Способ определения индуктивных сопротивлений рассеяния трехфазных синхронных машин

(61) (21) (22) (46) 455883 45 1093 8.06,88 5.12,9 онецкий е= юл.литех ескии инсй ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ННТ СОИ титут(56) Авторское свидетельство СССРВ 1455883, кп. С 01 К 31/34, 1986,(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИНДУКТИВНЫХСОПРОТИВЛЕНИЙ РАССЕЯНИЯ ТРЕХФАЗНЫХСИНХРОННЫХ КАШИН(57) Изобретение относится к электротехнике, преимущественно к промышленной электроэнергетике, и можетбыть использовано при экспериментальном определении параметров трехфаэ- .ных синхронных машин. Цель изобрете 5786 А 2 ния - повышение точности и расширние области применения, При этомвоздействуют на обмотку статора однФазным переменным напряжением номинальной частоты от источника 1 иустанавливают ротор в положение наибольшей магнитной связи с обмоткойстатора, воздействуют на обмоткувозбуждения током изменяющейся амплитуды и фазы от источника 2 при измеренин магнитного потока по продольноси с помощью датчика 7 магнитногопотока и анализатора 8 спектра доего компенсации, в момент которой фосуществляют измерение значений ,напряжения тока и активной мощностиобмоток возбуждения и ставора, с помощью комплекса средств 6 измеренияотключают обмотку статора и измеряют напряжение, ток и активную мощ1605786 5)РеЕ Б)Еа Д 1й 40 вЕ(ЗБ) 6) 55 где ИКе 2 (1 Б) 2 Зф 8) ность обмотки возбуждения также спомощью комплекса 6 средств измерения, затем повторяют операции, осуществляемые при номинальной частотепри других ее значениях, отличных отноминального, выбираемых в пределах Изобретение относится к электротехнике, преимущественно к промьппленной электроэнергетике, и можетбыть использовано при экспериментальном определении параметров трехфаз-ных синхронных машин.Цель изобретения - повышение точности и расширение области применения,На фиг, 1 приведена схема питанияобмоток статора и возбуждения синхронной машины переменным (синусоидальным) напряжением различных частот и измерения опытных данных; нафиг,2 - точная схема замещения синх-.ронной машины при питании ее напряжением различных частот со стороныобмоток статора и возбуждения в момент компенсации первой гармоничес-,кой индукции магнитного потока в воздушном зазоре; на фиг 3 - точная схема замещения синхронной машины в опыте питания обмотки возбуждения напря"жением различных частот при разомкнутой обмотке статора; на фиг.4 - расчетная амплитудофаэочастотная характеристика входного сопротивления турбогенератора ТВВ-2 (в системеотн,ед,), измеренная со стороны обмотки возбуждения в опыте питаниясинхронной машины переменным напряжением со стороны обмоток статора ивозбуждения;на фиг,5 - амплитудофазочастотная характеристика входногосопротивления турбогенератора ТВВ 320-2 (в системе отн.ед,), измеренная со стороны обмотки возбужденияв опыте питания синхронной машиныпеременным напряжением со стороны обсмотки возбуждения при разомкнутойобмотке статора; на фиг,б - разностьамплитудсфазочастотных характеристиквходного сопротивления турбогенератора ТВВ-2,Схема (фиг,1) содержит первыйи второй источники 1 и 2 синусоидального напряжения, первый и второй шунты 3 и 4, электронно-лучевой осцил 50-0,01 Гц. Ио полученным данньи ойределяют активные и индуктивныесопротивления рассеяния многоконтур-ных схем замещения обмоток статора,возбуждения и демпферной системы.б ил,лограф 5, комплекс средств измерения (КСИ) 6, датчик 7 магнитного потока и анализатор 8 спектра, 15 Сущность изобретении заключаетсяв следующем.Измеренные значения напряжений1Чв, Ч, токов 3 в, 3 и активных мощностей Р, Р обмоток статора и воз буждения (в системе единиц СИ) в момент компенсации основной гармонической индукции магнитного потока в воздушном зазоре при заданной частотеБ используюся для определения комплексных сопротивлений (в системе относительных единиц): 2 (3 Б) = КеЕ Б) + 1 д Е Б),(1) 1, 1ЗО 1(3 ) Х ) 3 т Ь(3 )ф( где КеЕ (1 Б) = -- ф - -ггд и 1 Л 2 (1 Б)щ 5 где 7 Е- базисные сопротивленияф Уобмоток статора и возбуждения, Ом,45 Измеренные значения напряженияИ й7, тока Л и активной мощности Р обмотки возбуждения (в системе единиц СИ) при разомкнутой обмотке статора при заданной частоте Б используются для определения комплексных сопротивлений (в системе относи-.тельных единиц): 11 5 ИЦБ) = КеХ (1 Б) ЗЛЕ (ЗБ),(З Б,) отки статоя по значе 7 к (ЗБ) кспериивлений 20утемсистеопротивния взаимоу обмоткойэквиварной си индук сопроЯлтодом нд укозб уяд ения й дем снти ой сИзмеренноуждения вход ой машин роны о ротивл мотки воз-, иие синхния пере- Я;(фиг,3) ное с в оп ением е пита астоты вием ронн менн напря яется а ЭО(381) 2же значенияразностная значениямопротивленийученных прих частоты Я,характерисднихпредика 50т - (3)38 к) яетс ЕЦЯ,) = Е( замеще" омплекс- машимотки ации асобмотки не зависящая от возбуждения.Полученные чи 62(Б;) испольэ парамет нные ся п во зд ушизвестных Проводимость эквивалентных контуов обмотки статора определяется Параметры контуров ора (гк 5, Хг;к) определяю, киям проводимостей рассчитываемых по эначментальных комплексныхЕ.:(,Я) для частот Брешения итерационным ммы иэ и уравнений.МУ, (38 ) = " т(18,)к-- У,Б(ЗЯ)-".- ,(ЗЯУвЕия (ЗБп) = Х э(З 9 - аяз пкза;ОЯп)п-( (Би) В первом приближении в начале первого цикла расчета значения параметров всех контуров в (ЕЕ) за исключением первого принимаются равными бесконечности.Активные и индуктивные сопротивления рассеяния контуров, эквивалентирующих обмотку статора, определяются в каждом цикле итерации по выражениям. Кз з(ЗБ) "з(ЗБкдвЬкз(Бк)3Ж тБв кэ (3 Бк)кз (В соответствии со схемойвия, приведенной на фиг.2,ное сопротивление синхронноны, измеренное со стороны овозбуждения в момент компенновного магнитного потока вном зазоре:(1 эквивалентное комплексное сопротивпение обмотки возбуждения при частоте Я и) - -+ - , -- ,(15) г+ Я Хдэквивалентное комплексное сопротивление демпферной обмотки Х Ет а (16), г + 18;Х Х " сопротивлениции мщщу экобмоткой возбдемпферной си=х + х ( ) О- сопротивление взаимоиндукции между обмоткой статора и контурами на рото"значениях сопротивлений Х и Хдля определения Йараметров схемы замещения демпферной системы г ,и Х п, путем применения численныхметодов теории оптимизации,Значения параметров обмотки возбуждения г, и Хопределяютсяппо частотной характеристике Е(1 Б)путем применения численных методовоптимизации,Величины подводимых напряженийк обмоткам статора и возбуждения (ввольтах) определяются по формуле О 15(20) и приближенно по формуле Ц = (г + 3 БХ )10 20 где Д ,Л,г 5 г 19 х,х- токи, активные и индуктивные сопротивления рассеяния обмотокстатора и возбуждения,отнедауЦ . Ц- базисные значения напряжений обмоток статора и возбуждения, В.Напряжение, подаваемое на обмотку возбуждения, не должно превьппать703 испытательного напряжения П щ,которому подвергается обмотка в процессе изготовления машины (при пооперационном контроле).Индикацию величины магнитного потока осуществляют путем измерения спомощью анализатора 8 спектра основной гармонической ЭДС, наводимой вдатчике 7 магнитного потока (измерительной рамке, выполненной тонкимпроводом в форме синусоиды с периодом с основной гармоники и вводимойв воздушный зазор машины), При этомв диапазоне частот от 30 Гц и вьппев качестве анализатора 8 спектраможно испольэовать, например, вольтметр переменного тока типа Ф 4850,в диапазоне частот от 1 Гц и вьппе "анализатор спектра типа С 4-35, а причастотах менее 1 Гц - вольтметр постоянного тока типа Щ 1513 с временемизмерения не более 20 мс,Измерение фазы электрических ко 55лебаний в обмотках статора и возбуждения осуществляется с помощью электронно-лучевого осциллографа 5 путем+ -О,соответствующего моменту компенсации магнитного потока по основномупути магнитопровода в продольнойоси ротора, с учетом соотношения подачи на его входы падений напряжения с шунтов 3 и 4, включенных вцепи соответствующих обмоток, Об углесдвига между токами ЗБ и 3 судятпо виду фигур Лиссажу, обращаемыхпри= 180 ф в прямую линию.Измерение напряжений У,Уи токов 3,35 осуществляют, например,с помощью подсистем сбора и обработки исходной информации комплексасредств измерения (КСИ) 6, построенного с использованием вычислительной управляющей системы на базе микроЗВМ "Электроника ДЗ" Определение активных мощностей Р, Р осуществляется подсистемой обработкирезультатов опыта по данным измерения амплитудных значений регистрируемых напряжений О(Ц ) токов,1(35) и углов сдвига между ними,На фиг. 4,5,6 показаны результаты математического моделирования методики определения параметров обмотки возбуждения и демпферной системысинхронной машины на примере турбогенератора ТВВ-2 с параметрами(в системе отн,ед,): Хб = 0,143;г( = 0,00113; Хп= 1,562 Хр=0,03; Хд = 0,258 г 1, = 0,00649;Х, = 0,00877; г, = 0,01157,Частотные характеристики Е(3 Б),иЕ(1 Б), построенные по выражениям(14) и (17), приведены на фиг.4,5.Разностная характеристика Ь Е(1 Б)используется для определения йараметров демпферной системы с помощьюпрограммы поиска по деформированномумногограннику Нелдера и Мида,Полученные значения параметровискомых демпферных контуров практически совпадают с исходными значениями аПри осуществлении данного способавыполняют следующие операции:а) обмотку статора подключают коднофазному источнику 1 синусоидального напряжения (Фиг.1) и устанавливают значение однофазного тока 3номинальной частоты, определяемоерасширение области .применения, позволяя учитывать явления вытеснения тока в .обмотках статора и возбаде" ния, эа счет определения актив 5 ных и индуктивных сопротивлений рассеяния многоконтурных эквивалентных схем замещения этих обмоток. Укаэанные преимущества оказываются возможными благодаря осуществлению допол- щ нительньи операций измерения напряжений, токов и активных мощностей, потребляемых обмотками статора и воэ-.буящеащ в опытах компенсации основного магютиого потока в воздушном зазоре прЬ раэличнва частотах и пи тания обмотки воэбуждеиия при разомкнутой обмотке статора при тех же значениях частот. Способ определения индуктивных сопротивлеинй рассеяния трехазных синхронных машин по авт,св. Р 1455883, 25 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, , с целью повышения точности и расширения области применения, после изме 605786 2рения значений напряжения, тока иактивной мощности обмоток возбуждения и статора в момент компенсациимагнитного потока по продольной осиротора при номинальной частоте тока в обмотках возбуждения и статораразмыкают обмотку статора и измеряют напряжение, ток и активную мощ"ность, потребляемую обмоткой возбуждения, повторяют операции, осуществляемые при номинальной частоте тока вобмотках возбуищения и статора, придругих значениях частоты, выбираемыхв пределах 50-0,01 Гц, по полученнымданным определяют активное и индуктивное сопротивления обмотки статора и с использованием известных зна-.чений сопротивления взаимоиндукции2 О между обмоткой сФатора и контуреж Ф о р и у л а и э о б р е т е н и я . на роторе и индуктивного сопротив"ления рассеяния вэаимоиндукпии мез 37эквивалентной обмоткой воэбузщенияи демпферной системой определяютактивные н индуктивные сопротивленияобмоток возбуждения и демперной системы с учетом многоконтурности обмоток статора н ротора.1605786 И ддО 003 Рйй ОдЗ фУИ ЦОО Р оставитель Г. Ильявенкедактор С. Кулакова Техред И.дидык Максимишинец орре дписное а ГКНТ ССС изводственио-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1 О о ЗакВНИИПИ дд 2 Р р Государственного комитета по изоб 113035, Москва, ЖРа тениям и открытиям пская наб., д. 4/5