Способ ограничения минимального уровня возбуждения синхронной машины Советский патент 1982 года по МПК H02P9/10 

(5) СПОСОБ ОГРАНИЧЕНИЯ МИНИМАЛЬНОГО УРОВНЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННОЙ МАШИНЫ

: .

Изобретение относится к электротехнике, в частности к автоматическому регулированию возбуждения синхронных машин.

Известен способ ограничения минимального возбуждения синхронной машины, по которому измеряют ток, напряжение статора активную и реактивную мощности синхронной машиныСТЗ.

Недостаток этого способа -. неучет изменения предельных по условиям статической устойчивости значений мощности синхронной машины при изменении напряжения во внешней сети.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ ограничения минимального уровня возбуждения синхронной машины, по которому измеряют напряжение статора, активную и реактивную мощности синхронной машины, формируют уставку, определяющую статическую устойчивость синхронной машины в зависимости от величины активной мощности и напряжения статора, сравнивают значение измеренной потребляемой реактивной мощности с этой уставкой и увеличивают ток возбуждения синхронной машины до тех пор, пока значе-. ние потребляемой реактивной мощности не сравняется сзаданной уставкой С2 ..

Для синхронных машин с недопусти10мым нагревом крайних пакетов сердеч-. ника статора в длительных режимах потребления реактивной мощности недостаток данного способа состоит в том, что ограничение режимов потребления

15 реактивной мощности определяется на основе тепловых характеристик машины и при задании уставок ограничителя минимального уровня возбуждения на основе этих характеристик существен20но ограничиваются возможности необходимого кратковременного уменьшения возбуждения синхронных машин в аварийных режимах энергосистем .

3 9

Цель изобретения - повышение эффективности использования синхронной машины в режиме недовозбуждения.

Поставленная цель достигается тем что в способе ограничения минимального уровня возбуждения синхронной машины с недопустимым нагревом крайних пакетов сердечника статора в плительных режимах потребления реактивной мощности, по которому измеряют напряжение статора, активную и реак тивную мощности синхронной машины, формируют уставку, определяющую статическую устойчивость синхронной машины в зависимости от величин активной мощности и напряжения статора, сравнивают значение измеренной потребляемой реа1 тивной мощности с этой уставкой и увеличивают ток возбуждения синхронной до тех . пор, пока значение потребляемой реактивной мощности не сравняется с заданной уставкой, формируют дополнительную- уставку на основе тепловых характеристик синхронной машины, значение потребляемой реактивной мощности сравнивают с дополнительной уставкой, фиксируют момент времени превышения значением потребляемой реактивной мощности дополнительной уставки и величину этого превышения, измеряют параметры, характеризующие тепловое состояние синхронной машины в указанный момент времени, например температуру крайних пакетов сердечника статора, и после, истечения, времени, определяемого разностью допустимой и измеренной температур, дополнительно увеличивают ток возбуждения синхронной машины.

На фиг, 1 представлена блок-схема устройства, реализующего описываемый способ; на фиг. 2 - диаграмма максимально допустимых значений активной и реактивной мощности синхронной машины.

Устройство, реализующее способ oi- раничения минимального уровня возбуждения синхронной машины 1 (фиг. 1) содержит датчики тока 2 и напряжения 3 статора, датчик 4 активной составляющей мощности или тока, датчик 5 реактивной составляющей мощности или тока, блок 6 задания уставки потребляемой реактивной мощности по условиям статической устойчивости и изменения этой уставки в зависимости от напряжения статора, блок 7 срав64

нения потребляемой реактивной мощности с заданной уставкой, определяемой статической устойчивостью синхронной машины, и формирования сигнала, пропорционального превышению значением потребляемой реактивной мощности заданной уставки, автоматический регулятор 8 возбуждения, возбудитель 9, блок 10 сравнения значения потребляемой реактивной мощности с дополнительной уставкой, заданной на основе тепловых характеристик синхронной машины, фиксации момента времени и величины превышения реактивной мощностью дополнительной уставки и блок 11 сравнения величины превышения реактивной мощности дополнительной уставки с заданной зависимостью от времени и формирования.этой выдержки времени.

Диаграмма допустимых мощностей синхронной машины имеет две граничные кривые Ct(фиг. 2), соответствующие номинальному току статора, прямую S , отвечающую номинальной мощности турбины, граничную кривую в, определяющую предельные по статической устойчивости сочетания мощностей, и граничную кривую 2, заданную на основе тепловых характеристик синхронной машины.

Способ реализуют следующим образом.

Ток и напряжение статора синхронной машины 1 (фиг. 1), измеренные соответствующими датчиками 2 и 3, подаются в блок k, где формируется значение активной составляющей мощности или тока статора, и в блок 5,

где формируется значение реактивной составляющей мощности или тока статора. В блоке 6 задается уставка потребляемой реактивной мощности, изменяемая в зависимости оТ напряжения статора и определяемая статической устойчивостью, т.е. граничная кривая б- диаграммы мощности синхррнной машины (фиг. 2). В блоке 7(фиг.1) значение потребляемой реактивной

мощности сравнивается с уставкой, зависящей от величины установленной активной мощности в соответствии с граничной кривой 6 диаграммы мощности синхронной машины (фиг. 2),

и формируется, сигнал, пропорциональный превышению значением потребляемой реактивной мощности з-аданной уставки, который поступает в автомати5ческий регулятор возбуждения 8(фиг. воздействующий на увеличение тока возбуждения возбудителем 9. Таким образом, если по какой-то причине значение потребляемой реак тивной мощности оказалось больше ус тавки, заданной кривой в (фиг, 2), то предлагаемое устройство без выдержки времени устанавливает значение реактивной мощности, равное усТавке, заданной кривой 6. При этом, еще до момента времени превышения значением реактивной мощности уставки, заданной в блоке 6 кривой в, это значение оказывается большим дополнительной уставки, заданной в . блоке 10 (фиг. 1) кривой 2 (фиг.2) на основе тепловых характеристик синхронной машины. В блоке 10(фиг.1) фиксируется момент времени и величина превышения значением потребляемой реактивной мощности дополнительной уставки, заданной кривой 2 (фиг. 2), и Формируется Дополнительный сигнал, пропорциональный величине превышения значением реактивной мощности дополнительной уставки, заданной кривой 2.. В блоке 11(фиг.1) этот сигнал сравнивается с заданной зависимостью от времени и формируется требуемая выдержка времени, по ис течении которой этот дополнительный сигнал воздействует на автоматический регулятор возбуждения, вызывая дополнительное увеличение тока возбуждения. Использование предлагаемого изобретения для синхронных машин с недопустимым нагревом сердечника статора в длительных режимах потребления реактивной мощности позволяет создать устройства ограничения минимального уровня возбуждения, обеспечивающие уменьшение возбуждения до уровня, определяемого статической устойчивостью синхронных машин, что существенно увеличивает диапазон регулирования их реактивной мощности в аварийных режимах энергосистем. 6 Формула изобретения Способ ограничения минимального уровня возбуждения синхронной машины с недопустимы нагревом крайних пакетов сердечника статора в длительных режимах потребления реактивной мощности, по которому измеряют напряжение статора, активную и реактивную мощности синхронной машины, формируют уставку, определяющую статическую устойчивость синхронной машины в зат висимости от величин активной мощности и напряжения статора, сравнивают значение измеренной потребляемой реактивной мощности с этой уставкой и увеличивают ток возбуждения синхронной машины до тех пор, пока значение потребляемой реактивной мощности не сравняется с заданной уставкой, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности использования синхронной машины в режиме недовозбуждения, формируют дополнительную уставку на основе тепловых характеристик синхронной машины , значение потребляемой реактивной мощности сравнивают, с дополнительной уставкой, фиксируют момент времени превышения значением потребляемой реактивной мощности дополнительной уставки и величину этого превышения, измеряют параметры, характеризующие тепловое состояние синхронной машины в указанный момент времени, например температуру крайних пакетов сердечника статора, и после истечения времени, определяемого разностью допустимой и измеренной температур, дополнительно -увеличивают ток возбуждения синхронной машины. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Файбисович В.А. Регулирование возбуждения турбогенераторов в режиме потребления реактивной мощности. Электрические станции,№5,1966,с.5. 2.Любарский В.Г. Ограничение минимального возбуждения мощных генераторов. Труды ВЭИ, М., Энергия, вып. 78, 1968, с. 70.

OS

u

Фиг.1