Нагрузочное устройство для испытания генератора электростанции переменного тока Советский патент 1979 года по МПК H02P9/42 

(54) НАГРУЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ГЕНЕРАТОРА ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к области электротехники.

Известно нагрузочное устройство, позволяющее нагружать испытуемую автономную электростанцию (приводной двигатель совместно с электрическим генератором переменного тока) трехфазной промышленной сетью переменного тока . Такое нагрузочное устройство универсально, т.е. позволяет нагружать сетью генераторы постоянного и переменного токов, о тличаюгциеся значениями выходных напряжений и мощностей. Кроме того, око сокращает время испытаний и позволяет утилизировать вырабатываемую приводным двигателем энерггао. Для согласования параметров выходного напряжения испытуемого генератора с параметрами напряжения сети, создающей нагрузку, в известном устройстве используется статический преобразователь частоты с промежуточным звеном постоянного тока. Колебания напряжения сети и.пи испытуемого генератора могут привести к недопустмо большим толчкам тока нагрузки выпрямителя, работаюадегр на противоЭДС инвертора. Подобные случайные нвдо

пустимые колебания тока нагрузки исключаются применением автоматических регуляторов. В указанном нагрузочном устройстве применяются два автс 1атических регулятора параметров нагрузки испытуемого генератора: тока нагрузки и коэффициента мощности. Однако это устройство недостаточно устойчиво. Запас устойчивости его снижает0ся при понижении напряжения сети, повышении коэффициента мощности нагрузки испытуемого генератора и увеличении нагрузки. При -одновременном неблагоприятном изменении перечисленных

5 параметров нагрузки возможно так называемое опрокидывание инвертора, являющееся, как известно, аварийным режиме.

Наиболее близким к изобретению по

0 технической сущности является нагрузочное устройство для испытания генератора электростанций переменного тока, содержащее управляемый выпрямитель с входными зажимами для

5 подключения к генератору, соединенный последовательно с выпрямителем ведомый сетью инвертор с выходными зажимами для подк.пючения к сети, а также автоматическую систему регулиР

рования гока нагрузки с коррекцией ПО напряжению испытуемого генератора, выход которой соединен с управляющими входами выпрямите 1я, и автоматическую систему регулирования коэффициента мощности с коррекцией по напряжению ведущей вети, содержащую датчик напряжения ведущей сети, выход которого соединен с управляющими входами инвертора 2, В этом устройстве при плавном монотонном изменении любого из перечисленных параметров нагрузки или одновременно все параметров в допустимых пределах (от нуля до номинального значения) опрокидывание инвертора исключается, что достигается применением коррекций тока нагрузки по напряжению генератора и коэффициента мощности по наг1ряжению ведущей сети. Однако при внезапном скачкообразном уменьшении напряжения хотя бы одной фазы ведуще сети до нуля (пропадании) опрокидывание инвертора возможно.

Цель изобретения - повышение надежности устройства путем защиты инвертора от опрокидывания при внезапном понижении напряжения фазы ведущей сети. Это достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено датчиком входного напряжения инвертора и логическим элементов, причем выход датчика -напряжения инвертора соедине с одним из входов логического элемента, другой вход которого соединен с выходом датчика напряжения ведущей сети, а выход - с одним из входов системы регулирования тока нагрузки,

На чертеже дана структурная схема описываемого устройства, где 1 - приводной двигатель; 2 - испытуемый генератор, механически связанный с двигателем; 3 - управляемый выпрямитель 4 - инвертор, ведомый сетью 5 и согласующий выходные параметры выпрямителя с сетью; 6 - датчик тока нагрузки; 7 - датчик входного напряжения управляемого выпрямителя, выходом соединенный с входом задатчика 8 тока; 9 - решающий блок, входами соединенный с выходами задатчика тока и датчикатока нагрузки, соответстве но, а выходом - с входом операционного усилителя 10 системы 11 автоматического регулирования (САР) тока нагрузки испытуемого генератора; 12 система импульсно-фазового управления (СИФУ) управляемым выпрямителем; 13 - логический элемент защиты, выходом соединенный с СИФУ выпрямителем или решающим блоком САР тока нагрузки, а двумя входами - с выходами датчиков 14 и 15 входного напря жения инвертора и напряжения ведущей сети, соответственно; 16 - задатчик коэффициенга мощности нагрузки испытуемого генератора, входом связанный .с датчиком 15 напряжения ведущей сет

а выходом - с одним входом решающего блока 17 САР 18 коэффициента мощности нагрузки, связанного другим входом с выходом датчиков 19 коэффициента мощности нагрузки, а выходом с операционным усилителем 20 САР коэффициента мощности; 21 инвертором.

Устройство работает следующим образом.

Энергия, вырабатываемая приводным двигателем 1 любого типа, генератором 2 преобразуется в электрическую энергию переменного тока (например, трехфазного) и далее через преобразователь частоты, включающий в себя управляемый выпрямитель 3, и ведомый сетью инвертор 4 передается в сеть 5 переменного тока.

САР 11 тока нагрузки генератора включает в себя датчик 6 тока нагрузки, датчик 7 входного напряжения выпрямителя (выходного напряжения испытуемого генератора), задатчик 8 тока нагрузки, решающий блок 9, операционный усилитель 10 и СИФУ 12 управляемым выпрямителем. САР 18 коэффициента мощности нагрузки содержит датчик 19 коэффициента мощности, задатчик 16 коэффициента мощности, решающий блок 17, операционный усилитель 20 и СИФУ 21 инвертором.

САР обеспечивают поддержание задаваемых задатчиком 8 тока нагрузки и задатчиком 16 коэффициента мощност соответствующих параметров нагрузки испытуемого генератора, что обуславливает безаварийную работу нагрузочного устройства как в установившихся так и в переходных режимах, когда возмущающие воздействия описываются непрерывной функцией. Однако разрыв функции изменения напряжения ведущей сети (в частности, скачкообразное уменьшение его до нуля хотя бы в одной из фаз) Приводит к опрокидыванию инвертора - аварийному режиму сущность которого состоит в замыкании накоротко вентилями инвертора входного напряжения последнего, т.е. в данном случае выходного напряжения управляемого выпрямителя.

Защита инвертора от опрокидывания осуществляется при помощи системы защиты, включающей в себя датчики 14 и 15, а также логический элемент 13. Нормальный режим нагрузочного устройства характеризуется неравенством

и,,

и,

(5 ,

где Uj, - напряжение на выходе датчика входного напряжения инвертора;

и,5 - напряжение на выходе датчика напряжения ведущей сети При этом сигнал на выходе логического элемента 13 отсутствует (рав Нулю). Пропадание хотя бы одной из фаз ведущей сети, создающей нагрузку указанное неравенство нарушает (хотя бы кратковременно). На выходе логического элемента 13 при этом появляется сихнал, воздействующий ча оди из входов СИФУ управляемым выпрямителем непосредственно или через решающий блок и тем самым обеспечивающий отключение управляемого выпрямителя от инвертора автоматическим выключателем, перевод управляемого выпрямителя в инверторный режим и, таким образом, уменьшение выходного на пряжения его до нуля. Описываемая зашита практически ис ключает опрокидывание инвертора и, таким образом, повышает надежность работы нагрузочного устройства. Формула изобретения Нагрузочное устройство для испытания генератора электростанций переменного тока, содержащее управляемый выпрямитель с входными зажимами для подк71ючения к генератору, соединенный последовательно с выпрямителем ведомый сетью инвертор с выходными зажимами для подключения к сети а также автоматическую систему регулирования тока нагрузки с коррекцией по напряжению испытуемого генератора, выход которой соединен с управляющими входами выпрямителя, и автоматическую систему регулирования коэффициента мощности с коррекцией по напряжению ведущей сети, содержащую датчик напряжения ведущей сети, выход которого соединен с управляющими входами инвертора, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности путем защиты инвертора от опрокидывания при внезапном понижении напряжения фазы ведущей сети, оно снабжено датчиком входного напряжения инвертора и логическим элементом, причем выход датчика напряжения инвертора соединен с одним из входов логического элемента, другой вход которого соединен с выходом датчика напряжения ведущей сети, а выход - с одним из входов системы регулирования тока нагрузки. Источники информации/ принятые во внимание при экспертизе 1.Калиновский Л.В. Дисс. на соиск. учен, степени канд. техн. наук Исследование и разработка динамического эквивалента нагрузок атомных электростанций . Владивосток, 1972. 2.Авторское свидетельство по заявке № 2371183/24-07, кл. Н 02 Р 9/42, 1975.