SU1053207A1 - Способ защиты синхронной машины при потере возбуждени - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ЗАЩИТЫ СИНХРОННОЙ МАШИНЫ ПРИ ПОТЕРЕ ВОЗБУЖДЕНИЯ, ОСНбваннцй на контроле токов возбуждени  и фиксации наличи  потери аозбужде ни , от л и ч а ю щ и и с   тем, что, с ц1элыо расширени  фукнциональных возможностей защиты асинхронизированной синхронной машины путем перевода последней в синхронный режим, в качестве контролируемого токового параметра используют ток тиристорннх преобразователей, кроме того, дополнительно измер ют скольжение, сравни вают его с критическим значением, определ емым услови ми сохранени  динамической устойчивости машины при переводе ее в синхронный режим, и после достижени  машиной критического скольжени  контролируют прохождение тока в преобразовател х через максимум и в момент достижени  током в исправном прербразователе максимума вывод т из работы все остальные преобразователи. После чего осущест вЛ ьгг работу асинхронизнров&н ой синхронной машины в. синхронном режиме . ... J , . . сд оо to

Description

Изобретение; относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  защиты асинхронизированной синхронной машины от нестационарного режима при потере возбуждени  из-за неисправности преобразовател  систе мы возбуждени . Известен способ защиты синхронно маышны от асинхронного режима при потере возбуждени  путем измерени  тока возбуждени , сравнени  его с заданной уставкой, Фиксации потери возбуждени  (уменьшени  тока возбуж дени  до заданной уставки) и подачи сигнала на отключение машины от эне госистемы 13 , Недостаток данного способа заклю - чаетс  в недоотпуске электроэнергии потребителю:при потере возбуждени  иэ-за неисправности преобразовател  системы возбуждени , Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  способ зашиты синхрокной машины от асин хронного режима при потере возбу щени ,при котором измер ют ток возбуждени ,сравнивают егос заданной уставкой , фиксируют наличие потери возбу оде .ни  (уменьшени  тока возбу:1|одени  ;ДО заданной уставки) и одновремэнн о с измерением тока возбуждени  дополнительно измер ют ток статора синхронной машины, сравнивают его с заданной уставкой и в случае превъошени  заданной.уставки подают сигнал на отключение, а в случае, когда ток статора меньше тока уставки, подают сигнал, запрещающий срабатывание защиты . Защита асинхронизированной синхронной машины осуществл етс  путемизмерени  полного тока (модул  тока) возбуждени , создаваемого токами обмоток возбуждени  машины, сравнени  его с заданной уставкой, фиксации наличи  потери возбуждени  и подачи сигнала на отключение машины от энергосистемы 23. Недостаток известного способа заключаетс  в недоотпуске электроэнергии потребителю при потере возбуждени  из-за неисправности преобразовател  системы возбуищени , св занном с отключением машины от энергосистемы при потере ее возбуждени  что обуславливает низкие функциональ ные возможности защиты асинхронизированной синхронной машины известным способом. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей защиты асинхронизированной синхронной машины путем перевода последней при по тере возбуждени  из-за неисправности преобразовател  системы возбуждени  в синхронный режим.. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу защиты синхронной машины при потере возбуждени , основанному на контроле токов возбуждени  и фиксации наличи  потери возбуждени , в качестве контролируемого токового пар 1метра используют ток тиристорных преобразователей , К роме того, дополнительно.измер ют скольжение, сравнивают его с критическим значением, определ емым услови ми сохранени  динамической устойчивости машины при переводе ее в синхронньай режим, и после достижени  машиной критического скольж;е- ; ни  контролируют прохождение тока в преобразовател х через максимум и а момент достижени  током в исправном преобразователе максимз ма вывод т из работы все остальные преобразователи , после чего осуществл ют работу асинхронизированной синхронной машины в синхронном режиме. На фиг. 1 представлена структурна  схема системы управлени  асинхронизированной синхронной машины; на фиг. 2 - диаграммы изменений во времени выпр мленных токов,преобразователей ) на фиг. 3 и 4 - зависимости .активной Мощности асинхронизированной синхронной машины от скольжени  при различных установках . гул тора возбуждени ; .на фиг. 5 .г блок-схема устройства дли реализа-. ции предлагаемого способа. . Асинхронизированна :синхронна  машина имеет две пространственно сдвинутых на ЭО обмотки 1 и 2 возбужцени , на каждую из которых от двух тиристорных преобразователей 3,4 и 5, б подаютс  напр жени , сдвинутые на 90 эл. град.и измен ющиес  по гармоническому закону с частотой скольжени . Преобразователи 3 и 4, как и преобразователи 5 и 6, включены встречно-параллельно. Регул тор 7 служит дл  управлени  возбуждением асинхронизированной синхронной машины по заксну,.которых может быть преставлен в операторной форме и (з1д- с 5;со5(ЛМ) (-1) , ))(Vo,S|sifi(c/ - l}-kE, (2J где IL , - напр жение на обмотках 1 и 2 возбуждени ; к - коэффициент обратной св зи по токам, Ё, Б обмоток 1 и 2 возбуждени  ) ei.Q - уставка по скольжению S машины; di коэффициент регул рова; ни  по скольжению; «Г - электрический угол меж ду поперечной осью ротора машины и вектором напр жени  энергосистемы; А - фаза х егулирЬвани .

Способ осуществл етс  следуицик образом.

В нормальном режиме работы маишны в соответстаии с законами управлеии  (1) .и (2) в каждый момент времени одh  из двух тиристорных прербраэователейг питающих обкютки 1 и 2 воэбу1кг .еии , работает в выпр мительном режиме, а другой - в ин- ерторном.

Таким образом, ток в обмотке 1 возбуждени  равен сумме токов преобразователей 3 и 4 соатветственно , а .ток в обмотке 2 возбу ени  г cyMMie токов Е,|.и В, преобра;|ователай 5 и 6.

Кривые 8 № 9 показывают изменени  во времени токов Б (,з q/4 преоб аэователей 3 и 4, кривые 10 и 11 токов К «и Ej/- преобразователей 5 н б (фиг-. 2). ;

Скольжение асинхронизированной синхронной машины задаетс  уставкой d-Q и может быть в исходном режиме как отрицательHEJM (если частота вра щени  poTopai ниже частоты напр жени  энергосистемы), так и положительным, На фиг. 3 и 4 показаны состо ни  машины при мачальны} отрицательном (фиг, 3} и положительном (фиг. 4) скольжении S и отвечакх4их им уЬфавках по Скольжению uCg при заданном Гкозффицйенте оС М, где Ч .угол между осью S и пр мой Р($. . При выходе из стро  одного из тиристорных преобразователей, сопровождающемс  потерей возбуждени  машины, происходит уменьшение ;синхроиной ЭДС возбуждени  машины, и как следствие, снижение электромагнитного момент -, кроме . того, по вл етс  несимметрй  в TOKai.обмоток возбуждени  и посто нна  составл юща  в одной из HHX|s . что приводит, к возникновенню знахо перемеНньрс составл ющих электромагнитного момента,, . к нестационар Ному режиму работы машины,, который по своему отрицательному воздействию на машиНу аналогич ен несинхронному режиму синхронной машины

Во избежание этого при по влении неисправности тиристорного преобразовател  , ленной, например, отказом в работе одного Из его плеч, осуществл ют перевод машины иэ асинхронизированного режима в синхронный путем задани  регул тору 7 уставки ot-Q, соответствующей при данной нагрузке машины скольжению 5. Величина Si выбираетс  несколько отличной, от нул  с тем, чтобы дать возможность изменени  пространственному углу между осью ротора генератора- и вектором напр жени  энергосистемы, однако она не должна превысить критического скольжени  (Sjtp), определ емого услови ми сохранени  динамической устойчивости машины при переводе ее в синхронный режим.

Уставку ci можно определить по . следующему неравенству

; Ч- 5крК л 5кр-После достижени  машиной критического скольжени  контролируют прохождение тока в преобразовател х через максимум и в момент достижени  током В исправном преобразователе максимума вывод т из работы все остальные преоХ}разователи«

Пусть в момент времени t машина достигла критического скольжени . Из диаграммы (фиг. 2) следует, что первый после момента -( максимум тока возникает в момент времени 2 в преобразователе 4. Если последний исправлен, то в этот момент времени все остальные преобразователи ВывОд т из работы Прн этом, так как.то ки в этих преобразовател х отсутствуют , вывод их из работы облегчаетс  и не вызывает электромагнитных переходных процессов в обмотках возбуждени 

При неисправности преобразовател  4 аналогичные операцни провод т в следующие после t моменты достижени  максимума тока в других преобразоватеЛ х . Так, согласно диагргшме (фиг. 2) следующий максимум тока достигаетс  в момент t в преобразователе 6, .

Оставленный в ра:боте исправный преобразователь обеспечивает синхронный режим работы машнны при исходной активной нагрузке после затухани  электромеханического переходнохо процесса, св занного с уменьшением скольжени  машины ДО нулевого значени , / - -: : -...

Устройство дл  осуществлени  способа содержит датчики 12 - 15 тока тиристорных преобразователей, орга. ,ны 16 -, 19 вы вленн 1 неиспргшности преобразовател  (например, токовые релейные Органы), органы 20 сравнени  скольжени  машнны.о его крити-. ческим .значением, органы 21 - 24, контролирующее прохождение кока в преобразовател х через максимум (например , лиффёренцируншие органы, фиксирующие прохождение производной тока преобразовател  через ноль элементы 25 - 32 запрета, элементы 33 и 34 совпадени  и элементы 35 и 36 логичёсксЛго суммировани .

Устройство работает следующим об разом .

При отсутствии неисправности тиристорных преобразователей сигналы на выходе органов 16-19, а следов тельно, и на выходе элементов 29 32 запрета, действующих на вывод из работы преобразователей, отсутствуют . Управление возбуждением асинхрогнизированной синхронной машины осуществл етс  в этом случае по нормалной схеме в соответствии с законами (1) и (2).

При потере возбуждени  на выходе органа вы}1вЛени  неисправного прео6«, разовател  по вл етс  сигнал фиксирующий неисправность тиристорного преобразовател , который через элемент 35 логического суммировани  формирует сигнал на перевод машины из асинхронизированного режима в синхро ный путем задани  через элемент 34 совпадени  уставки с/д(регул тору 7 возбуждени , соответствующей скольжению .B момент прохождени  тока в исправном преобразователе через максимум на вьрсодв элементов 25 - 27 и 28 формируетс  сигнал, который при условии .p, через логический элемент 3 и элемент 33 совпадени  действует на элементы 29 - 32 запрета, которые аьшод т из работы три преобразовател , (охран   в работе лишь тот, в котором ток проходит через макси 1ум.

ff

/

В качестве элементов устройства могут быть использованы полупроводниковые элементы, серийно выпускаемые промьп отен остью.

Предлагаемый способ защиты аскнхронизированной синхронной мгшшны при потере возбуждени  по сравнении) с известным расшир ет технологические возможности эйщиты и позврл вт сохранить неизменной 1акти5э ную нагрузку машины и тем самым исключив недоотпуск электроэнергии потребители, так как не требует отключени  майины« ., .- . . - .

кроме того, способ не вызывает нестационарных режимов работы машины которые могут привести к нарушению параллельной работы генераторов энергосистемы .

Указанные пре}(мущества способствую ют снижению ущерба, наносик го народному хоз йству при потере возбуждени  асинхронизйрованной синхронной ; машины из-эа неисправности преобр 13о|вател  системы Возбуждени .

А 1

фиг. 4

Claims (1)

1. , СПОСОБ ЗАЩИТЫ СИНХРОННОЙ . ‘МАШИНЫ ПРИ ПОТЕРЕ ВОЗБУЖДЕНИЯ, основанный на контроле токов возбуждения и Фиксации наличия потери возбуждения, от личающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей защиты асинхронизированной синхронной машины путем перевода последней в синхронный режим, в качестве контролируемого токового . параметра используют ток тиристорных , преобразователей, кроме того, дополнительно измеряют скольжение, сравни* • вают его с критическим значением, определяемым условиями сохранения динамической устойчивости машины при переводе ее в синхронный режим, и после достижения машиной критического скольжения контролируют прохожие* q ние тока в преобразователях через S максимум и в момент достижения током в исправном преобразователе максимума выводят из работы все остальные м преобразователи, после чего осущест- L·· вляют работу асинхрониэированной' синхронной машины в. синхронном режи-' S ме. . L .