SU1107216A1

SU1107216A1 - Method and device for automatic control of complex load of synchronous generator when parallel operating with network

Info

Publication number: SU1107216A1
Application number: SU833538116A
Authority: SU
Inventors: Федор Александрович Широбоков
Priority date: 1983-01-13
Filing date: 1983-01-13
Publication date: 1984-08-07

Abstract

1. Способ автоматического управлени комплексной нагрузкой синхронного генератора при параллельной работе с сетью путем измерени параметров генератора, характеризующих его реактивную и активную нагрузки, изменени тока возбуждени генератора и вращакицего момента приводного двигател в зависимости от разности между каждой задающей величиной и соответствующим измеренным параметром, отличающийс тем, что, с целью повышени качества испытаний синхронного гене13 ..-. / Л 48b.iifitj/|;| ратора при использовании сети с измен ющимс напр жением в качестве комплексной нагрузки путем увеличени числа стабилизируемых параметров, измер ют реактивную и активную составл ющие тока нагрузки генератора и в качестве указанных параметров используют напр жени , пропорциональные соответственно реактивной , и активной составл ющим тока нагрузки генератора, измер ют напр жение сети и формируют опорное напр жение, в качестве каждой задающей величины используют разность между опорным и измеренным напр жением, при этом каждое опорное напр жение выбирают по величине в два раза больше ноШ минального напр жени сети. 2. Устройство дл автоматического управлени комплексной нагрузкой § синхронного генератора приiпараллельной работе с сетью, содержащее два |контура управлени соответственно током возбуждени генератора ивращающим моментом приводного двигател к каждый из которых состоит из источtc ника опорного напр жени посто нного тока, измерител параметра, С5 пропорционального соответственно реактивной и активной нагрузкам генератора , потенциометра, вход которого подключен к разнопол рным первым выходным зажимам источника опорного напр жени и указанного измерител параметра, блок управлени серводвигателем соответственно регул тора возбуждени и вращающего момента, входные зажимы которого подключены .к движку потенциометра и второму выходному зажиму измерител параметра, отличающеес тем, что.1. A method of automatically controlling a complex load of a synchronous generator when operating in parallel with a network by measuring generator parameters characterizing its reactive and active loads, changing the generator excitation current and rotational torque of a drive motor depending on the difference between each drive variable and the corresponding measured parameter, differing from that, in order to improve the quality of tests of a synchronous gene13 ..-. / L 48b.iifitj / |; | When using a variable-voltage network as a complex load by increasing the number of parameters to be stabilized, the reactive and active components of the generator load current are measured, and as specified parameters, voltages proportional to the generator's active and active components are used, the network voltage is measured and a reference voltage is formed, the difference between the reference and measured voltage is used as each reference value, each th reference voltage is selected according to the value twice in the nominal voltage burden network. 2. A device for automatic control of a complex load of a synchronous generator during parallel operation with the network, containing two control loops, respectively, of the generator excitation current and the torque of the drive motor to each of which consists of a DC reference voltage source, a parameter meter C5 proportional to reactive and active loads of the generator, a potentiometer, the input of which is connected to the first output terminals of the reference source with different polarity April voltage and said meter parameter, the control unit respectively servomotor driving controller, and the torque input terminals of which are connected .k engine potentiometer output terminal and a second meter parameter, characterized in that.

Description

с целью расширени его функциональных возможностей и повьпиени качества испытаний синхронного генератора при использовании сети с измен ющимс напр жением в качестве комплексной нагрузки путем увеличени числа стабилизируемых параметров, в каждый контур введен преобразователь переменного тока в посто нный, включенный на напр жение сети, напр жение источника опорного напр жени выбрано по величине в два раза больше выходного напр жени указанного преобразовател при номинальном напр жении сети, при этом первый совпадающий по пол рности в точке подключени выходной зажим преобразовател подключен к второму выходному зажиму источника опорного напр жени , второй выходной зажим преобразовател подключен к общей точке соединени потенциометра и соответствующего измерител , а в качестве последних использованы датчики соответственно реактивного и активного токов .in order to expand its functionality and improve the quality of testing a synchronous generator when using a network with varying voltage as a complex load by increasing the number of parameters to be stabilized, an alternating current converter is inserted into the constant circuit connected to the network voltage, source voltage the reference voltage is chosen to be twice the output voltage of the specified converter at the rated voltage of the network, the first coinciding ol polarity at the point of connecting an output terminal connected to the second converter output terminal of the reference voltage source, a second converter output terminal connected to the common connection point of the potentiometer and corresponding meter, and as the last used sensors respectively active and reactive currents.

Изобретение относитс к электротехнике и может быть применено дл использовани промьшленной сети со статическими характеристиками (с из мен ющимис напр жением и частотой) в качестве стабильной комплексной нагрузки при испытани х синхронных генераторов, например, в составе передвижных электроагрегатов, а также дл построени устройства распределени нагрузок при параллельной работе электроагрегатов друг с друго Известен способ автоматического управлени комплексной нагрузкой синхронного генератора при параллель ной работе, в частности с сетью, согласно которому вращающий момент первичного двигател мен етс -в зависимости от сигнала рассогласовани между заданной величиной и выходом датчика активного тока генератора , ток возбуждени - между заданной величиной и суммой сигналов, пропорциональных напр жению сети и выходному сигналу датчика реактивного ток Известны и устройства дл реализации этого способа 1 и 2 . В результате использовани известного способа и устройства активна составл ница тока генератора 3 стабилизируетс на заданном уровне, а реактивна составл к ца тока Эр при изменении напр жени в сети измен етс в соответствии со статической характеристикой генератора увеличиваетс при снижении напр жени в сети и уменьшаетс при увеличении напр жени . При этом приращение реактивного тока обратно пропорционально коэффициенту статизма характеристики генератора и при номинальном значении статизма 3% изменению напр жени сети на .U соответствует изменению реактивного тока на ±33%. Из-за изменени реактивной составл ющей тока генератора при колебани х напр жени в сети будут измен тьс полный ток генератора J , коэффициент вырабатываемой мощности , реактивна Q и полна S мощности. Все это может быть причиной значительной перегрузки генератора , поэтому при длительной работе генератора на сеть его загружают на 60-90% по току и мощности и устанавливают увеличенный статизм характеристик генератора, которьш больше или равен 5%. Наиболее близким к изобретению вл етс способ автоматического управлени комплексной нагрузкой синхронного генератора при параллельной работе с сетью путем измерени параметров генератора, характеризующих его реактивную и активную нагрузки, изменени тока возбуждени генератора и вращак цего момента приводного двигател в зависимости от разности между каждой задакицей величиной и соответствующим параметром Сз . Наиболее близким к изобретению вл етс устройство дл автоматического управлени комплексной нзгр кой синхронного генератора при параллельной работе с сетью, содержаще два контура дл управлени соот ветственно током, возбуждени генератора и вращающим моментом приводного двигател , каждьй из которых состоит из источника опорного напр жени посто нного тока, измерител параметра, пропорционального соответственно реактивной и активной нагрузкам генератора, потенциометра вход которого подключен к разнопол рным первым выходным зажимам ис точника опорного напр жени и измерител параметра, блок управлени серводвигателем соответственно регул тора возбуждени и вращающего момента, входные зажимы которого подключены к движку потенциометра и второму выходному зажиму измерите л , параметра 1, Недостатки известного способа заключаютс в том, что при работе на сеть задающие величины определ ют с соответствующими опорными напр жени ми . В качестве параметров гене ратора, характеризующих его реактив ную и активную нагрузки, используютс соответственно Цсоз произведени исоз Сили и sin) и 1 , где U - напр жение сети; Э - полный ток гене ратора, Ч - угол сдвига между век fopaMH напр жени и тока в фазе. В результате стабилизируютс величины и параметры нагрузки: 3,Ucos p-.nUJo, либо J,U5in4 , ) где «п коэффициент пропорциональности. Измен ютс при изменении напр жени в сети такие параметры комплексной нагрузки генератора: дл первого случа 5 Q cos f ; дл второго случа 5 pcos f. Следовательно, при изменении напр жени в сети дл генератора, нагруженного на сеть и управл емого по приведенному способу, из п ти параметров, характеризующих комплек ную нагрузку, неизменными остаютс только два: 3 и Q (или р). Это нарушает нормальный режим испытани генераторов и заставл ет исполь зовать специальные нагрузочные устройства или работать на сеть -через громоздкие потенциал-регул торы. Кроме того, использование в контурах управлени параметров, про порциональных Ucos ( Usin Ч ), измен ющихс при колебани х напр жени и частоты в сети, приводит к тому, что при любом названном колебании начинаетс регулирование сразу в обоих контурах, тогда как, в основном. должен включатьс только один из них. При снижении частоты в сети увеличиваетс активный ток генератора. Реактивный ток остаетс без изменени . Поэтому должен работать серводвигатель только в контуре управлени моментом двигател . Однако вследствие увеличени полного тока увеличиваетс и CDS/ в параметре UcosW . Начинает работать серводвигатель в контуре управлени током возбуждени генератора сначала в одну сторону, а потом, по мере восстановлени полного тока - в другую. Подобный процесс будет и при отклонении напр жени в сети. В этом случае ложное рассогласование будет отрабатывать серводвигатель контура управлени моментом двигател . Следовательно, врем работы серводвигателей в обоих контурах управлени одинаковое и будет определ тьс временем отработки соответствующего возмущени на генератор со стороны сети, т.е. качество испытаний синхронных генераторов при использовании сети с измен ющимс напр жением в качестве комплексной нагрузки будет невысоким. Устройство не может стабилизировать больше двух параметров; его использование при испытани х синхрон ных генераторов не обеспечивает высокого качества испытаний. Цель изобретени - повышение качества испытаний синхронного генератора при использовании сети с изг мен ющимс напр жением в качестве комплексной нагрузки путем увеличени числа стабилизируемых параметров, а также расширение функциональных возможностей. Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу автоматического управлени комплексной нагрузкой синхронного генератора при параллельной работе с сетью путем изменени параметров генератора, характеризующих его реактивную и активную нагрузки, изменени тока возбуждени генератора и вращающего момента приводного двигател в зависимости от разности между каждой задающей величиной и соответствующим измеренным параметром, измер ют реактивную и активную составл ющие тока нагрузки генератора и в качестве указанных параметров используют напр жени , пропорциональные соответственно реактивной и активной составл ющим тока нагрузки генератора , измер ют напр жение сети и фор мируют опорное напр жение, в качестве каждой задающей величины используют разность между опорным и измеренным напр жением, при этом каждое опорное напр жение выбирают по величине в два раза больще номинального напр жени сети. В устройстве дл автоматического управлени комплексной нагрузкой син хронного генератора при параллельной работе с сетью, содержащем два контура управлени соответственно током возбуждени генератора vi вращаю щим моментом приводного двигател , каждый из которых состоит из источника опорного напр жени посто нног тока, измерител параметра, пропорц нального соответственно реактивной и активной нагрузкам генератора, потенциометра, вход которого подклю чен к разнопол рным первым выходным зажимам источника опорного напр жени и указанного измерител параметра , блок управлени серводвига телем соответственно регул тора возбуждени и вращающего момента, входные зажимы которого подключены к движку потенциометра и второму вы ходному зажиму измерител параметра в каждый контур введен преобразовател переменного тока в посто нный, вклю ченный на напр жение сети, напр жение источника опорного напр жени в брано пр величине в два разе больше выходного напр жени указанного преобразовател при номинальном напр жении сети, при этом первьй совпадающий по пол рности в точке подключени выходной зажим преобраз вател Подключен к второму выходном зажиму источника опорного напр жени iвторой выходной зажим преобразовател подключен к общей точке соединени потенциометра и соответствующег измерител , а в качестве последних использованы датчики соответственно реактивного и активного токов. В результате использовани способа задакнцие веАичины в контурах у равлени вл ютс функци ми на6 ..6 пр жени сети (или генератора, если падением напр жени на кабеле или линии, соедин юп5им генератор с сетью, можно пренебречь), а контуры управлени воспроизвод т (управл ют фактической загрузкой) как изменени задающих величин при отклонени х напр жени в сети, так и изменение сигналов обратных св зей - приращение реактивного тока при колебани х напр жени сети и приращени активного Тока при колебани х частоты в сети. При этом управление осуществл етс так, что после его окончани угол -f имеет прежнее - начение. Дл получени этого активна и реактивна составл ющие Тока генератора должны получить приращение одного знака и в одной пропорции. Приращени токов имеетс только при отклонении напр жени в сети. При отклонении частоты в сети контур управлени вращающим моментом двигател восстанавливает прежнее значение активного тока, а крнтур управлени возбуждением генератора в работу при этом не включаетс (не включаетс серводвигатель). Следовательно приращение напр жени в сети компенсируетс обратным приращением токов 3 генератора. Зато основные четыре параметра комплексной нагрузки: Р , Q , S , cos остаютс (после окончани процесса стабилизации) неизменными на заданном уровне. Если напр жение сети измен етс по закону и и/и 0,9-1,1 , где и, - номинальное значение напр жени в сети, то из фор;мул 5 ;rnUJ, srrriUD ; Q-n.UJp, co5i/ ао/уЗ|о| следует, что дл неизменности.указанных величин закон изменени токов должен быть равен т -1где знак означает -р k относительное значение величины ( по аналогии с U). Заменим его на закон Х-К . Тогда -1 Х-К , , X 2, К 1. Следовательно закон изменени jj. 3 , J будет 2-К 5 Р К(2- К) 2 К-К: При изменении К в указанном диапазоне максимальна погрешность воспроизведени 5 Р и Q не превьшает 1%, что вполне приемлемо, сов после окончани переходного процесса также принимает прежнее (заданное) значение.The invention relates to electrical engineering and can be applied to using an industrial network with static characteristics (with varying voltage and frequency) as a stable complex load when testing synchronous generators, for example, as part of mobile electrical units, as well as to build a load sharing device. during parallel operation of electrical units with each other A method is known for automatically controlling the complex load of a synchronous generator during parallel operation, in hours with the network, according to which the torque of the primary motor varies, depending on the error signal between the set value and the output of the generator active current sensor, the excitation current — between the set value and the sum of signals proportional to the network voltage and the output signal of the reactive current sensor devices for implementing this method 1 and 2. As a result of using the known method and device, the active component of the generator 3 stabilizes at a predetermined level, and the reactive component to the current center Er when the voltage in the network changes in accordance with the static characteristic of the generator increases as the voltage drops in the network and decreases with increasing tension At the same time, the increment of reactive current is inversely proportional to the statism coefficient of the generator characteristic, and at a nominal statism value of 3%, the change in mains voltage by .U corresponds to the change in reactive current by ± 33%. Due to the change in the reactive component of the generator current during voltage fluctuations in the network, the total generator current J, the ratio of the output power, the reactive Q and the total S power will change. All this can cause a significant generator overload, therefore during long-term operation of the generator on the network it is loaded by 60-90% for current and power and the increased statistics of the characteristics of the generator, which is greater than or equal to 5%, is established. The closest to the invention is a method of automatic control of a complex load of a synchronous generator when operating in parallel with a network by measuring generator parameters characterizing its reactive and active loads, changing the generator's excitation current and rotational torque of the drive motor depending on the difference between each task value and the corresponding Parameter Sz. The closest to the invention is a device for automatic control of a complex synchronous generator loading during parallel operation with a network, containing two circuits for controlling the current, driving the generator and the torque of the drive motor, each of which consists of a source of direct voltage reference , a parameter meter proportional to, respectively, the reactive and active loads of the generator, the potentiometer whose input is connected to the first polarized output The terminals of the reference voltage source and the parameter meter, the servo motor control unit, respectively, of the excitation controller and the torque moment, the input terminals of which are connected to the potentiometer slider and the second output terminal, measure parameter 1. The disadvantages of this method are that the network setpoints are determined with the corresponding reference voltages. The generator parameters, characterizing its reactive and active loads, are used, respectively, of Tssoz product (iso Sealy and sin) and 1, where U is the network voltage; E is the total current of the generator, H is the angle of the shift between the fopaMH century of voltage and current in phase. As a result, the values and parameters of the load are stabilized: 3, Ucos p-.nUJo, or J, U5in4,) where "n is the proportionality coefficient. When the voltage in the network varies, such parameters of the generator complex load are: for the first case, 5 Q cos f; for the second case, 5 pcos f. Consequently, when the voltage in the network for a generator loaded on the network and controlled by the above method is changed, of the five parameters characterizing the complex load, only two remain unchanged: 3 and Q (or p). This disrupts the normal test mode of the generators and makes use of special load devices or work on the network through cumbersome potential-regulators. In addition, the use in control circuits of parameters proportional to Ucos (Usin ×), which vary with voltage and frequency fluctuations in the network, leads to the fact that for any of these oscillations, regulation starts simultaneously in both circuits, whereas . Only one of them should be included. As the network frequency decreases, the active current of the generator increases. The reactive current remains unchanged. Therefore, the servomotor should work only in the control circuit of the engine torque. However, due to an increase in the total current, the CDS / in the UcosW parameter also increases. The servo motor starts operating in the generator excitation current control circuit, first in one direction and then, as the total current recovers, in the other. A similar process will occur when the network voltage is rejected. In this case, the false error will be processed by the servomotor of the motor torque control circuit. Consequently, the operating time of the servomotors in both control loops is the same and will be determined by the time of working out the corresponding perturbation on the generator from the network side, i.e. The quality of testing synchronous generators when using a network with varying voltage as a complex load will be low. The device cannot stabilize more than two parameters; its use in tests of synchronous generators does not provide high quality tests. The purpose of the invention is to improve the quality of testing a synchronous generator using a network with a varying voltage as a complex load by increasing the number of parameters to be stabilized, as well as expanding the functionality. The goal is achieved in accordance with the method of automatic control of a complex load of a synchronous generator when operating in parallel with the network by changing the generator parameters characterizing its reactive and active loads, changing the generator excitation current and torque of the drive motor depending on the difference between each setpoint value and the corresponding measured parameter, measure the reactive and active components of the load current of the generator and, as indicated, They use voltages proportional to the reactive and active components of the generator load current, measure the network voltage and form the reference voltage, use the difference between the reference voltage and the measured voltage as each reference value, and two times the nominal mains voltage. In the device for automatic control of a complex load of a synchronous generator when operating in parallel with a network containing two control loops, respectively, of the generator excitation current vi by the torque of the drive motor, each of which consists of a constant-current reference voltage source reactive and active loads of the generator, potentiometer, the input of which is connected to the opposite polarity of the first output terminals of the voltage source and power supply Parameter meter control unit, the servo motor control unit, respectively, of the excitation and torque regulator, the input terminals of which are connected to the potentiometer slider and the second output terminal of the parameter meter, an alternating current converter is inserted into each circuit, connected to the mains voltage, voltage the source of the reference voltage in the brane is two times the output voltage of the specified converter at the rated voltage of the network, while the first one coincides in polarity At the connection point, the output terminal of the converter is connected to the second output terminal of the reference voltage source and the second output terminal of the converter is connected to the common connection point of the potentiometer and the corresponding meter, and the latter are respectively sensors of reactive and active currents. As a result of using the method, the load of the circuits in the office are functions on 6 ..6 network voltage (or generator, if the voltage drop on the cable or line, the generator is connected to the network, can be neglected) and the control contours are reproduced ( control of the actual load) as changes of the reference values in case of voltage deviations in the network, as well as changes in feedback signals — the increment of the reactive current during fluctuations in the network voltage and the increment of the active current in the frequency fluctuations in the network. In this case, the control is carried out so that after it ends, the angle -f has the former value. To obtain this, the active and reactive components of the generator Current must be incremented by one sign and in the same proportion. The increments of currents exist only when the voltage deviates in the network. When the frequency in the network deviates, the motor torque control circuit restores the current active current, and the generator excitation control circuit is not turned on (the servo motor does not turn on). Consequently, the voltage increment in the network is compensated by the reverse increment of the currents 3 of the generator. But the main four parameters of the complex load: P, Q, S, cos remain (after the end of the stabilization process) unchanged at a given level. If the network voltage varies according to the law and / and 0.9-1.1, where and, is the nominal value of the voltage in the network, then out of the form; mule 5; rnUJ, srrriUD; Q-n.UJp, co5i / ao / uz | o | It follows that for the immutability of the indicated values, the law of change of currents should be m -1 where the sign means -k k the relative value of the magnitude (by analogy with U). Replace it with the law XK. Then -1 XK, X 2, K 1. Therefore, the law of change jj. 3, J will be 2-К 5 Р К (2- К) 2 К-К: When K is changed in the specified range, the maximum reproduction error is 5 P and Q does not exceed 1%, which is quite acceptable, but after the transition process is also assumed to be the same (set value.

Полученные соотношени позвол ют синтезировать устройство дл осуществлени способа.The resulting ratios allow the device to be synthesized to carry out the method.

Так как полньй ток определ етс через составл ющие J и 3™ , то следовательно в качестве сигналов обратных св зей нужно вз ть сигналы пропорциональные и3р.Since the full current is determined through the components J and 3 ™, it is therefore necessary to take proportional signals i3p as the feedback signals.

Тогда по окончании переходных процессов в контурах управлени долж ны выполн тьс равенства о( -р 2 - К .Then, at the end of the transient processes, the equalities o (–p 2 - K) should be fulfilled in the control loops.

Переход от относительных значений к абсолютным значени м напр жений , образующих сигналы рассогласо- 5 вании в контурах управлени , получа IJr/iii/Jon-c t c)- датчики где ли - сигнал рассогласовани в контуре; величина загрузки активно или реактивной мощност ми задаюп1ее опорное напр же ние; ot-U - напр жение, пропорциональ ное напр жению сети; J. -rii .. напр жение выхода датчика д ciT и ки активного или реактивного токов. При этом Up 2ctLJ , т.е. в дв раза больше сигнала, пропорционального номинальному напр жению сети. По другому осуществл етс и процесс стабилизации нагрузки при откл нении напр жени в сети. В этом случае в контуре управлени возбуждением величина сигнала рассогласовани dU, обусловлена изменением двух составл ющих o6Uj. и U J . При этом составл юща olUj. измен етс незначительно (максимум на 10% а составл юща U-, значительно ( максимум в 2-4 раза в зависимости от величины статиама характеристики генератора). Поэтому Э «2-k значительно и серводвигатель контура управлени , током возбуждени включен относительно длительное врем до тех пор, пока не выполн етс равенство В контуре управлени вращающим моментом измен етс только составл ща ciU. Поэтому J 2-К незначительно и управление вл етс кратковременным (примерно в 30 раз короче , чем в контуре управлени воз- буждением, если считать скорости отработки отклонени в контурах управлени одинаковыми).The transition from relative values to absolute values of voltages that form the mismatch signals in control loops, receiving IJr / iii / Jon-c t c) - whether sensors — whether or not the error signal in the circuit; load value by active or reactive power; reference load; ot-U is the voltage proportional to the mains voltage; J. -rii .. voltage of the sensor output d ciT and ki of active or reactive currents. At the same time Up 2ctLJ, i.e. twice the signal proportional to the nominal voltage of the network. Otherwise, the process of stabilizing the load is performed when the mains voltage is disconnected. In this case, in the excitation control loop, the magnitude of the error signal dU is due to the change in the two components o6Uj. and u j. In this case, the component olUj. varies only slightly (up to 10% a maximum, component U-, significantly (maximum 2-4 times depending on the size of the stats characteristics of the generator). Therefore, e "2-k is significant and the control circuit servo motor has a relatively long time As long as the equality is not satisfied, only the component ciU changes in the control loop of the torque. Therefore, J 2-K is insignificant and the control is short-term (about 30 times shorter than in the excitation control circuit, and working out in the same deflection control circuits).

Как видно из изложенного при таком управлении обеспечиваетс позиционна инвариантность (независимость нагрузки от изменений напр жени и частоты в сети. При этом регулирование в контурах автономно (не вли ет на другой контур) , что обеспечивает более спокойное протекание переходных процессов.As can be seen from the above, this control provides positional invariance (load independence from voltage and frequency variations in the network. At the same time, regulation in circuits is autonomous (does not affect another circuit), which ensures a more tranquil flow of transients.

При работе генератора с номинальной нагрузкой на сеть ток генератора превышает номинальное значение только в том случае, если напр жение в сети ниже номинального. Превышение тока соответствует снижению напр жени в сети не более, чем на 1.0-15%. Такое превышение тока не опасно дл генератора, так как необходимость в срабатывании защиты от перегрева изол ции обмоток генератора возникает при перегрузках, больших 40% номинального. Кроме того испытани работы генератора с номинальной нагрузкой провод тс , как правило, при номинальных услови х (кроме термо- и барокамер). Генераторы же дл эксплуатации рассчитываютс на номинальный ток при более жестких услови х, например при 1000 м над уровнем мор , 0°С и т.п. Испытани генераторов с номинальной нагрузкой на передвижных электростанци х по времени составл ют менее 50% общего времени испытани . Остальное врем генераторы испытываютс с нагрузками в 20% и 60% номинальной мощности. В этом случае при любом напр жении в сети ток генератора меньше номинального. Проведенный анализ показывает, что стабилизаци основных параметров комплексной нагрузки генератора при испытани х его на сеть за счет изменени тока генератора вл етс допустимой . Предлагаемый способ позвол ет задавать генератору, работающему на сеть, стабилизирующую комплексную нагрузку любой величины и любого характера (с хпобым cos i/ от О до 1) от активной нагрузки до режима синхронного компенсатора. На фиг. 1 приведена электрическа схема устройства дл автоматического управлени комплексной нагруа кой генератора при параллельной работе с сетью; на фиг. 2 - векторные диаграммы при номинальном, увеличенном и пониженном напр жени х в сети. Устройство содержит потенциометры 1 и 2 задающих напр жений, источники 3 и 4 опорных напр жений, преобразователи 5 и 6 переменного тока в посто нный, датчики 7 и 8 соответственно реактивного и активного токов генератора {они могут быть построены и по другому принципу ра- О боты), блоки управлени серводвигател ми , выполненные в виде трех позиционных релейных элементов 9 и tO, включающие серводвигатели соответственно в контурах управлени возбуждением и вращающим моментом. При номинальном напр жении сети напр жени - 2 U , , , .В наиболее простом случае U,, U 2Us 2U4. Устройство работает следующим образом. Положение движка потенциометра 1 определ ет величину реактивного, а потенциометра 2 - активного токов генератора (фиг. 2). При зтом напр жени .и U-J, а J tig (или U U2 U-j UQ ) . и на входе элементов 9 и 10 0. Серводвигатели контуров управлени отключены. При снижении напр жени сети резко увеличиваетс выход датчика 7 и немного (на величин К ) уменьшаютс напр жени Ur и U При , /bi(U3-U,)-U, JBX --ГЬИ 4-Ч) где и ь - коэффициенты передач потенциометров 1 и 2 (оба меньше еди ницы) . Элемент 9 включает исполнительный серводвигатель и остаетс в этом положении до тех пор , пока выходное напр жение датчика 7 не сравн етс с выходным напр жением Ц потенциомет ра 1 (с точностью до зоны нечувстви тельности элемента 9). При включенном серводвигателе ре активный ток уменьшаетс , а после его отключени реактивный ток стано витс больше в 1/К раза, чем до они жени напр жени . Элемент 10 включает свой серводвигатель в сторону увеличени активного тока в 1/К раза, т.е. кратковременно . Так как составл ющие 30 и Зр уве личиваютс в одной пропорции, то значение угла Ч будет неизменно,. 5 так же как и величин Р , Q , ь . Полный ток тоже увеличиваетс в 1/k pa за (фиг. 2, В ). При увеличении напр жени токи уменьшаютс в ЦК раз. Другие же параметры комплексной нагрузки остаютс неизменным. Если нужно стабилизировать комплексную нагрузку с одним и тем же значением cost/на разных уров н х, то движок потенциометров 1 и 2 должен иметь общий привод и от него одинаковое передаточное отношение, например потенциометры должны находитьс на одной оси. Если движок потенциометра 1 находитс в нижнем положении (фиг.1),а потенциометра 2 любом другом положении , то генератор нагружен активной нагрузкой соответствующей величины. Если в нижнем- положении находитс движок потенциометра 2, то генератор работает на сеть в режиме синхронного компенсатора. При изменении частоты в сети измен етс только выходной сигнал датчика 8, включаетс элемент 10, соответствующий серводвигатель и значение активного тока восстанавливаетс . I Предлагаемый способ автоматичес ого управлени комплексной нагрузкой синхронного генератора при па1раллельной работе с сетью позвол ет при любых колебани х напр жени и частоты в сети задавать стабилизированную нагрузку любой величины и любого характера (с любым соз if от О до 1) - от активной нагрузки до режима синхронного компенсатора. При этом предполагаетс .что пределы регулировки уставки напр жени генератора соответствуют диапазону колебаний напр жени в сети, а регул торы возбуждени генератора и вращаиицего момента двигател имеют серводвигатели изменени настройки . Устройство, реализующее способ, целесообразно встраивать в испытательные стенды электроагрегатов, Однако оно может быть и в составе устройства распределени нагрузок на электроагрегате. В этом случае при параллельной работе электроагрегатов друг с другом входы управл ющих серводвигател ми блоков переключающими контактами режимных реле отключаютс от задающих потенциометров и подключаютс к уравнительным соединени м аналогично L1JПри прочих равных услови х преимущество от использовани на всех параллельно работающих электроагрегатных параметров Эр , О g вместо ) , JB качестве сигналов обратной св зи состоит в том, что из-за отсутстви взаимного вли ни контуров управлени в процессе пере распределени нагрузки имеетс больше запас устойчивости и выше быстро 6 . 12 действие (быстрее заканчиваетс вторичное регулирование). Релейные элементы, управл кщие серводвигател ми в контурах, в зависимости от темпа регулировани , можно выполн ть с положительным или отрицательным гистерезисом. В последнем случае серводвигатель отключаетс с упреждением нечувствительности и тем самым исключаютс перерегулировани из-за, инерционности например, первичного двигател .When the generator operates with a rated load on the grid, the generator current exceeds the rated value only if the supply voltage is lower than the rated one. The excess current corresponds to a reduction in the mains voltage by no more than 1.0–15%. Such an excess of current is not dangerous for the generator, since the need to trigger the protection against overheating of the insulation of the generator windings occurs when overloads are greater than 40% of the nominal. In addition, tests of the generator with a nominal load are carried out, as a rule, under nominal conditions (except for thermo and pressure chambers). Generators for operation are calculated on the rated current under more severe conditions, for example at 1000 m above sea level, 0 ° C, etc. Tests of generators with a nominal load on mobile power plants are less than 50% of the total test time. The rest of the time, generators are tested with loads of 20% and 60% of rated power. In this case, at any voltage in the network, the generator current is less than the nominal. The analysis performed shows that stabilization of the main parameters of the generator’s complex load when tested on a network by changing the generator current is permissible. The proposed method allows a generator operating on a network to be set to stabilize a complex load of any size and any nature (with a typical cos i / from O to 1) from an active load to a synchronous compensator mode. FIG. 1 shows the electrical circuit of the device for automatic control of complex generator loading when operating in parallel with the network; in fig. 2 - vector diagrams at nominal, increased and reduced network voltages. The device contains potentiometers 1 and 2 of the control voltages, sources 3 and 4 of the reference voltages, transducers 5 and 6 of alternating current to constant voltage, sensors 7 and 8, respectively, of the reactive and active currents of the generator {they can be constructed using a different principle. bots), servomotor control units, made in the form of three positional relay elements 9 and tO, including servomotors, respectively, in the control circuits of excitation and torque. With a nominal voltage network voltage - 2 U,,,. In the simplest case, U ,, U 2Us 2U4. The device works as follows. The position of the slider of potentiometer 1 determines the magnitude of the reactive, and potentiometer 2 the active current of the generator (Fig. 2). With this, the voltages are U-J and J tig (or U U2 U-j UQ). and at the input of elements 9 and 10 0. The control loop servomotors are disabled. When the network voltage decreases, the output of sensor 7 sharply increases and the voltages Ur and U decrease slightly (by K values). At, / bi (U3-U,) - U, JBX - ГЬИИ 4-Ч) where and ь are transmission coefficients potentiometers 1 and 2 (both less than one). Element 9 turns on the actuating servo motor and remains in this position until the output voltage of sensor 7 is equal to the output voltage C of potentiometer 1 (with an accuracy to the dead zone of element 9). When the servomotor is turned on, the active current decreases, and after it is turned off, the reactive current becomes 1 / K more than the voltage before it. Element 10 turns on its servomotor in the direction of increasing the active current by 1 / K, i.e. briefly. As the components 30 and Zr increase in the same proportion, the value of the angle H will be constant ,. 5 as well as the values of P, Q, b. The total current also increases by 1 / k pa per (Fig. 2, B). With an increase in voltage, the currents decrease by a factor of CC. Other parameters of the complex load remain unchanged. If it is necessary to stabilize the complex load with the same value of cost / at different levels, the potentiometer slider 1 and 2 must have a common drive and the same gear ratio, for example, potentiometers must be on the same axis. If the slider of potentiometer 1 is in the lower position (Fig. 1), and the potentiometer 2 is in any other position, then the generator is loaded with a resistive load of the corresponding size. If the potentiometer slider 2 is in the lower position, the generator operates on the network in the synchronous compensator mode. When the network frequency changes, only the output signal of the sensor 8 changes, element 10 is turned on, the corresponding servomotor and the active current value is restored. I The proposed method of automatic control of a complex load of a synchronous generator during parallel operation with a network allows for any fluctuations in voltage and frequency in the network to set a stabilized load of any size and any nature (with any cos if from O to 1) - from active load to synchronous compensator mode. In this case, it is assumed that the limits for adjusting the generator setpoint voltage correspond to the range of voltage fluctuations in the network, and the excitation regulators for the generator and the engine torque have servomotors for changing the setting. A device that implements the method, it is advisable to build in the test benches of electrical units, However, it can also be part of the device for the distribution of loads on the electrical unit. In this case, when the electrical units work in parallel with each other, the inputs of the control servo motors of the blocks by the switching contacts of the mode relays are disconnected from the setting potentiometers and connected to the equalization connections similarly to L1J. ), JB quality feedback signals is that due to the lack of mutual influence of control loops in the process of transferring the load to them a high stability and fast 6 above. 12 action (secondary regulation ends faster). Relay elements that control servomotors in circuits, depending on the rate of adjustment, can be performed with a positive or negative hysteresis. In the latter case, the servomotor shuts down proactively insensitivity and thus overshoots due to the inertia of, for example, the prime mover, are eliminated.

иand

Claims

1. A method for automatically controlling the complex load of a synchronous generator during parallel · ¹ operation with the network by measuring the parameters of the generator characterizing its reactive and active loads, changing the excitation current of the generator and the torque of the drive motor depending on the difference between each reference value and the corresponding measured parameter characterized in that, in order to improve the quality of tests of a synchronous generator when using a network with a varying voltage as a com Plex load by increasing the number of stabilized parameters, measure the reactive and active components of the generator load current and use the voltage proportional to the reactive and active components of the generator load, measure the mains voltage and form the reference voltage, use the difference between each reference and measured voltage, while each reference voltage is selected in magnitude two times the rated voltage Networks.

2. A device for automatically controlling the complex load of a synchronous generator during parallel operation with the network, containing two | control loops, respectively, of the excitation current of the generator and the torque of the drive motor, each of which consists of a DC voltage reference source, a parameter meter proportionally proportional to reactive and the active loads of the generator, potentiometer, the input of which is connected to the bipolar first output terminals of the reference voltage source and azannogo meter parameter, the control unit respectively servo controller excitation and torque input terminals of which are connected to the engine of the potentiometer and the second output terminal of the meter parameter, characterized in that,

SU. 1107216

1107216 in order to expand its functional capabilities and improve the quality of tests of a synchronous generator when using a network with a varying voltage as a complex load by increasing the number of parameters to be set, an AC / DC converter connected to the mains voltage is introduced into each circuit, the voltage of the reference voltage source is selected by twice the output voltage of the specified converter at the rated mains voltage, while the first matching of polarity at the connection point, the output terminal of the converter is connected to the second output terminal of the reference voltage source, the second output terminal of the converter is connected to a common connection point of the potentiometer and the corresponding meter, and reactive and active current sensors are used as the latter.