Устройство для ограничения тока намагничивания электрической машины Советский патент 1979 года по МПК H02P9/10 H02P9/30 

на снижение уставки напряжения АРВ. При достижении границы области ограничения задержки на срабатывание реле осуществляется с помощью конденсатора, включенного параллельнообмотке реле. Недостатком известного устройства является отсутствие быстрого возврата указанного элемента задержки в исходное состояние (отсутствие цепи быстрого разряда конденсатора) при отходе рабочей точки от границы области ограничения. Вследствие этого при периодическом характере отхода рабочей точки, (например при асинхронном режиме в энергосистеме) необходимая отстройка по времени от колебаний частоты и напряжения не будет осуществляться, т.е. устройство имеет низкую помехоустойчивость и избирательность.

Недостатком известного устройства является также зависимость характеристики намагничивания дросселя от внешних магнитных полей, температуры, .естественного старения, что приводит к снижению тЬчности.

Целью изобретения являются повыщение точности, помехоустойчивости и избирательности.

Для этого устройство для ограничения тока намагничивание электрических машин снабжено последователь.но соединенными импульсным компаратором и расширителем импульсов, причем вход импульсного компаратора соединен с выходом измерительного элемента, а выход расширителя импульсов подключен к входу релейного элемента Повышение точности и помехоустойчивости достигается применением в качестве измерительного элемента конденсатора, включенного на измеряемое напряжение через резистор, сопротивление которого выбирается не мене чем на порядок большим сопротивления конденсатора в заданном диапазоне частот.

Измеряемым параметром является напряжение на конденсаторе, прямо пропорциональное величине измеряемого напряжения и обратно пропорциональное частоте. Величина этого напряжения, равная напряжению открытия однопереходного транзистора, соответствует характеристике ограничения трка намагничивания в координатах частота-напряжение. Так как от1 рытие однопереходного транзистора области ограничения происходит оди раз в период,.коэффициент возврата устройства повышается, .что также, способствует .повышению точности работы. Повышение избирательности достигается применением в элементе задержки компаратора, на входе которого установлена RC-цепь с дополнительным диодом, имеющая постоянную времени заряда конденсатора, определяемую

требуемой величиной задержки, и обеспечивающая быстрый разряд конденсатора при возврате элемента задержки в исходное состояние.

На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство, блок-схема; на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема .

Устройство для ограничения тока Намагничивания электрических машин содержит соединенные последовательно между собой измерительный элемент 1, импульсный компаратор 2, расширитель 3,. импульсов, элемент 4 задержки и релейный элемент 5, выход которого соединяется со входом блока снижения уставки регулятора напряжения.

Измерительный элемент 1 (фиг. 1) подключается ко вторичной .обмотке разделительного трансформатора 6 (фиг. 2) Измеряемое напряжение поступает на вход КС-цепочки, образованной резистором 7 и конденсатором 8. С выхода измерительного элемента напряжение через параллельно соединенные между собой резистор 9 и конденсатор 10 поступает на эмиттер однопереходного транзистора 11, первая база которого через резистор 12 под ключена к минусу источника питания, а вторая база через последовательно соединенные резисторы 13 и 14 подсоединяется к плюсу источника: питания. Между общей точкой соединения резисторов 13 и 14 и минусом включен стабилитрон 15, эти элементы образуют параметрический стабилиза-. тор, служащий для устранения влияния изменения питающего напряжения и окружающей температуры на--характеристики импульсного компаратора 2.

Расширитель 3 импульсов выполнен на двух одновибраторах 16 и 17. Одновибратор 16 образован транзисторами 18 и 19, а одновибратор 17 транзисторами 20 и 21. Для получения требуемой выходной характеристики база транзистора 18 через диод 22 соединена с коллектором транзистора 20 Выходной сигнал импульсного компаратра 2 подается на базу транзистора 21 через конденсатор 23. Элемент 4 задержки образован компаратором 24, в состав- которого входит операционный , усилитель 25, неинвертирующий вход которого через резистор 26 соединен с минусом питающего источника, а через резистор 27 подключен к выходу время задающей цепи, состоящей из резистора 28, диода 29 и конденсатора 30. Вход времязадающей цепочки соединен с выходом расширителя 3 импульсов. Выход операционного усилителя 25 соединяется со входом релейного- элемента 5. Релейный элемент 5 образован транзистором 31, базовая цепь которого через резистор 32 соединяется с выходом элемента 4 задержки, а в коллекторную цепь транзисто ра 31 включена обмотка реле 33, шунтированная диодом 34. Выходом релейного элемента являются нормально разомкнутые контакты 35, которые подключаются к блоку снижения уставки регулятора возбуждения.

Устройство работает следующим образом.

.На вход устройства ограничения Через измерительный трансформатор . поступает напряжение электрической машины, например, силового трансформатора электростанции. При достижении границы ограничения на выходе импульсного компаратора 3 образуется импульс, поступающий через конденсатор 22 на базу транзистора 21. Длительность выдержки одновибратора 17 выбирается равной примерно половине периода измеряемого напряжения с тем чтобы этот одновибратор к приходу следующего импульса находился в исходном состоянии. Длительность выдер ки одновибратора 16 выбирается равно примерно полутора периодам измеряемого напряжения для того, чтобы не происходил сброс элемента задержки 4 от периода к периоду. Запуск одновибратора 17 производится закрытием транзистора 21 задним фронтом импульса на выходе компаратора 2.

Транзистор ,20 открывается и через диод 22 запирает транзистор 18, при этом на выходе расширителя 3 импульсов появляется напряжение. В момент закрытия транзистора 20 начинается рабочий цикл одновибратора 16, который заканчивается открытием транзистора 18 и исчезновением напряжения на выходе расширителя 3 импульсов, если рабочая точка электрической машины в координатах частота-напря-, жение отойдет от границы области ограничения и одновибратор 17 не будет запущен.

Длительность задержки элемента 4 определяется постоянной времени цепи заряда конденсатора 30 с момента закрытия транзистора 18. Открытие транзистора 18 приводит к быстрому разряду конденсатора 30 через диод 29 и, тем самым, к возврату элемента 4 задержки в исходное состояние.

Транзистор 31 открывается при срабатывании элемента 4 задержки, реле 33 воздействует на снижение уставки регулятора возбуждения электрической машины.

Использование в устройстве ограни чения в качестве измерительного элемента конденсатора в сочетании с однопереходным транзистором позволяет повысить точность и помехоустойчивость, а применение расширителя импу

0 льсов с элементом задержки - избирательность устройства.

В результате появляется возможность более жесткого ограничения тока намагничивания и дополнительного

5 снижения потерь в электрических машинах, в частности, силовых трансформаторах электростанций.

Формула изобретения

Устройство для ограничения тока намагничивания электрических машин, содержащее последовательно соединенные измерительный элемент, элемент задержки и релейный элемент, выход которого подключен к входу блока снижения уставки регулятора возбуждения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности помехоустойчивости и избирательности, оно снабжено последовательно соединенными импульсным компаратором и расширителем импульсов, причем вход импульсного компаратора соединен с выходом .измерительного элемента, а выход расширителя импульсов подключен к входу релейного элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США 3521148, кл. 322-28, 1970.

2.Патент ClJA 3617856, кл. 322-24, 1971.

3.Отчет НИР Теоретические и экспериментальные исследования и разработка аппаратуры регулирования, управления и повышения устойчивости, руководитель темы Любарский В. Г., номер гос.регистрации № 70000448, 1971, с. 4-5, рис. 1-1. .28 I 7 i