Система возбуждения для синхронной машины

(22) Заявлено 1 Ю 379 (21) 2733992/24-07 Р 1)М, Кл,з с присоединением заявки Но(23) Приоритет М 02 Р 9/14 Государственный комитет СССР ио деиаи изобретений и открытийОпубликовано 15,10,81, Бюллетень 1 еЯ 38Дата опубликования описания 151081. 54) СИСТЕМА ВОЗБУЖДЕНИЯ ДЛЯ СИНХРОННОЙ МАШИНЫтоянноготока которого подключены обмотка возбуждения синхронной машины и пуско-.защитный блок из нескольких параллельных ветвей, каждая из которых содержит последовательно соединенные между собой резистор и тйристорный ключ, между анодом и управляющим электродом которого включен пороговый элемент с установкой срабатывания по напряжению, а также реле тока,одни из замыкающих контактов которого соединены с управляющими электродамй тиристоров 2 1.Эта система возбуждения обладает большей надежностью, так как обрыв одной из параллельных ветвей при нормальной работе остальных 4 не приводит к потере защитных функций, и, следовательно, не требует аварийного отключения возбудителя и синхронной машины от сети.Однако наличие параллельных ветвей делает недостаточно надежным пуск синхронной машины и некоторые другие режимы, сопровождающиеся протеканием значительных токов через пускозащитный блок.Пороговые элементы, управляющие тиристорными ключами 0 имеют разброс уставок срабатывания и времен вклюИзоб технике система ктричес для син имеющих дли пит дения. етение относится к электро и может быть использовано возбуждения синхронных эл их машин, преимущественно ронных электрических машин в своем составе возбудител ния основной обмотки возбу Известна система возбуждения син ронной машины, содержащая возбуди тель, на выходе которого включен пу ко-защитный блок, содержащий последовательно соединенный резистор и тиристорный, ключ, управляемый порог вым элементом с уставкой срабатывания по напряжению 1.Эта система возбуждения недостаточно надежна вследствие того, что любая неисправность пуско-защитного блока обрыв цепи, потеря управляемости, короткое замыкание тиристорного ключа) влечет за собой опасность аварийного отключения или повреждения возбудителя и синхронно машины.Наиболее близким техническим решением к изобретению является систе ма возбуждения для синхронной машин содержащая возбудитель, к выходу почения тиристора.С включением первойже параллельной ветви пуско-защитного блока (например, в режиме пускасинхронного двигателя) напряжениена обмотке возбуждения синхронноймашины снижается, что затрудняет, аподчас исключает включение остальныхпараллельных ветвей пуско-защитногоблока. В результате весь, пусковой ток,.течет через одну параллельную ветвь,что вызывает ее перегрев,Целью изобретения является повышение надежности.Поставленная цель достигается тем,что в систему дополнительно введеныдатчик перенапряжения с уставкой срабатывания по напряжению, меньшей уставки срабатыванияпо напряжению порогового элемента, блок памяти и бло формирования импульсов, причем вход датчика перенапряжений включен параллельно выходу возбудителя, а выход датчика перенапряжений через блок памяти соединен с входом блока формирования импульсов, выход которого подключен к другим замыкающим контактам реле тока.При этом блок памяти и блок формироваиия импульсов совмещены в одном узле и выполнены на последовательно включенных тиристоре и резисторе.На чертеже приведена принципиальная схема системы возбуждения.Возбудитель 1 подключен к обмоткевозбуждения 2 синхронной машины 3. Параллельно выходу возбудители 1 через реле тока 4 включен пуско-защитный блок 5 и блок б запуска параллельных ветвей 7, 8 и 9 пуско-защитного блока 5. В параллельных ветвях 7,.8 и 9 последовательно включены резистор 10, тиристорный ключ 11, блок 12 аварийного отключения параллельной ветви. Каждый иэ тиристорныхключей 11 содержит пороговые элементы 13 и 14. Блок 6 запуска параллельных ветвей 7, 8 и 9 состоит из датчика 15 перенапряжений, выполненного на стабилитронах 16 и 17, блока 18 памяти и блока 19 формирования импульсов. Блок 18 памяти и блок ,19 формирования импульсов совмещены и выполнены на тиристоах 20 и 21, последовауельнэ с которыми установлены резистор 22 и атабилизроны 23 и 24. Между анодом трристора 20 (21) и его управляющим электродом включены стабилитроны 16 и 17. Уставка срабатывания стабилитроиов 16 и 17 больше напряжения питания возбудителя 1, но меньше уставки срабатывания пороговых элементов 13 и 14 тиристорных ключей 11.Реле тока 4 выполнено на герконах 25, 26 и 27Катод стабилитрона 23 (24) через геркон 26 (25) подключен к управляющим электродам тиристорных ключей 11 параллельных ветвей 7, 8 иПараллельно резистору 22 включеногерконовое реле 28 контроля тока тиристора 20 (21),Геркон 27 и выходной контакт 29,герконового реле 28 включены на вход системы управления тиристорного возбудителя 1, а между собой параллельно1 О Система возбуждения работает следующим образом.В нормальном режиме работы напряжение на вщсоде возбудителя 1 меньшеуставки срабатывания стабилитронов16 и,17 и пороговых элементов 13 и 14тиристорных ключей 11, вследствие чего пускозащитное устройство 5 не включается. Тиристорный возбудитель 1обеспечивает нормальный режим работысинхронной машины 3.В переходном режиме работы синхронной машины 3, связанном с появлением перенапряжений на обмотке 2 возбуждения синхронной машины 3 (асинхронный ход, пуск синхронного двигате"25 ля включение в сеть генератора методом самосинхронизации) при напряжениина обмотке возбуждения (на выводахсистемы возбуждения) большем напряжения уставки срабатывания, напримерстабилитрона 16, последний пробивается и открывает тиристор 20. По цепи:стабилитрон 23 тиристор 20, резистор22, стабилитрон 24 протекает ток,Герконовое реле 28 сработало. На стабилитроне 24 появляется напряжение,достаточное для открытия тиристорных ключей 11 параллельных ветвей 7, 8 и 9,однако цепь управления этих ключейразомкнута герконом 25. При дальнейшемповышении напряжения пороговый элемент 13 тиристорного ключа 11, например, параллельной ветви 7 пробиваетсяи открывает тиристорный ключ 11 этойветви. Резистор 10 шунтирует обмотку2 возбуждения синхронной машины З,По 45 параллельной ветви 7 течет ток, напряжение на обмотке 2 возбуждения становится менее уставки срабатыванияпороговых элементов 13 тиристорныхключей 11 параллельных ветвей 8 и 95 и стабилитроиа 16. Параллельные ветви8 и 9 не могут включиться пороговыми элементами 13 своих тиристорныхключей 11,Но при протекании тока по парал лельной ветви 7 реле тока 4.срабатывает и геркои 25 подключает устройство 19 Формирования импульсов к управлиющим электродам тиристорных ключей11 параллельвых ветвей 8 и 9.Тиристорные ключи 11 указанных60 ветвей открываются, подключая к обмотке возбуждения 2 остальные параллельные ветви 8 и 9.По завершении переходного процесса, когда напряжение, наведенное в65 обмотке 2 возбуждения синхронной машины 3 станет менее напряжения питания, пуско-защитный блок 5 и блок 6запуска параллельных ветвей отключаются.Происходит это эа счет того, чтогеркон 27 и контакт 29 герконовогореле 28, воздействуют на системууправления возбудителя,.обеспечиваяотключение тиристорных ключей 11 параллельных ветвей 7, 8 и 9 и тиристора .20.1Если переходный процесс характеризуется незначительным повышениемнапряжения до уровня, превышающегоуставку срабатывания стабилитрона16, но меньшего уставки срабатыванияпорогового элемента 13 тиристорногоключа 11, блоки 18 и 19 включаются.Срабатывает герконовое реле 28, которое, воздействуя на систему 30 управления возбудителя 1, обеспечиваетотключение блоков 18 и 19 при снижении уровня напряжения до величиныменьшей, чем уставка срабатываниястабилитрона 16.При неисправности параллельнойветви, например пробое тиристорногоключа 11 параллельной ветви 8, внормальном режиме работы возбудителя через резистор 10 этой ветви течет аварийный ток. Реле 4 тока включается, герконы 25, 26 и 27 замыкаются и подключают блок 19 формирования импульсов к управляющимэлектродам твристорных ключей 11 .остальных параллельных ветвей 7 и 9.Однако в этом режиме напряжение навыходе возбудителя 1 меньше, чемуставка напряжения срабатывания стабилитронов 16, поэтому управляющийимпульс на тиристор 20 не подается,тиристор 20 заперт. Напряжение увравления тиристорными ключами 11 параллельных ветвей 7 и 9 не формируется и указанные ветви ве включаютСяеПри неисправности блока запуска параллельных ветвей, например при пробое тиристора 20, на стабилвтро- .не 24 появляется напряжение, во поскольку через параллельные ветви 7, 8 и 9 ток не течет, расположенный в цепи управления тиристорвых ключей 11 геркон 25 разомкнут, что иск" лючает подачу управляющих импульсов в цепи управления тиристорных ключей 11.Поскольку цепи блока 6 запуска параллельных ветвей 7, 8 и 9 - слаботочные, сколько-нибудь длительное подключение их не приводит к аварий" ной ситуации.При необходимости может быть установлена сигнализация контроля длительности тока блока 6, напримерконтролем выделяющегося тепла резис- тора 22Таким образом, данное устройство обеспечивает включение всех парал лельных ветвей пуско-защитного блока в переходных режимах работы синхронной машины, связанных с появлением перенапряжений на обмотку возбуждения, например в режиме пуска синхронного двигателя.При этом это устройство предотвращает включение параллельных ветвей пуско-защитного блока при неисправ". ности одной иэ них или неисправности блока запуска ПараллЕльных ветвей.Надежное включение всех параллельных ветвей пуско-защитного блока позволяет повысить токовую нагрузку ветвей пусковащитного блока, следовательно, уменьшить габариты и вес как этого устройства, так и системы воз буждения в целом беэ снижения надежности ее работы. 5 О 15Совмещение блока памяти и блока формирования импульсов и выполнение их на последовательно включенных тиристоре и резисторе позволяет упростить конструкцию указанных блоков, а также исключает необходимость дополнительных источников питания их работы. Формула изобретения 2. Система по и, 1, о т л вч а ю щ а я с я тем, что блок памяти и блох формирования импульсов совмещены в одном узле и выполнены на последовательно включенных тиристоре и резисторе. 30 . 1. Система возбуждения для синхронной машины, содержащая возбуди тель, к выходу постоянного тока которого подключены обмотка возбуждениесинхронной машины и пуско-защитный 35 блок, выполненный из нескольких параллельных ветвей, каждая из которыхвключает последовательно соединенныемежду собой резистор и тиристорныйключ, между анодом и управляющим эле О ктродом которого подключен пороговыйэлемент с уставкой срабатывания"понапряжению, а также реле тока, однииз замакающих контактов которого соединены с управляющими электродами тиристорвого ключа, о т л и ч а ю - 45 щ а я с я тем. что, с целью повышения надежности, в нее дополнительновведены датчик перенапряжения с уставкой срабатывания по напряжению,меньшей уставки срабатывания по напфф ряжевию порогового элемента, блокпамяти и блок формирования импульсов,причем вход датчика перенапряженийвключен параллельно выходу возбудителя, а выход датчика перенапряжений 55.через блок памяти соединен с входомблока формирования импульсов, выходкоторого подключен к другим замыкающим контактам реМе тока.873370 Источники информации,принятые во внимание при экспертизев металлургии М., "Металлургия", 1974, с. 118-1192. Комплексные тиристорные устройства серии КТУ, Каталог, окп;341.631. Таллин, 197. 1. Вершинин П.П, Хашпер Л,Я.Применение синхронных электроприводов Составитель А.ЛебедевТехред Т,Маточка Коррект емчик дактор Е.Дорошенк аказ 9068 Тираж 733Государственного коелам изобретений иква, Ж, Раушская илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна ВНИИП по 3035, М