Нагрузочное устройство для испытания генератора электростанций переменного тока

(53) УД К 621,313, ,322,001,4 (088. 8) Дата опубликованию описания 28.05.80 В. С. Брыков, Ю. В. Козаков, А, П. Сиваки В, Н, Охрименко(72) Авторы изобретения Украинский заочный политехнический институт(54) НАГРУЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯГЕНЕРАТОРА ЭЛЕКТР(ХТАНЦИЙ ПЕРЕМЕННОГОТОКАИзобретение относится к области электротехники и может быть использовано при испытаниях электрических генераторов автономных электростанций с приводными двигателями после их изготовления, ремонта или перед установкой на объек 5 те.Известно нагруэочное устройство, позволяющее нагружать испытуемую автономную электростанцию (приводной двигатель совместно с электрическим генератором) электрической сетью, например трехфазной сетью переменного тока.4Это устройство универсально, оно позоляет нагружать сетью генераторы, отличные по значениям выходных напряжений и мацностей, сократить время ио пытаний и утилизировать энергию, вырабатываемую приводным двигателем. Для согласования параметров выходного напряжения испытуемого генератора с параметрами напряжения сети, создающей нагрузку, используют последовательно соединенные управляемый выпрямитель и инвертор, ведомый сетью. Колебания напряжения сети или испытуемого генератора могут привести к недопустимо большим толчкам тока нагрузки выпрямителя, работающего ца противо-ЭЙС иивертора. Йля исключения подобных случайных колебаний тока нагрузки нагрузочное устройство должно содержать систему автоматического регулирования тока нагрузки испытуемого генератора.В таком нагрузочном устройстве используют две автоматические системы регулирования параметров нагрузки испытуемого генератора: тока нагрузки и коэффициента мощности. Система регулирования тока нагрузки состоит из дат чика тока, подключенного к зажимам инвертора, выход датчика тока включен на вход сумматора, на второй вход кото рого включен задающий элемент тока нагрузки, а выход соединен с усилителем рассогласования. Система регулирования коэффициента мощности нагрузки состоит иэ датчика коэффициента мощности, вклю5ЕО 3 736 ченного на вход выпрямителя, выход дат=- гика коэффициента мощности включен на вход сумматора, на второй вход которого включен задаеощий элемент коэффициента МОщности, а выход соедиееен с усилителем рассогласования. Контур регулирования тока нагрузки обхеатьевает иеевертор, ведомый сетью, а контур регулирования коэффициента мощности - выпрямитель 1 е.е,Такое регулирование обеспечивает поддержание заданного значения тока и коэффициента мощности нагрузки испыгуемого генератора. Однако понижение напряжения ведущей сети требует увеличения углов регулироваееия инвертора, что сниж ет его запас устойчивости а при больиеих перегрузках н высоком заданном значении коэффициента мощности может привести к опрокидыванию, ето недопустимо.Целью изобретения является повышение надежности устройства и расширенеее его функциональных возможностей,.Это достигается тем, что нагрузочное устройство длч испытания генератора электростанций переменного тока, содержащие управляемыге выпрямитель и ведомый сетью инвертор, соедееееееные послс - довательно и служащеее для вкецочеетия между выходными зажпмамн генератора и сетью, автоматическую систему регули рования тока нагрузки, состояеееую из дат- чика тока, подключенного к зажеемам инвертора, например виходееьем, причем вьеход датчика тока вклеочен на вход сумматора, на второй вход которого включен зазадающий элемент тока ееае.рузкее, а выход соединен с усилителем рассогласования, и автоматическуео систему регулирования коэффициента мощности нагрузки, со тоящую из датчика коэффициента мощности, включенного на входе ве.епрямеетеля, выход датчика коэффициента мощности включен на вход сумееатора, на второй вход котсгрого включен задаюеций элемент коэффициента мощностиа выход соединен с усее-. лителем рассогласования, снабжено цепями коррекции по напрюкению ведущей сети и напряжению испытуемого генератора. Причем выход цепи коррекции по напряжению испытуемого генератора соединен непосредственно или через задающий элемент тока нагрузки и сумматор со входом первого усилителя рассогласования, выход которого подклеочен ко входу фазосдвигающего блока выпрямителя, а выход цепи коррекции по напряжению ведущей сети соедеенен непосредственно или череззадающий элемент козфффициента мопеноо ти, или сумматора со входом второго усилителя рассогласования, выход которогоподключен ко входу фазосдвигающего блока инвертора,На чертеже приведена структурнаясхема предложенного нагрузочного устройства,Гриводиой двигатель 1 испытуемойавтономной электростанции механическисоединен с испытуемым генератором 2. К выходу последнего подключен управляемый выпрямитель 3, который совместнос инвертором 4, ведомым сетью переменного тока 5, образует преобразовательчастоты, Между инвертором 4 и сетью 5 включен согласуюнеий сетевой трансформатор 6, Патчик 7 тока ееагрузки испытуемого генератора может быть включен,например, на выходе инвертора. Задающийэлемент 8 своем входом соединен с выходом датчика напряжения 9 цепи коррекции по напряжению генератора. Выходсумматора 10 соединен со входом усилителя рассогласования 11, выходом подключенного к фазосдвигаеощему блоку 12,Пере еисленные элементы нагрузочногоустройства сбразуют систему регулирования тока нагрузки.Система регулирования коэффициентамощности нагрузки испытуемого генератора включает датчик 13 коэффициентамоецееости, включенный на входе управляемого выпрямитееея 3, задающий элемент14, входом соединеееньей с датчиком напряжения 15 цепи коррекции по напряжению сети, а выходом - со входом сумматора 16, операционный усилитель 17 ифазосдвигающий блок 18 инвертора 4.Работает нагрузочиое устройство следующим образом,Механическая энергия приводного двигателя 1 генератором 2 преобразуется вэлектрическую энергию переменного тока.Генератор 2 нагружен управляемым вьепрямителем 3, нагруженньеей заВисимым инвертОром 4, через согласующий трансформатоо 6 подключенным к сети 5 переменного тока. Коммутацеи вентилей выпрямителч осуществляется естественно счастотой напряжения испытуемого генератора, а коммутапяи вентилей инвертора4 - с частотой напряжения сети.Таким образом, энергия вырабатываемая приводным двигателем, поступает всеть.Ток нагрузки генератора устанавливается задающеим элементом 8. Заданиесравнивается сумматором с выходным5 7363 сигналом датчика токе 7 и через операционный усилитель 11 и фазосдвигающий блок 12 воздействует на углы регулирования управляемого выпрямителя 3 с целью поддержания заданного значения тока. Коррекция тока нагрузки генератора по выходному напряжению вводится на один из входов задающего элемента В от датчика напряжения генератора 9, представляюц 1 егособой, например, неуправляемый 10 выпрямитель, через трансформатор подключенный к входу испытуемого генератора. Она позволяет получить мягкую внешнюю характеристику (зависимость эквиваленствого сопротивления от напря жения генератора) при возможной В процессе наладки неудовлетворительной 1 заботе системы автоматического регулирования скорости привода и возбуждения генератора, т, е, облегчает процесс налад ки ее,Коэффициент мощности нагрузки устанавливается задающим элементом 14.Сигнал задания сумматором 16 сравнивается с выходным сигналом датчика 25 коэффициента мощности. 13 и через операционный усилитель 17 и фазосдвигающий блок 18 воздействует на углы регулирования инвертора 4 с цепью поддержания заданного коэффициента мощности зО нагрузки генератора, Сигнал коррекции коэффициента мощности по напряжению сети может быть введен, например, на вход задающего элемента от датчика напряжения сети 15. Указанная коррекция 35 исключает уменьшение запаса устойчивости инвертора при случайных понижениях сети, т. е. практически исключает режим работы нагрузочного устройства по этой причинее) биэ которых снабжен фазосдвигаюшим блоком, соединенные последовательно и служащие для Включения между выходными зажимами генератора и сетью, автомати ческую систему регулирования тока нагрузки, состоящую из датчика тока, подключенного к зажимам инвертора, например выходным, выход датчика тока вклю чен на вход сумматора, на второй вход которого Включен задающий элемент тока наг руэки, а выход соединен с первым усили лителем рассогласования, и автоматическую систему регулирования коэффициента мощности нагрузки, состоящую иэ датчика коэффициента мощности, включенного на вхол выпрямителя Выход датчика коэффициента ллощнсх:тп включен на вход сумматора, на Второй ВхОд которОГО Вклю чен задающий элемент коэффициента мощности, а Выход соединен со вторым усилителем рассогласования, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьпцения надежности и расширения функциональных Возможностей, в него дополнительно Введены цепи коррекции па напряжению ведущей сети и напряжению испытуемого генератора, причем выход цепи коррекции по напряжению испытуемого генератора подключен непосредственно или через задаю 1 пий элемент тока пагрузки и сумматор ко входу первого усилителя рассогласоВан 1 ир выход которОГО подключен ко Входу фазссдвГающего блока выпрямитнля, а Выход пепл коррекции по напряжению ведущей сети подключен непосредственно или через задаклпий элемент коэффициента мощпссти и сумм ятор ко Входу Второго усилителя рассОГласОвания, Выход которого подключен ко входу фазосдвигаюшего блока ш 1 вертора.Формул а иэобре т ения Нагрузочное устройство для испытания генератора электростанций переменного тока, содержа 1 пее управляемый выпрямитель и Ведомый сетью инвертор, каждый Ис то 1 пики информациипринятые во в 11 имание при экспертизе1. Калиновская Л. Б, Исследованиеи разработка динамического эквивалентанагрузок автономных электростанций.Кандидатская диссертация. Владивосток.1972,736339 РедакторКрае Тираж 783 ПИ Государственного делам изобретений и 35, Москва, Ж, РСоставительа ТехердО.Анд ППП Патент, г Фотинако Корректор С. Шомак Подписноеомитета СССРоткрытийауаскаи наб., д. 4 жгород, ул. Проектная, 4