Устройство для возбуждения синхронного компенсатора Советский патент 1975 года по МПК H02P9/10 H02P9/14 

1

Известно устройство для возбуждения синхронного компенсатора, содержащее автоматический регулятор возбуждения, двухгрупповой реверсивный вентильный преобразователь, схемы управления, блоки запрета, реверсивный датчик тока ротора и нуль-орган, включенный на выход реверсивного датчика тока ротора. Такая схема работает в функции сигнала управления и тока нагрузки. Однако при малых токах возбуждения любого знака и возникновении короткого замыкания в энергосистеме в обмотке возбуждения возникают перенапряжения, имеющие периодическую и апериодическую составляющие. Если доля тока периодической составляющей больше постоянного тока возбуждения, то суммарный ток возбуждения прерывается, так как при раздельном управлении преобразователем работает только одна из вентильных групп. Прерывание тока возбуждения приводит к размыканию обмотки возбуждения и тем самым вызывает значительное перепапряжение, которое может повредить как обмотку возбуждения, так и преобразователь.

Для снижения перенапряжений до допустимой величины обмотку возбуждения синхронного компенсатора при малых токах возбуждения шунтируют сопротивлением, равным десятикратному значению ее активного сопротивления. Однако подключение активного сопротивления меняет режим работы преобразователя. При этом возникают области прерывистых токов. Нулевому значению выпрямленного напряжения соответствуют углы управления больше 90 эл. град. Кроме того, подключение активного сопротивления к обмотке возбуждения предотвращает возникновение опасных перенапряжений, по искал ает форму регулировочной характеристики, что значительно снижает качество регулирования. Недостатком совместного управления является ограничение максимального угла инверторного режима, что, в свою очередь, ограничивает минимальный угол регулирования выпрямительной группы. При этом динамический потолок возбуждения снижается примерно в два раза, что, в свою очередь, снижает устойчивость работы синхронного компенсатора.

Для уменьщения возможности прерывания тока возбуждения при коротком замыкании в энергосистеме, улучшения качества регулирования преобразователем и повышения динамической устойчивости в предлагаемое устройство введены блоки ограничения, один из входов которых подключен через преобразователь серии узких импульсов в непрерывный сигнал ко входу блока запрета противоположных вентильных групп, другой вход - непосредственно к автоматическому регулятору

возбуждения, а выходы блоков ограничения подключены к схемам управления. Выходы нуль-органа соединены через схему совпадения с блоком запрета соответствующих вентильных групп и непосредственно со схемами управления.

На чертеже дана блок-схема описываемого устройства.

Устройство содержит вентильные группы 1 и 2 реверсивного преобразователя со встречно-параллельным соединением, блоки 3 и 4 запрета, схемы 5 и 6 управления, блоки 7 и 8 ограничения, логические схемы 9 и 10 совпадения, преобразователи 11 и 12 серии узких импульсов управления в непрерывный сигнал, датчики 13 и 14 уравнительного тока, обмотку 15 возбуждения, реверсивный датчик 16 тока ротора, нуль-орган 17, автоматический регулятор 18 возбуждения, разделительный трансформатор 19 и реакторы 20 и 21 ограничения уравнительного тока.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии тока в обмотке 15 возбуждения или его значении, меньшем заданного, сигналы на выходах нуль-органа 17 отсутствуют. Импульсы со схем 5 и 6 управления проходят через блоки 3 и 4 запрета на вентильные группы 1 и 2, осуществляя совместное управление. Одновременно напряжение управления поступает в противофазе от регулятора 18 возбуждения через регулируемые блоки 7 и 8 ограничения на схемы 5 и 6 управления. Для того, чтобы не было прорыва инверторного режима, при совместном управлении ограничивают максимальный угол инверторной группы. Во избежание нарушения согласования вентильных групп необходимо, соответственно, ограничить минимальный угол открытия вентильной группы в выпрямительном режиме. Это осуществляется при помощи управляемых блоков 7 и 8, ограничивающих напряжение при наличии сигнала на управляющих входах, на которые поступает сигнал с блока 3 или 4 запрета противоположной вентильной группы 1 или 2 через преобразователи 11 и 12 серии узких импульсов управления в непрерывный сигнал. При снятии сигнала с управляющих входов блоков 7 и 8 снимается ограничение с напряжения управления.

При совместном согласовании управления в цепи реверсивного контура протекает уравнительный ток. Выходной сигнал датчика 13 уравнительного тока вентильной группы 1 подается в схему 6 управления вентильной группы 2 и наоборот. Датчики имеют линейную характеристику. Начальная фаза характеристик преобразователя настроена на задний уравнительный ток при соблюдении условий согласования вентильных групп Xi + Х2 180°. Применение регулятора уравнительного тока позволяет уменьшить габариты ограничительных дросселей.

Предположим, что вентильная группа 1 работает в выпрямительном режиме и несет нагрузку. По обмотке 15 возбуждения протекает

ток нагрузки. При достижении током порогового значения при сравнении его с заданным током на выходе нуль-органа 17 появляется сигнал, который подается в схему 6 управления вентильной группы 2, увеличивая угол управления до максимального значения. Уравнительный ток становится прерывистым или полностью исчезает. Одновременно сигнал с нуль-органа 17 поступает на схему 10 совпадения, на другой вход которой подается сигнал с датчика 14 уравнительного тока данной вентильной группы. При наличии на входах схемы 10 совпадения сигнала с нуль-органа 17 и сигнала прерывистого тока с датчика 14

или его отсутствии на выходе этой схемы возникает сигнал, который поступает на управляющий вход блока 4 запрета и запрещает прохождение импульсов управления со схемы 6 на вентильную группу 2. Преобразователь

переходит на работу с раздельным управлением. Одновременно прекращается подача импульсов управления на преобразователь 12. На выходе преобразователя 12 сигнал становится равным нулю и снимает напряжение с

управляющего блока 7 ограничения. Кроме того, снимаются ограничения с напряжения управления выпрямительной группы 1, которая может работать уже с полными углами открытия, обеспечивая максимальное напряжение возбуждения. При снижении тока возбуждения ниже уровня заданного на выходе нуль-органа 17 сигнал становится равным нулю. При этом подключаются импульсы управления вентильной группы 2. Импульсы управления с блока 4 запрета через преобразователь 12 открывают ключ блока 7 ограничения. Происходит переход на совместное управление. С переходом на совместное управление накладывается ограничение на минимальный

угол открытия в выпрямительном режиме.

Устройство работает аналогично, когда процесс протекает в обратном направлении. При авариях переход с совместного управления на раздельное и обратно может происходить от

увеличения или уменьшения тока возбуждения, т. е. от сложения тока преобразователя, соответствующего углу открытия, апериодической и периодической составляющих токов переходного процесса.

Совместное управление обеспечивает протекание суммарного тока возбуждения в обоих направлениях, предотвращает прерывание тока и исключает возникновение перенапрял ений на обмотках ротора.

Раздельное управление предотвращает прорыв инверторного режима второй вентильной группы, обеспечивает возможность открывания выпрямительной группы с нулевыми углами управления и тем самым в два раза повышает потолок возбуждения, что, в свою очередь, повышает устойчивость работы синхронного компенсатора при аварии в энергосистеме.

В случае использования предложенного

устройства для асинхронизированной синхронной машины число регуляторов определяют по числу обмоток возбуждения машины.

Предмет изобретения

Устройство для возбуждения синхронного компенсатора, содержащее автоматический регулятор возбуждения, двухгрупповой реверсивный вентильный преобразователь, схемы управления, блоки запрета, реверсивный датчик тока ротора и нуль-орган, включенный на выход реверсивного датчика тока ротора, о тличающееся тем, что, с целью уменьшения возможности прерывания тока возбуждения при коротком замыкании в энергосистеме,

улучшения качества регулирования преобразователем и повышения динамической устойчивости, введены блоки ограничения, один из входов которых подключен через преобразователь серии узких импульсов в непрерывный сигнал ко входу блока запрета противоположных вентильных групп, другой вход - непосредственно к автоматическому регулятору возбуждения, а выходы блоков ограничения подключены к схемам управления, причем выходы нуль-органа соединены через схему совпадения с блоком запрета соответствуюш,их вентильных групп и непосредственно со схемами управления.