PL47542B1 - - Google Patents

Description

Opis 5" V l%3r, IOTEK.A Ur*\^u Patentowego POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWE) OPIS PATENTOWY 'Nr 47542 Kl. 21 da, 42 KI. internat. H 02 j Prof. dr inz. Wladtptow Kojek Kraków, Polska Dr inz. Arkadiusz fuchate Katowice, Polaka Dlawik dla ukladu tymelrycznego prqda tró|f«xow«go o przeciwnej koleinolel Patent trwa od dnia 22 lutego 1062 r.Przedmiotem wynalazku jest maszyna .wiru¬ jaca, której przeznaczeniem jest dokonanie zmiany w rozplywie lub wartosci pradu skla¬ dowej symetrycznej kolejnosci przeciwnej w niesymetrycznie eksploatowanych systemach elektroenergetycznych.Z przyczyn zarówno niesymetrycznego zasi¬ lania jak i niesymetrycznego odbioru pojawia sie niesymetria pradowa lub napieciowa. W systemie pojawia sie wtedy uklad napiec i pra¬ dów przeciwnej kolejnosci.W maszynach elektrycznych ten uklad pra¬ dów wytwarza strumen wirujacy w przeciw¬ nym kierunku do strumienia glównego (od skla¬ dowej zgodnej). Strumien ten oddzialywuje na wirnik, wytwarzajac w jego obwodach prady.Oddzialywanie tych pradów jest przyczyna .malej opornosci pozornej maszyn wirujacych dla ukladu kolejnosci przeciwnej.Sposród maszyn pradu zmiennego szczegól¬ nie maszyny synchroniczne wykazuja mala odpornosc, zwlaszcza na skutki termiczne .dzia¬ lania ,pola przeciwbieznego w wirniku. Dotych¬ czasowe doswiadczenia pozwalaja uznac war¬ tosc It = Y&U I|4 za dopuszczalna dla przewa¬ zajacej liczby maszyn synchronicznych, przy czym wytrzymalosc ta jest czesto nizsza.Sposród uszkodzen mozna wymienic skutki silnego nagrzewania sie klinów zlobków wir¬ nika, wytapianie sie klinów, prowadzace do silnych niszczacych drgan wirnika, pekniecia klatki tlumiacej, pekanie bandazy. Wobec ma¬ lej impedancji wejsciowej maszyn dla tej skla¬ dowej juz kilkuprocentowe napiecie kolejnosci•fcfzecifmel przeciaza niedopuszczalnie maszyne, synchroniczna pradem tej kolejnosci.W maszynach indukcyjnych wielofazowych wystarczy trwale napiecie przeciwnej kolej- mosci w wysokosci 2 . . 3°/» napiecia znamiono¬ wego, aby dwukrotnie obnizyc kalkulowana zywotnosc izolacji silnika. Kazda dalsze pod¬ niesienie stopnia niesymetrii obniza wykladni¬ czo zywotnosc uzwojenia, prowadzac-w nieko¬ rzystnych warunkach nawet do kilkumiesiecz¬ nych cyklów przezwajania tych silników. Do¬ tychczas stosowane srodki ochronne sprowadzaja sie do symetryzacji systemu odbiornikami mo¬ cy biernej oraz usilowaniem prowadzenia ruchu symetrycznego. Sposoby te sa drogie i trudne do zrealizowania.Istota wynalazku jest wprowadzenie do ukla¬ du elektroenergetycznego dlawika w postaci specjalnej maszyny wirujacej, posiadajacej duza opornosc pozorna dla ukladu przeciwnej kolej¬ nosci przy znikomo malym poborze mocy czyn¬ nej i biernej. Przykladowo mozna podac, ze stosunek opornosci pozornej dla skladowej przeciwnej do opornosci pozornej dla sklado¬ wej zgodnej moze wynosic okolo 30, a stosujac specjalne rozwiazanie konstrukcyjne mozna osia* gnac wartosc tego stosunku okolo 40 i wyzej.Dlawik wedlug wynalazku posiada na czesci nieruchomej uzwojenie trójfazowe symetryczne.Wirnik posiada uzwojenie budowy symetrycznej niezasilane z obwodów zewnetrznych (analo¬ gicznie do wirników klatkowych silników in¬ dukcyjnych). Maszyna jest napedzana silnikiem synchronicznym o tej samej liczbie par biegu¬ nów, zasilanym z sieci symetryowanej.Przez uzwojenie stojana plynie prad niesy¬ metryczny, którego zgodna skladowa wytwarza pole wirujace z predkoscia synchroniczna prze¬ ciwna do kierunku wirowania wirnika. Dla tej skladowej maszyna jest w stanie pracy asyn¬ chronicznej przy poslizgu 2.Skladowa przeciwbiezna pradu, plynaca przez uzwojenie stojana wytwarza pole wirujace syn¬ chronicznie z wirnikiem i dla tej skladowej maszyna stanowi dlawik. Stosownie do tych stanów pracy opornosc pozorna dla pradu skla¬ dowej zgodnej jest mala, podczas gdy dla skla¬ dowej przeciwnej wobec braku wtórnych ob¬ wodów tlumiacych, jest duza.Znane urzadzenie do symetryzacji sieci we¬ dlug opisu patentowego niemieckiego nr. 687084 sprowadza sie do wlaczenia w siec silnika asyn¬ chronicznego pracujacego w stanie jalowym i stanowiacego odbiornik dla pradu skladowej przeciwnej kolejnosci.Istota omawianego patentu jest zaopatrzenie normalnego silnika indukcyjnego w dodatko¬ we uzwojenia i pojemnosci dla zmniejszenia reaktancji przeciwnej kolejnosci, przez co przej¬ muje on z sieci zwiekszony prad odwrotnej ko¬ lejnosci. Urzadzenie w tej postaci przedstawia jedynie trójfazowy odbiornik o malej impedan- cji dla pradu przeciwnej kolejnosci wlaczony do sieci symetryzowanej. W konsekwencji moc decydujaca o wymiarach silnika jest równa iloczynowi napiecia znamionowego sieci i kom¬ pensowanego pradu kolejnosci przeciwnej (razy V3), co daje stosunkowo znaczny koszt zain¬ stalowania.W tej sytuacji maszyna wedlug wymienione¬ go wyzej opisu patentowego zdolna jest jedy¬ nie obnizac obciazenie niesymetryczne calej sieci w sposób równomierny dla wszystkich od¬ biorników, do których przylaczona jest rów¬ nolegle. Sposób równoleglego przylaczenia ma¬ szyny symetryzujacej do odbiorników sieci pro¬ wadzi do obciazenia jej pradem proporcjonal¬ nym do calkowitego pradu przeciwnej kolej¬ nosci w sieci i w konsekwencji odpowiednio • duzego gabarytu maszyny symetryzujacej.W odróznieniu do tego dlawik wedlug wyna¬ lazku wlaczony jest w szereg z odbiornikiem, którego obciazenie pradowe zamierza sie syme- tryzowac. Dzieki temu dziala on selektywnie powiekszajac pozorna opornosc dla skladowej przeciwnej kolejnosci symetryzowanej galezi, a jego gabaryt uzalezniony jest wylacznie od mocy symetryzowanego odbiornika. W zwiaz¬ ku z tym równiez w wypadku pojawienia sie na szynach sztywnego napiecia przeciwnej ko¬ lejnosci zachowuje sie w pelni symetryzujacy efekt dlawika wedlug wynalazku, podczas gdy opisana w niemieckim druku patentowym nr. 687084 maszyna, w tym przypadku zatraca cal¬ kowicie zdolnosc symetryzujaca.Dlawik wedlug wynalazku charakteryzuje duza opornosc biegu jalowego i mala opornosc zwarciowa. Dlawik ten okreslaja nastepujace pa¬ rametry techniczne: napiecie rzedowe V, od¬ powiednie do pradowego napiecia sieci, na¬ piecie znamionowe, odpowiadajaca najwyzszej wartosci skutecznej spadku napiecia kolejno¬ sci przeciwnej na uzwojeniu maszyny, spadek napiecia na maszynie Us przy przeplywie przez uzwojenie znamionowego pradu kolejnosci zgo¬ dnej, znamionowy prad kolejnosci przeciwnej I2, znamionowy prad kolejnosci zgodnej Ii oraz wartosc pradu udarowego Id miarodajna dla dynamicznej i termicznej krótkotrwalej wy¬ trzymalosci uzwojenia. .tó-.-Js&gw^s***' t{Parametry te moga wynosic np.: Ui = 6000 V, U* = 64 V, Ut = 19 V l!=270A, At = 20 A, Id "2000 A, "Uzwojenia poszczególnych faz w stojanie nie sa skojarzone i wlaczone sa szeregowo w ob¬ wód sieci.W poszczególnych wypadkach dlawik ten moze byc zrealizowany droga przezwojenia sil¬ nika asynchronicznego. Maszyna moze znalezc zastosowanie dla sy metry za ej i sieci ukladów przemyslowych posiadajacych niesymetryczne odbiorniki oraz dla ochrony generatorów i sil¬ ników trójfazowych przed skutkami niesyme- trii. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Dlawik dla ukladu symetrycznego pradu trój¬ fazowego o przeciwnej kolejnosci, sluzacy do ograniczenia oraz regulacji rozplywu pradu przeciwnej kolejnosci, znamienny tym, ze sta¬ nowi go elektryczna maszyna wirujaca, nape¬ dzana z szybkoscia synchroniczna (ewent. prawie synchroniczna przy bardzo malym poslizgu) od¬ powiadajaca liczbie par biegunów w kierunku przeciwnym do kierunku wirowania pola od skladowej zgodnej pradu, posiadajaca trójfa¬ zowe nieskojarzone, symetryczne uzwojenie na niskie napiecie znamionowe, z izolacja glówna na napiecie sieci, z wirnikiem o uzwojeniu sy¬ metrycznym w wykonaniu jak dla maszyn in¬ dukcyjnych, wlaczone szeregowo do sieci i po¬ siadajace duza opornosc bierna dla skladowej przeciwnej oraz mala opornosc bierna dla skla¬ dowej zgodnej pradu. Prof. dr inz. Wladyslaw Kolek Dr inz. Arkadiusz Puchala PL