83458

Ле 8345 Класс 42 п, 11/03; Ст 09 ЬСССР ОПИСАНИК ИЗОЬРКтЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ф. .11Е1Д. И. АзарьевМОДЕЛЬ ЭНЕРГОСИСТЕМЬЗаялево 17 июня 1947 г. за,й 357836в Народный комиссариат элек 1 роегаиппй СССР Оп 1 бликоваво в бюллетене Изобретеип 1, протьпыепвые ооразиы.товзрпые знаки Хт. 1 за 1967 г.Изобретение относится к устройствам для облегчения проектирования электроэнергетических систем. Известны модели энергосистем, основанные на использовании врашающнхся машин, а также расчетные столы постоянного и переменного тока. Первые из них сложны, громоздки и недостаточно универсальны, Вторые - более компактны, универсальны, но не воспроизводят авто.;1 атически нестационарных процессов, а Т 1 кже связаны с трудоемими и длитель.хи вычислениями в процессе исследований.В предложенной модели энергосистемы, воспроизводящей условия работы отдельных элементов энергосистемы посредством замены их соответственно выбранными электродвижущими силами и активными и рсактивпыз 1 п электрическими сопротв,егням 1, Генератор 1 яя станция энергосистемы имитируется при помощи электронных ламп, а потребители - при помощи схемы заме 1 цеш 1 я с управляемтямп сопротивлениями. В схему генераторной станции системы, имитированной ламповым генератором с колебательным контуром, введены два переменных сопротивления, одно из которых изменяется в соответствии с нагрузкой выходной цепи генератора, а второе - в соответствии с характеристикой регулятора скорости моделируемого генератора.В модели применены фоторелейные схемы, которые воздействуют па первое из переменных сопротивлений колебательчого контура лампового генератора или на активное сопротиьление схемы замещения потребителя. Управляют фоторелейными схемами электродипамометры с двумя противодействующими одна доугой ваттметровыми системами, из которых одна - следящая - создает момент. пропорциональный мощности, а другая - задающая - создает момент, определяемый характеристикой регулятора скорости генераторной станции или тормозногомомста машиы-орудия, ращасмой асинхронным двигателем. С этой целшо токоя обмотка зядющей системы диамометря шунтирована фгурпым реостатом, сопротивление которого изменяется одновременно с затенением второго переменого сопротивления колебательном контуре лампового генератора ли сопротивления реостата схемы зямеще ия дигателя.В модеиспользоана лампа с двумя сетками, к одной из которых подается актвнс 5 слаГсоцяя производной нягрузочного тока через зарядо-разрядный контур, составленный из параллельно включенных активного сопротивления и емкости, имитирующих затухание наведеных токов, а ко второй -- напряжение лампового генератора.Такое ыполнеие модели позоляет автоматически воспроизводить режим работы энергосистемь при стационарных и нестационарных ре.кимах, учитынять изме:ение скоростей моделируемого генератора, воспроизодить раких работы генераторых станций и потребителей, а гякже наведенные токи роторе:,моделируемого генератора при нестяционярых процессах.Н фиг. 1 дана схема генераторой станции модели энергосистемы; ча фиг. 2 -- схема нагрузочного аппарата; на фиг. 3 - общий вид лиейного блока модели; на фиг. 4 - общий вид ячейки стащии модели со снятой фронтальной панелью.Генератор я станция модели энергосистемы состоит из лампово. "го генератора 1, напряжеие аюдной цепи которого подается на сетку лампы 2 промежуточного каскада 3. Снимаемое с анодной цепи лампы 2 апр 5 кение, пропорцопалыое продолыой переходнои электро- движущей силы Ей, складывается с напряжением, полученным от проектора 4, состоящего из вяттмстра 5 активной мощности и индуктора 6. Сумма подается на усилитель 7 моцности. Полученное от усилителя мощности напряжение поступает на индуктивное сопротивление 8, оспроизводящее переходный реактанс генератора.Колебательный контур лампового генератора управляется динамо- метром, имеющим две ваттметровые системы 9 н 10, одна из которых - задающая - создает момент, пропорциональный развиваемой турбинной мощности, а вторая - создает момент, пропорциональный мощности выходной цепи устройства и направленный навстречу первому.При изменении режима выходной цепи момент, созчаваемый ватт- метровой системой, уменьшится и диск 11 динамометра придет во вращение, пропуская в определенной последовательности, через отверстие 12 луч светя на фотоэлементы 18, 14 и 16, Импульсы тока фотоэлесптов через усилитель 16 поступают на оомотки реле 17 и изменяют величину индуктивного сопротивления 18, увеличивая частоту переменного тока, генерируемого ламповым генератором, В результате, фаза вектора напряжения, подааемого на индуктивное сопротивление 8 от усилителя 7 мощности, станет увеличиваться, и мощность, отдаваемая устройством, начнет тоже увеличиваться. Когда мощность достигнет прежней величины, диск 11 динамометра остановится, но так как частота колебательного контура лампового генератора 1 будет повышенной, то мощность, отдаваемая устройством. будет расти, и диск 11 начнет врацаться в обратном направлении, вызывая срабатывание обмотки реле 19 и уменьшение частоты колебаний в контуре лампового енераторя. Мощность, отдаваемая устройством, будет увеличиваться медленнее, я затем начнет уменьшаться. Этот процесс будет повторяться. Для регулирования затухания этих колебаний в схеме предусмотрены конденсаторы 20, заряжаемые через сопротивления 21 при срабатывании обмоток реле 17 или 19 положителыым или отрицательным напряжением.с 5,.51555С селью ВОсггоизе,сния дсЙствн 5 наведенных тОкОВ рОтора гене;яторя гри нсстяцион,рых прогрессах ко второй управляемой сетке л;пы 2 Срез зар 5 дго-разрядный гсонтр, составленныЙ из сопротивления 22 и емкостей 23, подводится реякгивная составляющая нагрузоч- НОГО тока. полученн 251 с пОИОЩью проектора 24, Включ 210 ЩеГО редктиВ- ный вяттметр 25 и индуктор 2 б, рамки которых укреплены на общей ОСИ.Пр угеличенип реакт цНого тока г 1,1 хоног цепи модели, вызванного, например, коротким зямыканисх, подвижная снтемя реактивного Ваттметра 25 отклоняется, и в рамке индукторя 2 б наводится большая э.д.с., которая после усиления и выпрямления начнет заряжать емкость 23, 1 тО вызовет уменьгнение усиления промежуточного кас 2 дя 3 и создаст эффект затухания переходной э.;,.с Ес 1,Для воспроизведения инерции моделируемого турбогенератора предусмотрен электромагнит 27, а для воспроизведения регулятора скорости турбины - дроссель 28, якорь 29 которого связан с ползунком 30 реостата 31, шунтирующего одну из обмоток задающей системы 9 дипахомечрг. Для воспроизведения рязПй величины нечувстьительности регулятора скорости пре.усмотрен кулачок 32, раздвигающий контакты 33. ДЛ 5 питания токовых цепей вяттметров 5 и 25 служит усилитель мощносги 34, я для питания цепей напряжения -- усилитель 35, В модели энергосистемы кроме генераторных станций предусмотрены нагрузочные аппараты, предназняченныс. Лля автоматического моделировапия режима работ потребителей как при стационарных, так и при не- стационарных режимах работы энерго осистемы.1-агрузочньй аппарат фиг. 2) представляет собой схему замещения асинхронного двигателя. Сопротивление статора двигателя воспроизводится сопротивлениями 3 б и 37, я сопротивление роторасопротивлениями 38 и 39. Параллельно этой схеме включено активное сопротивление 40, представляющее потреителе 1 с постоянным актпным сопротивлением,Параметры схемы замещения асинхронного двигателя, а также величину активного сопротивления, представляющего потребителей с постояПым сопротивлением. Можно изменять с помощью штеккерног котяктора. Изгепяя коэффициент трансформации явтотрансформаторог 41 и 42, 5051 спс гзенятг номингл 1 ю мощност 1 яппаргтя. При этом, чтобы не нарушать баланса моментов динамометоя, неооходпмс одновременно с помощью переключателей 43 н 44 пзмснять гсло г 5 ключснных витков токовой катушки дипамометра.Работ 2 нагрузочного 2 ппярятя при нестяционарных ресим 1 х сист- мы заключается в следующем.При установившемся режиме вращающий момент задающей 45 и следящей 4 б систем динамометра урагновешивяются. При снижении напряжеия в системе, к которой подключена схема замещения двигателя, мощность. потребляемая в схеме, и врящающии момент следящей системы 46 динамометра снизится и диск 47 динамометра начнет вращаться, пергОдичесс пропуская церез свое отверстие 48 луч света к фотоэлемента 49. Контяктгго-релейця 51 схема начнет работать, подаВая мпульсы пр 51 женгя П 2 электрогяггПт 50, у 1 еньшяОщий Величнгу и;1- Грузочного сопротивления 40 схемь Зггещения двигателя, до тех пор пока вращающие моменты обеих систем динамометря не уравновесят, если такой режим возможен прп данном напряжеИи.Копфигурацг 5 платы сопротпвлс шя 40 и сечение проволоки выбраы такими, цтобы характер кривой изменения сопротивления при двикс 15 и ползунка 51 соответстВОВал Оы криВой зменения активного со5 з 8,3158против;ени 5 Р 1 епР роторР В зявисимосГР От скольжен . Д . уия. Для получения шкалы растянутой в своей начальной части, служит реостат 52, при уменьшении сопротивления которого увеличигается ток в демпфирующем электромагните 5,5 и благодаря этому уменьшается скорость движения диска. Для воспроизведения переменного механического момента, сопротивления машинь 1, вращающей двигатель, служит реостат 54, шунтирующий токовую катушку задающей системь 1 дииамометра.Величина постоянной инерции моделируемого агрегата воспроизводитс 51 путех Включения ТОГО или инОГО числя ВиткОВ демпфирующего электромагнита 53, я коэффициент зягрзки двигателя путем изменения сопротивления 55,Электрическя 51 схема системы в предлагаемой модели воспроизводится либо из обезличенных элементов сопротивления, как это делается обычно, либо Вьшолпяется по разработанному автором варианту,особенност 1 но которого является то, что в целях ускорения сборки схемы и обеспечения ее ;яглядиости, электрическая схема составляется из отдельных индивидуальных блоков и контактной системы для ни- дивРдуальиого включения элементов схемы.Фоонтялыье панели ОлокОВ, принципиальная схема которых показая ня фиг. 3, имеют мнемоническую схему данной станции или подстанции и при размещениищении их в щите показанном ня фиг. 4, образуют общую схему коммутации системы,Д; , , перспегтивных вариантов схемы по обеим стороДля исследования персиям иит 11 рясполягя 10 тс 51 ботся блоки с обезличенными элементами сопротив- Л Е Н И 51Предмет изобретенияМодель энергосистемы, в которой воспроизводятся условия раооты отдельных элементов энертов энергосистемы посредством замены их соответственно выоранпыми э рэлектродвижущими силами и активными и реактивс елью ными электрическими соприми сопротивлениями, отличающаяся тем, что, с це.автоматического воспрпроизведения режима работы энергосистемы при стационарных и нестаци онарных режимах, генераторная станция системы имитируется при помощи э.. оши эчектронных ламп, а потребителям энергосистемы - при помощи сх .хемы замещения с управляемыми сопротивлениями.