отклонения напряжения якоря.

Применение изобретения позволяет в режимах выдачи предельных значений активной мощности устойчивость и качество переходных процессов обеспечить в основном соответствующим выбором коэффициентов по изменению и производной частоты и коэффициентов

регулирования по вспомогательным параметрам; при работе синхронной машины в режимах недовозбуждения улучшить динамические качества системы и повысить запас устойчивости при введении стабилизации, содержащей сигнал второй производной фазового сдвига. Введение блокировки по вели- 0 чине активной составляющей тока статора повышает качество переходных процессов при больших возмущениях в энергосистеме.

5Фо-рмула изобретения

Способ регулирования тока возбуждения синхронной машины, при котором измеряют величину сигнала отклонения напряжения якоря от номинального

Q значения и формируют стабилизирующий сигнал, а регулирование осуществляют в зависимости от их величины и знака, причем для формирования стабилизирующего сигнала измеряют линейное

5 напряжение якорной обмотки и величину тока в фазе якорной обмотки, ортогональной по отношению к указанному линейному напряжению, сравнивают их между собой и формируют сигнал,-про0 порциональный их фазовому сдвигу, формируют вспомогательный стабилизирующий сигнал, пропорциональный производной одного из выходных параметров синхронной машины, о т л и ч а ю5 щ и и с я тем, что, с целью улучше- ния качества электроэнергии и устойчивости энергосистемы при работе синхронной машины в релгимах недовозбуждения , дополнительно формируют

о сигнал, пропорциональный второй производной сигнала фазового сдвига, и суммируют его с вспомогательным стабилизирующим сигналом, образуя стабилизирующий сигнал, измеряют текущее

5 значение активной составляющей тока якоря синхронной машины, сравнивают его с уставкой и при отрицательном знаке результирующего сигнала регулирование осуществляют в зависимое-

o ти только от сигнала отклонения напряжения, а при положительном знаке результирующего сигн-ала - в зависимости от суммы сигнала отклонения напряжения и стабипизирующего сигнала.

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - улучшение качества электроэнергии и устойчивости энергосистемы при работе синхронной машины в режимах недовозбуждения. Способ управления возбуждением синхронной машины заключается в использовании для регулирования сигнала отклонения напряжения статора и сигнала стабилизации, для формирования которого суммируют линейное напряжение U_BC генератора и падение напряжения на активном сопротивлении от тока фазы A, измерении фазового сдвига между напряжением с выхода сумматора и линейным напряжением генератора и формировании вспомогательного стабилизирующего сигнала. Новым является то, что формируют вторую производную напряжения, пропорционального измеренному сдвигу с выхода датчика регулируемого параметра, образуют сигнал стабилизации путем суммирования второй производной и дополнительного стабилизирующего сигнала, содержащего сигналы производной выходного параметра синхронной машины, а текущее значение активной составляющей тока статора сравнивают с заданной уставкой. При величине активной составляющей выше данной уставки управление возбуждением осуществляют в зависимости от суммы сигнала по отклонению напряжения и сигнала стабилизации. При величине активной составляющей ниже заданной уставки управление возбуждением осуществляют в зависимо