Устройство для ограничения минимального уровня возбуждения синхронной машины

Союз Советских Социалистических Республик(61) Дополнител (22) Заявлено 2 с присоединецием Гасударственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ МИНИМАЛЬНОГО УРОВНЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННОЙ МАШИНЫНедоста достаточная ристики ог довательно,хронной ма ния.Изобретение относится к электротехнике, а именно автоматическому регулированию возбуждения крупных синхронных машин, снабженных управляемым возбудителем, автоматическим регулятором возбуждения (АРВ) и ограничителем минимального уровня возбуждения.Известны устройства для ограничения минимального уровня возбуждения по активной составляющей тока статора с использованием дополнительного сигнала смещения постоянного тока 1, 2 и Я,Недостатком известных устройств является то, что величина реактивной составляющей тока статора учитывается не полно, что вызывает необходимость иметь большой запас статической устойчивости и приводит к недоиспользованию машины.Известно устройство лля ограничения минимального уровня возбуждения синхронной машины, содержащее датчики активной и реактивной мощности или тока, источник смещения и сумматор, причем выходы датчика реактивной мощности или тока и источника смешения подключены к входам сумматора. ком устроиства является неточность реализации характеаничения устойчивости, а слеи неполное использование сицшины в режиме неловозбуждеС целью повышения эффективности использования синхронной машины в режиме недовозбужления устройство для ограничения минимального уровня возбуждения син хронной машины, содержащее датчик активной и реактивной мощности или тока, источник смешения и сумматор, в котором выходы датчика реактивной мощности или тока и источника смешения подключены к входам сумматора, снабжено нелинейнь 1 м звеном с переменным коэффициентом усиления и нелинейным звеном с изменяющимся быстродействием воздействия результирующего сигнала в зависимости от изменения режима недовозбуждения, причем выход дат чика активной мощности или тока соелиненсо входом нелинейного звена с переменным коэффициентом усиления, выход которого полключен к входу сумматора. а выход сумматора соединен со входом нелинейного звеФормула изобретения 45 50 55 на с изменяющимся быстродействием, а выходной зажим указанного нелинейного звена предназначен для подключения к суммирующему усилителю регулятора возбуждения, причем датчик тока выполнен с инерционной постоянной в 10 - 20 раз большей инерционной постоянной датчика реактивного тока.На фиг. 1 изображено устройство для ограничения минимального уровня возбуждения синхронной машины, блок-схема; на фиг, 2 - граничная кривая (а) и ее кусочно-линейная аппроксимация (б), реализуемая с помощью ограничителя.Устройство дЛя ограничения минимального уровня возбуждения синхронной машины содержит синхронный генератор 1, трансформатор тока 2 и трансформатор напряжения 3, датчик активной составляющей мощности или тока 4, датчик реактивной составляющей мощности или тока 5, нелинейное звено с переменнымкоэффициентом усиления 6, источник смещения 7, сумматор 8, нелинейное звено с изменяющимся быстродействием 9, суммирующий усилитель 10 автоматического регулятора возбуждения (АРВ), возбудитель 11. Устройство работает следующим образом.Сигналы напряжения и тока статора генератора 1 с трансформатора тока 2 и напряжения 3 поступают на входы датчиков активной мощности или тока 4 и реактивной мощности или тока 5. Сигнал с датчика активной мощности или тока 4 поступает на нелинейное звено 6, которое увеличивает коэффициент усиления сигнала по мере набора активной нагрузки, а затем суммируется в сумматоре 8 с сигналами реактивной мощности, поступающими с датчика 5, и сигналом смещения, поступающим с датчика смещения 7.Датчик смещения 7 вырабатывает сигнал смещения, либо пропорциональный напряжению статора, либо стабилизированный.Первое происходит, если граничная кривая задается из условия статической устойчивости машины или если используются датчики активной и реактивной мощности; второе имеет место, если используются датчики активной и реактивной составляющей тока, а граничная кривая задается тепловыми характеристиками машины. В качестве нелинейного звена 6 может быть применен диодный функциональный преобразователь кусочно-линейной функции позволяющий аппроксимировать требуемую граничную кривую любого возможного вида с заданной точность. При наличии датчика активной составляющей с независящей от знака мощности характеристикой аппроксимирующая функция может быть получена как в режиме 5 1 О 15 ъо 25 зе генератора,(фиг, 2).Нелинейное звено 9 формирует динамику полученного сигнала ограничения в зависимости от направления изменения режима и воздействует на АРВ и возбуждение.В режимах, лежащих выше установленной граничной кривой (фиг. 2), звено 9 отключает ограничитель от входа АРВ и последний, получая сигнал напряжения, осуществляет его регулирование.Звено 9 содержит нелинейные цепи дифференцирования и замедления. Оно сообщает сигналу ограничения достаточно малое замедление при вступлении ограничителя в работу и быстрое исчезновение сигнала при выходе его из работы,Такие нелинейные свойства необходимы для уменьшения перерегулирования и улучшения демпфирования колебаний тока ротора при вступлении ограничителя в работу в указанных режимах и в процессе ограничения.То обстоятельство, что датчик активной составляющей мощности (или тока) имеет значительную постоянную времени, практически исключает влияние этой составляющей на статическую устойчивость Машины. Стабилизация системы регулирования осуществляется за счет сигнала реактивной составляющей,В то же время сигнал активйой составляющей участвует в образовании характеристики ограничения, играя роль изменяемого от нагрузки смещения. С увеличением активной нагрузки этот возрастающий сигнал уменьшает величину сигнала реактивной составляющей при движении вдоль граничной кривой.Коэффициент регулирования по контуру ограничения может быть более 50. так и в режиме двигателя Предлагаемое устройство позволяет повысить эффективность использования синхронной машины в р.киме потребления реактивной мощности, улучшить качество переходного процесса по контуру ограничения. Устройство для ограничения минимального уровня возбуждения синхронной машины, содержагцее датчики активной и реактивной мощности или тока, источник смещения и сумматор, причем выходы датчика реактивной мощности или тока и источника смещения подключены к входам сумматора, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности использования синхронной машины в режиме недовозбуждения, оно снабжено нелинейным звеном с переменным коэффициентом усиления и нелинейным звеном с изменяющимся быстродействием воздействия результирующего сигнала в зависимости от изменения режима недовозбуждения, причем выход датчика активной мощ663059 иг. 2 Составитель А. Разди ехред О. ЛуговаяТираж 856 Ю. Челюкано3/57 Редакто Заказ 2 орректор М. ВигулаПодписноеСССР ЦНИИПпо 113035, М нлиал ППП И Госуделамосква,Пате нного комитетатений и открыРаушская наУжгород, ул. арст зобр д, 4/5ектная,т, г 5ности или тока соединен со входом нелинейного звена с переменным коэффициентом усиления, выход которого подключен к входу сумматора, а выход сумматора соединен со входом нелинейного звена с изменяющимся быстродействием, с выходом для подключения к входу суммирующего усилителя автоматического регулятора возбуждения синхронной машины, причем датчик активного тока выполнен с инерционной постоянбиой в 10 - 20 раз большей инерционной постоянной датчика реактивного тока.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР156213, Н 02 Р 9/10, 1962.2. Авторское свидетельство СССР203041, Н 02 Р 9/10, 1964.3. Авторское свидетельство СССР283381, Н 02 Р 9/10 1969.