Устройство для моделирования переходных процессов синхронного генератора

бП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ ЬСоюз СоветсййхСоциалистическихРеспублик Ю) 802985 к аатоРскомю сандвтельству(23) Приоритет -осудаРственный комнтетСовета Инннотроо СССРоо делам нзобретеннйн открытой 15.04,78 Рюллетеиь Ю 14 оваиия аписаиия 16. 03. 78 Опубликов(46) Дата опубл 2) Авторы изобретеии В, Давндожч В, К, Сюонов н Б, А Ордена Октябрьской Ревапюцнн Ваесаю эыскатепьскнй н ющучно-исапедовате систем и эпектрическнкэный госогденротвентней праепьскнй институт эюргетнсетей Зиергосетьпроек 71) Заявнтел 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПЕРЕХОДНЫ СИНХРОННЭРЭ П.ОРАТОРА В Изобретение относится к области моделирования энергосистем и может быть использовано в специализированных аналоговых н гибридных вычислительных машинах для расчета установившихся и переходных режимов электричеСкюх систем. 5Иввестно устройство для моделирования сиихреинцк генераторов 11; содержащее блок вычисление ЭДС генератора, блок вычисления скольжения и напряжения генератора, блок преобразования скольжения в два гармонических сигнала, частота которых пропорциональна частоте колебаний ротора.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для моделирования переходных процессов синхронного генератора 21, содержащее источник.опор З ных управляющих импульсов, блок вычисления ЭДС генератора, выход которого подключен к входу блока: вычисления скольжения и напряжения генератора, первый выход которого соединен со входом блока преобразования скольжения в два гармонических сигнала, частота которых пропорциональна частоте колебаний ротора, а второй выход подключен к первому входу блока вычисления ЭДС генератора.Недостатком известных устройств является невозможность моделирования переходных прояви цессов в широком диапазоне масштаба времени нз-за возникающих погрешностей.Целью изобретения является обеспечение возможности моделирования в различных масштабах времени, в том числе и в реальном масштабе.Это достигается тем, что предлагаемое устройство содержит два гармонических преобразователя, первые н вторые входы которых подключены соответственно к первому н второму выходу блока преобразования скольжения в два гармонических сигнала, частота которых пропорциональна частоте колебаний ротора, третьи входы гармонических преобразователей подключены к первому выходу источника опор. ных управляющих импульсов, второй выход которого подключен к четвертому входу первого гармонического преобразователя, а третий выход соединен с четвертым входом второго гар. монического преобразователя, причем выходыпервого н второго гармонических преобразователей подключены соответственно ко второму н третьему входам блока вычисления ЭДС генератора. На чертеже представлена блок-схема предложенного устройства, где 1 - блок вычисления ЭДС генератора, 2 - блок вычисления602965 15 3скольжения и напряжения генератора, 3 блок преобразования скольжения в два гармонических сигнала, частота которых пропорциональна частоте колебаний ротора, 4 - источник опорных управляющих импульсов, сдвинутых относительно основного на + - 5,6 -лгармонические преобразователи, 7 - : 17 - усилители, 18 - 25 - ключи, 26 - ; 33 - фильтры, 34 - ; 36 - элементы обратной связи, 37 - усилитель мошности, 38 - блок перемножения, 39 - преобразователь могцност, 40 - фазорасщепитель, 41 - генератор стабильной частоты, 42 - трансформатор, 43 - катушка индуктивности, 44 - 62 - резисторы, 63 - 68 - конденсаторы, 69 - переменный резистор.В предложенном устройстве выход блока 1 вычисления ЭДС генератора подключен ко входу блока 2 вычисления скольжения и напряжения генератора. Первый выход блока 2 соединен со входом блока 3 преобразования скольжения в два гармонических сигнала, частота которых пропорциональна частоте колебаний ротора. Второй выход блока 2 подключен к первому входу блока 1 вычисления ЭДС генератора, второй вход которого подключен к выходу первого гармонического преобразователя 5, а третий вход - к выходу второго гармонического преобразователя 6. Первые и вторые входы гармонических преобразователей 5, 6 подключены соответственно к первому и второму выходу блока 3. Третьи входы гармонических преобразователей 5 и 6 подключены к первому выходу источника 4 опорных управляющих импульсов. Второй выход источника 4 подключен к четвертому входу первого гармонического преобразователя 5, а третий выход источника 4 соединен с четвертым входом второго гармонического преобразователя 6,Выходы гармонических преобразователей 5, 6 подключены соответственно ко второму и третьему входам блока 1 вычисления ЭДС генератора.Устройство работает следуюшим образом. В блоке 1 воспроизводится величина ЭДС генератора в виде синусоидального напряжения, которое используется в блоке 2 для вычисления скольжения 8 ротора и напряжения И, статора синхронного генератора. Напряжение И статора генератора используется в блоке 1 при вычислении ЭДС, а величина скольжения 8, полученная на выходе блока 2 в виде напряжения, используется для управления частотой выходных сигналов блока 3. Блок 3 выполнен в виде управляемого колебательного контура, на выходе которого образуются напряжения, пропорциональные з 1 п л. и созл., где л, - частота колебаний ротора.Выходные напряжения яп й и сов л блока 3 поступают на основные входы гармонических преобразователей 5 и 6, на управляющие входы которых поступают импульсы с выходов источника 4 опорных управляющих импульсов.На выходах гармонических преобразователей 5, 6, выполненных на базе суммирующих операционных усилителей 7, 8 с управляемыми ключами 18 - 21 на входах, получаются сигна 4лы з 1 п (а. + с )т и сов (д + р )т, которые используются в блоке 1 при вычислении ЭДС генератора.Для вычисления ЭДС генератора в блоке 1 использованы величины напряжения Истатора и напряжение И 1 на кольцах ротора, причем на выходах усилителей 9 и 11 получаются напряжения д и Ф. , пропорциональные проекциям потокосцепления в воздушном зазоре машины Ч на осях д, Ч, связанные с ротором. Величина ЭДС в виде переменного напряжения формируется на выходе усилителя мошности 37.Для вычисления скольжения Я в блоке 2 использованы усилители 16, 17, преобразователь мощности 39, трансформатор 42, резисторы 56, 61, 62 и конденсатор 68, причем на вход усилителя 16 через резистор 62 поступает напряжение гп, пропорциональное моменту турбины. Величина индуктивного сопротивления катушки индуктивности 43 должна выбираться пропорционально сопротивлению рассеяния статора. Блок 3 построен из усилителей 13 - 15 с соответствующими входными элементами и элементами обратной связи, причем для управления частей колебательного контура использован блок перемножения 38,Блок 4 содержит последовательно соединенные генератор стабильной частоты 41 и фазорасщепитель 40, на выходе которого образуется импульс со двигом по фазе относительно основных импульсов на угол + -Л- гПри возникновении возмущения, сопровождающегося изменением величины и фазы напряжения Ы генератора, изменяется величина скольжения Я генератора, что приводит к изменению частоты ,а. = 5 + л, синусоидальных напряжений на выходах блока 3 и изменению частот выходных импульсов гармонических преобразователей 5 и 6. Величина и фаза ЭДС генератора на выходе блока 1 изменяются в соответствии с уравнениями синхронной машины, которые реализуются в блоке 1, В блоке 2 по величине ЭДС вычисляются величина скольжения и величина напряжения генератора. После нескольких циклов качаний возникаюшие колебания затухают. В этом случае переходной режим является устойчивым. Если возникает раскачивание, то переходный режим неустойчив.Использование двух гармонических преобразователей в сочетании с блоком преобразования скольжения в два гармонических сигнала, частота которых пропорциональна частоте колебаний ротора, позволяет обеспечить нормальное функционирование устройства в широком диапазоне масштабов времени.Формула изобретенияУстройство для моделирования переходных процессов синхронного генератора, содержащее Источник опорных управляющих импульсов, блок вычисления ЭДС генератора, выход которого подключен к входу блока вычисления скольжения и напряжения генератора, первый выход которого соединен с входом блока пре602965 Составитель И. ДубининаТехред О. Луговая Корректор П. Макаревич Тираж 826 Подписное Редактор Л. Бибер Заказ 1855/46 ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж 35, Раушская наб. д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4образования скольжения в два гармонических сигнала, частота которых пропорциональна частоте колебаний ротора, а второй выход подключен к первому входу блока вычисления ЭДС генератора, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности моделирования в различных масштабах времени, в том числе и в реальном масштабе времени, оно содержит два гармонических преобразователя, первые и вторые входы которых подключены соответственно к первому и второму выходу блока преобразования скольжения в два гармонических сигнала, частота которых пропорциональна час. тоте колебаний ротора, третьи входы гармонических преобразова 1 елеи подключены к первому выходу источника опорных управляющих импульсов, второй выход которого подключен к четвертому входу первого гармонического преобразователя, а третий выход соединен с четвертым входом второго гармонического преобразователя, причем выходы первого и второго гармонических преобразователей подключены соответственно ко второму и третьему входам блока вычисления ЭДС генератора.Источники информации, принятые во внима ние при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР Мв 238901,кл. 6 06 Ст 7/48, 11.01.68.2. Известия АН СССР, ж. Энергетика итранспорт, Мо 4, 1970, с. 66.