Устройство для стабилизации положения ротора синхронных машин электромеханического преобразователя частоты для объединения энергосистем

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоцналнстнческнкРесаублнк о 9971 76 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 060281 (21) 3246172/24-07 Р 1 М К 11 з Н 02 Т 3/06 Н 02 Р 9/04 с присоединением заявки М -Государственный комитет С.СС Р по дедам изобретений и открытий(53)УДК 621.316.3,061(088,8) Дата опубликования описания 150283(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ПОЛОЖЕНИЯРОТОРА СИНХРОННЫХ МИЗИН ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ ДЛЯ ОБЪЕДИНЕНИЯЭНЕРГОСИСТЕМИзобретение относится к электроэнергетике и может. быть использовано в системе регулирования синхронных машин, работающих в составе электро- механических преобразователей частоты.Известно устройство для стабилизации положения ротора синхронных машин электромеханического преобразователя,частоты для объединения энерго" систем, содержащее два трехобмоточ; ных трансформатора, к которым подключены две синхронные. машины, вал каждой из которых снабжен индивидуаЛьнЫм приводным двигателем,. содержащее ре" . гуляторы.приводных двигателей и .дат,чики положения ротора 1.,Недостатком известного устройства является то,.что оно не решает задачу стабиЛизации Положения ротора при: значительных (вплоть до нуля) снижениях напряжения якоря. синхронной машины. В этих условйях регулирование . возбуждения машины становится неэффективным, перестает работать датчик ., 25 внутреннего угла, на один из входов которого поступает сигнал, пропор-. циональный напряжению якоря машины.Цель изобретения -"обеспечение устойчивой работы сийхронных машин . Эф преобразователя при значительных снижениях напряжения якоря. машины и повышение, тем самым, качества пере.даваемой электроэнергии.Указанная цель достигается тем, , что устройство для стабилизации по" ложения ротора синхронной машины ,электромеханического преобразователя частоты для объединения энергосистем, содержащего два трехобмоточных транс= Форматора, к которым подключены две синхронные машины вал каждой из ко,торых снабжен индивидуальным приводным двигателем,содержащее регуляторы приводных двигателей и датчики положения ротора, снабжено двумя дат-.чиками внутреннего угла, двумя датчиками оси ориентации, двумя измерительными трехобмоточными трехфазными трансформаторами, первичные обмотки которых служат.для подключения к шинам объединяемых энергосистем, а вторичные обмотки различных трансФорматоров соединены попарно последовательно согласно и встречно, причем Фазы А согласного соединения и Фазы В, С встречного соединения подключены к входам датчика оси ориента. ции первой машины, а фаза А встреч- лого соединения и фазы В, С соглас 997176ного соединения. подключены к входаь.датчика оси офиентации второй машины,выход каждогодатчика оси ориентацииподключен к входу одного из датчиковвнутреннего угла, .к второму входукоторого подключен выход датчика 5положения ротора, причем выход каждого датчика внутреннего угла подключен к входу регулятора приводногодвигателя,На чертеже представлена блоксхема предлагаемого устройства,Устройство содержит синхронныемашины 1 преобразователя, приводныедвигатели 2, датчики 3 положения ротора, датчики 4 внутреннего угла, дат 15чики 5 оси ориентации, измерительныетрансформаторы б и 7, регуляторы 8приводных двигателей, силовые трансФорматоры преобразователя 9,Положение оси ротора синхронной дмашины 1, на валу которой расположенприводной двигатель 2, фиксируетсядатчиком положения ротора 3, сигналс выхода которого поступает на одиниз входов датчика 4 угла, на другойвход которого поступает сигнал сдатчика 5 оси ориентации, которыйсоответствует либо напряжению фазы Асогласного (встречного) соединениявторичных обмоток измерительных транс;Форматоров б и 7, либо линейномунапряжению В, С встречного (согласного) соединения (большему из них).Сигнал с датчика угла поступает навход регулятора 8, который воздействует на силовую часть системы управления приводного двигателя 2 синхронной машины 1 преобразователя.Первичные обмотки трансформаторовб и 7 подключены к шинам объединяемых энергосистем. Вторичные обмотки 40трансформаторов б и 7 соединены между собой попарно последовательносогласно и встречно, поэтому амплиту.да и фаза напряжения вторичных обмоток измерительных трансформаторов , 45соответствует амплитуде и фазе напряжений на зажимах якоря синхронныхмашин 1, подключенных к силовымтрансформаторам преобразователя 9.Принцип работы устройства заклю Очается в следующем.Приизменении угла 8 между векто"рами б( и б напряжений шин несинхронно работающих энергосистем, объединенных преобразователем частоты,напряжение якоря одной из машин изменяется по закону синуса угла да второй машины - по закону косинусаугла. Тем самым, напряжение якоряпо амплитуде изменяется от номинального значения до нуля, внутреннийугол машин равен либо нулю, либо180 эл.град. (активной мощностьюмашины не загружены). Столь значительный диапазон изменения напряжения якоря делает невозможным эффек тивное использование регулированиявозбуждения во вспомогательной осиротора. В этом случае целесообразнееприменить управляемый привод машин.Регулирование привода осуществляется по внутреннему углу синхронноймашины. Однако датчики угла работаютнадежно лишь при незначительныхотклонениях напряжения якоря, а приравенстве последнего нулю понятиевнутреннего угла машины вообще неопределено.Поэтому в данном устройстве учитывается, что оси роторов машин преобразователя должны быть расположеныпод углом 90 эл.град. друг к другу.Вектор напряжения Фазы А одной машины совпадает по направлению с вектором линейного напряжения В-С другоймашины, Если напряжение фазы А одноймашины изменяется позакону синуса,то напряжение В-С другой машины - позакону косинуса, и наоборот. При равенстве нулю напряжения фазы А напряжение В-С максимально.;Поэтому навходы датчика оси ориентации машиныподключена фаза А встречного (согласного) соединения вторичных обмотокизмерительных трансформаторов и соответственно Фазы В-С согласного встречного соединения.На вход датчикаоси ориентации поступает большее извходных напряжений. Таким образом,на входе датчика угла величина сигнала, определяющего ось ориентацииротора, снижается не более чем на30 от максимального значения.Тем самым обеспечивается стабильность работы датчика внутреннегоугла и системы управления в целом.Таким образом, на вход датчикаоси ориентации ротора поступает сигнал, величина которого обеспечиваетустойчивую работу машин преобразователя, что, в свою очередь, повышает качество передаваемой преобразователем электроэнергии,Технико-экономическая эффективность предложенного изобретения посравнению с прототипом заключаетсяв том, что поставленную задачу удается решить с более высокими показателями качества передаваемой электроэнергии и надежности работы энергосистемы.Формула изобретенияУстройство для стабилизации положения ротора синхронных машин электромеханического преобразователя частоты для объединения энергосистем, содержащего два трехобмоточных трансформатора, к которым подключены две синхронные машины, вал каждой из которых снабжен индивидуальным приводным двигателем, содержащее регу997176 ИИПИ Заказ .951/74 Тираж 615 Подписи илиал ППП фПатент",г.ужгород,ул.Проектная,4 лйторы приводных двигателей и датчики положенияротора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью обеспечения устойчивой работы синхронныхмашин преобразователя при значительных снижениях напряжения якоря, устройство снабжено двумя датчикамивнутреннего угла, двумя датчикамиоси ориентации, двумя, измерительными.трехобмоточными трехфазными транс"Форматорами, первичные обмотки которых служат для подключения к шинамобъединяемых знергосистем, а вторичные обмотки различных трансформаторов соединены попарно последова,тельно согласно и встречно, причемФазы А согласного соединения и Фазыф, С встречного соединения подключе" ны к входам датчика оси ориентации первой машины, а фаза А встречного соединения и фазы В,С согласного соединения подключены к входам дат= чика оси ориентации второй машиныУ выход каждого датчика оси ориентации подключен к входу одного из датчиков внутреннего угла, к второму входу которого подключен выход датчика положения ротора, причем выход каждого датчика внутреннего угла подклю" чен к входу регулятора приводного двигателя,Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР В 577607, кл, Н 002 У 3/34, 1976.