Способ ограничения минимального уровня возбуждения синхронной машины

Оп ИСАЙКЕ изовеитиния К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ии 917296 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(23) Приоритет Рвударстюный квинтет СССР ав делам нэабретеннй и открытнй(53) УДК 621. .316.722:621. 313 32(088.8) Дата опубликования описания 30.03,82 В.С. Костелянец, В.Е. Каштелян, А.А, Органови П.С. КабановЛенинградское отделение Всесоюзного орд Ленина.,проектно-изыскательского и научно-иссле ейного" . 1й,1институтаГидропроект" им. С.Я. Жука и ссВНЙВРп" научно-исследовательский институт элект шрщррФныя(54) спосоБ ОгРАничения иинииАльного уРОВН ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННОЙ МАШИНЫИзобретение относится к электротехнике, в частности к автоматическому регулированию возбуждения син" хронных машин.Известен способ ограничения минимального возбуждения синхронной машины, по которому измеряют ток,напряжение статора,активную и реактивную мощности синхронной машины Е 1.Недостаток этого способа - неучет изменения предельных по условиям статической устойчивости значений мощности синхронной машины при изменении напряжения во внешней сети.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ ограничения минимального уровня возбуждения .синхронной машины, по которому измеряют напряжение статора, активную и реактивную мощности синхронной машины, формируют уставку, определяющую статическую устойчивость синхронной машины в зависимости от величины активной мощности и напряжения статора, сравнивают значение измеренной потребляемой реактивной мощности с этой уставкой и увеличивают ток возбуждения синхронной машины до тех пор, пока значение потребляемой реактивной мощности не сравняется с заданной уставкой С 21. Для синхронных машин с недопустимым нагревом крайних пакетов сердеч-. ника статора в длительных режимах потребления реактивной мощности недостаток данного способа состоит в том, что ограничение режимов потребления реактивной мощности определяется на основе тепловых характеристик машины и при задании уставок ограничителя минимального уровня возбуждения на основе этих характеристик существенно ограничиваются возможности необходимого кратковременного уменьшения возбуждения синхронных машин в ава" рийных режимах энергосистем.7296 3Ф 91Цель изобретения " повышение эф фективности использования синхронной машины в режиме недовозбуждения,Поставленная цель достигается тем, что в способе ограничения минимального уровня возбуждения синхронной машины с недопустимым нагревом крайних пакетов сердечника статора в длительных режимах потребления реактивной мощности, по которому измеряют напряжение статора, активную и реактивную мощности синхронной машины, формируют уставку, определяющую статическую устойчивость синхронной машины в зависимости от величин активной мощности и напряжения статора, сравнивают значение измеренной потребляемой реактивной Мощности с этой уставкой и увеличивают ток возбуждения синхронной машины до тех пор, пока значение потребляемой реактивной мощности не сравняется с заданной уставкой, формируют дополнительную уставку на основе тепловых характеристик синхронной машины, значение потребляемой реактивной мощности сравнивают с дополнительной уставкой, фиксируют момент времени превышения значением потребляемой реактивной мощности дополнительной уставки и величину этого превышения, измеряют параметры, характеризующие тепловое состояние синхронной машины в указанный момент времени, например температуру крайних пакетов сердечника статора, и после. истечения времени, определяемого разностью допустимой и измеренной температур, дополнительно увеличивают ток возбуждения синхронной машины.На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, реализующего описываемый способ; на фиг. 2 - диаграмма максимально допустимых значений активной и реактивной мощности синхронной машины.Устройство, реализующее способ ограничения минимального уровня возбуждения синхронной машины 1 (фиг. 1) содержит датчики тока 2 и напряжения 3 статора, датчик 1 активной составляющей мощности или тока, датчик 5 реактивной составляющей мощности или тока, блок 6 задания уставки потребляемойй реактивной мощности по условиям статической устойчивости и изменения этой уставки в зависимости от напряжения статора, блок 7 срав 5 1 О 15 20 5 ЭО 35 40 45 50 55 нения потребляемой реактивной мощности с заданной уставной, определяемойстатической устойчивостью синхронноймашины, и формирования сигнала, пропорционального превышению значением потребляемой реактивной мощностизаданной уставки, автоматический регулятор 8 возбуждения, возбудитель 9,блок 10 сравнения значения потребляемой реактивной мощности с дополнительной уставкой, заданной на основе тепловых характеристик синхронноймашины, фиксации момента времени ивеличины превышения реактивной мощностью дополнительной уставки и блок11 сравнения величины превышения реактивной мощности дополнительной уставки с заданной зависимостью от времени и формирования. этой выдержки времени.Диаграмма допустимых мощностейсинхронной машины имеет две граничные кривые О.(фиг, 2), соответствующие номинальному току статора, прямую В , отвечающую номинальной мощности турбины, граничную кривую 6,определяющую предельные по статической устойчивости сочетания мощностейи граничную кривую 2, заданную на основе тепловых характеристик синхронной машины,Способ реализуют следующим образом,ТОк и напряжение статора синхронной машины 1 (фиг. 1), измеренныесоответствующими датчиками 2 и 3,подаются в блок ч, где формируетсязначение активной составляющей мощности или тока статора, и в блок 5,где формируется значение реактивнойсоставляющей мощности или тока статора. В блоке б задается уставка потребляемой реактивной мощности, изменяемая в зависимости от напряжения статора и определяемая статической устойчивостью, т,е, граничнаякривая К диаграммы мощности синхронной машины (фиг. 2). В блоке 7(фиг.1)значение потребляемой реактивноймощности сравнивается с уставкой, зависящей от величины установленнойактивной мощности в соответствии сграничной кривой 6 диаграммы мощности синхронной машины (фиг. 2),и формируется. сигнал, пропорциональ-,ный превышению значением потребляемой реактивной мощности заданной уставки, который поступает в авчомати5 9172ческий регулятор возбуждения 8(фиг.1)воздействующий на увеличение токавозбуждения возбудителем 9.Таким образом, если по какой-то.причине значение потребляемой реак", 5тивной мощности оказалось больше уставки, заданной кривой 8 (фиг. 2),то предлагаемое устройство без выдержки времени устанавливает значение реактивной мощности, равное ус отавке, заданной кривой б . При этом,еще домомента времени превышениязначением реактивной мощности уставки, заданной в блоке 6 кривой ,это значение оказывается большим до" 15полнительной уставки, заданной в,блоке 10 (фиг. 1) кривой 2 (фиг.2)на основе тепловых характеристиксинхронной машины. В блоке 10(фиг.1)фиксируется момент времени и величина превышения значением потребляемой реактивной мощности дополнительной устдвки, заданной кривой 2(Фиг. 2), и формируется дополнительный сигнал, пропорциональный величине превышения значением реактивноймощности дополнительной уставки,заданной кривой 2, В блоке 11(фиг.1)этот сигнал сравнивается с заданнойзависимостью от времени и формирует- Зося требуемая выдержка времени, по истечении которой этот дополнительныйсигнал воздействует на автоматический регулятор возбуждения, вызываядополнительное увеличение тока воз- З 5буждения,96 6Формула изобретения Использование предлагаемого изобретения для синхронных машин с недо" пустимым нагревом сердечника статора 4 о в длительных режимах потребления реактивной мощности позволяет создать устройства ограничения минимального уровня возбуждения, обеспечивающие уменьшение возбуждения до уровня, ц определяемого статической устойчивостью синхронных машин, что существенно увеличивает диапазон регулирования их реактивной мощности в аварийных режимах энергосистем. Способ ограничения минимальногоуровня возбуждения синхронной машины с недопустимым нагревом крайнихпакетов сердечника статора в длитель"ных режимах потребления реактивноймощности, по которому измеряют напряжение статора, активную и реактивнуюмощности синхронной машины, формируютуставку, определяющую статическуюустойчивость синхронной машины в затвисимости от величин активной мощности и напряжения статора, сравнивают значение измеренной потребляемойреактивной мощности с этой уставкойи увеличивают ток возбуждения синхронной машины до тех пор, пока зна чение потребляемой реактивной мощности не сравняется с заданной уставкой,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения эффективности использования синхронной машины в режиме недовозбуждения, формируют дополнительную уставку на основе тепловыххарактеристик синхронной машины, значение потребляемой реактивной мощности сравнивают. с дополнительной уставкой, фиксируют момент временипревышения значением потребляемойреактивной мощности дополнительнойуставки и величину этого превышения,измеряют параметры, характеризующиетепловое состояние синхронной машиныв указанный момент времени, например температуру крайних пакетов сердечника статора, и после истечениявремени, определяемого разностью допустимой и измеренной температур,дополнительно;увеличивают ток возбужЮдения синхронной машины,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Файбисович В.А, Регулированиевозбуждения турбогенераторов в режиме потребления реактивной мощности.-"Электрические станции",У 5,1966,с.5,2. Любарский В.Г. Ограничение минимального возбуждения мощных генераторов. Труды ВЭИ, И., "Энергия",вып, 78, 1968, с. 70.91729 б оставитель Н, Кореехред 3. фанта орректор Н. Швыдкая отыл Редак Подписноеного комитета СССРнии и открытииРаушская наб., д. 4l Тираж 711НИИПИ Государстве по делам изобрет035, Москва, Ж1900/7 3филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная