SU1156234A1 - Устройство дл продольно-поперечного возбуждени электрических машин - Google Patents

Abstract

.УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОДОЛЬНОПОПЕРЕЧНОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН, содержащее первую и вторую обмоткивозбуждени ,сдвинутые в про .странстве на угол 90 эл.град. и соединенные соответственно через первый и второй гашени  пол  с выходами первого и второго возбудителей , снабженных блоками аварийного отключени , первый и второй управл е№4е коммутаторы, подключенные первыми выходами к первым вьтодам соответственно первой и второй обмоток возбуждени  и первым . в псодам первого и второго блоков защиты от перенапр жени , управл 1о- щие входы первого управл емого коммутатора и первого автомата гашени  пол  св заны с выходов:влрка аварийного отключени  п«д|| м л возбудител , а управл ющие sxibRW второго управл емого коммутаторе И eTioporo автомата гашени  пол  св заны с выходом блока аварийного отключени  второго возбудител , второй выход первого управл емого коммутатора соединен с первым выводом резистора, а вторые выходы второго блока sanpHirf от перенапр жени  и второго управл емого коммутатора объединены, отличающеес  тем что, с целью повышени  э

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к системам возбуждени  электрических машин переменного тока, например генераторо продольно-поперечного возбуждени .

Известна система самовозбуждени  синхронных турбогенераторов, содержаща  обмотку возбуждени , рабочий и форсировочный тиристорные возбудители , автоматы гашени  пол , блок защиты от перенапр жений и активное сопротивление самосинхронизации. : Блок защиты от перенапр жений включен последовательно с сопротивлением самосинхронизации, а параллельно этому блоку подсоединен коммутатор. Возбудители снабжены блоками аварийной сигнализации. При отказе возбудителей турбогенератор может быть автоматически переведен в асинхронный режим при замыкании указанного коммутатора, т.е. путем замыкани  обмотки возбуждени  на посротивление самосинхронизации, превышающее сопротивление обмотки ротора в 310 раз. Одновременно срабатывают автоматы гашени  пол  и от обмотки отключаютс  возбудители. В результате турбогенератор переходит в аси хронный режим ij .

Однако вследствие несимметрии цепи ротора установившийс  после этог процесс сопрово аетс  значительными колебани ми режимных параметров (токов, напр жени , скольжени , эле тром гнитного момента), а потребление реактивной мощности велико, что приводит к необходимости ограничени  нагрузки генератора в этом режиме (до 40-60% номинальной), его длительности (до 15-30 мин) и последующему отключению генератора от сети, если за это врем  не ликвидирована авари .

Наиболее близким к изобретению  вл етс  устройство дл  продольнопоперечного возбуждени  электрических машин, содеркар1ее первую и вторую обмотки возбуждени , сдвинутые в пространстве на угол в 90 зл.град . и соединенные соответственно через первый и второй автоматы гашени  пол  с выходами первогр и второго возбудителей, снабженных блоками аварийного отключени , первый и второй управл емые коммутаторы, под ключенные первыми выходами к первым вью одам соответственно первой и

второй обмоток возбуждени  и х первым выходам первого и второго блоков запщты от перенапр жений, управл ющие входы первого управл емого коммутатора и первого автомата гашени  пол  св заны с выходом блока аварийного отключени  первого возбудител , а управл ющие входы второго управл емого коммутатора и второго автомата гашени  пол  св заны с выходом блока аварийного отключени , второго возбудител , второй выход первого управл емого коммутатора соединен с первым выводом резистора , а вторые выходы второго блока защиты от перенапр жени  и второго управл емого коммутатора объединены. При этом вторые выходы первого управ л ёмого коммутатора и первого блока загтиты от перенапр жени  обт единены, а второй вывод резистора соединен с вторым выводом первой обмотки возбуждени , объединены вторые выходы второго блока за1Д1ты от перенапр жени  и второго управл емого коммутатора подю1ючены через второй резистор к второму выводу второй обмотки возбуждени  f2} .

Недостатками данного устройства  вл ютс  дополнительные потери энергии в Ti.enH возбуждени  в асинхронных режимах работы, невысока  эффективность использовани  устройства дл  генераторов продольно-поперечного возбуждени  с неодинаковыми обмоткам возбуждени . В асинхронном режиме по вл ютс  обратные магнитные пол  и приходитс  знатительно увеличивать сопротивление синхронизации, в этом случае имеют месТо те же недостатки, что и дл  синхронных т.урбогенераторов .

Цель изобретени  - повышение эффективности работы и расширение области применени .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  продольнопоперечного возбуждени  электрических маиин , содержавшее первую и вторую обмотки возбуждени , сдвинутые в пространстве на угол в 90 эл.град. и соединенные соответственно через первый и второй автоматы гашени  пол  с  ыходамй первого и второго во будителей, снабженных блоками аварийного oTKJH04eHHH, первый и второй управл емые коммутаторы, подключенные первыми выходами к первым выво3 дам соответственно первой и второй обмоток возбуждени  и первым вькодам первого и второго блоков защиты от перенапр жений, управл юоще входы первого управл емого коммутатора и первого автомата гашени  пол  св заны с выходом блока аварийного отключени  первого возбудител , а управл ющие входы второго управл емог коммутатора и второго автомата га- . шени  пол  св заны с выходом блока аварийного отключени  второго возбудител , второй выход первого упра л емого коммутатора соединен с первым выводом резистора и вторые выходь1 второго блока защиты от перенапр  жени  и второго управл емогокомму . Тагора объединены, дополнительно введен дроссель, включенный между вторыми выводами резистора и первой обмотки возбуждени , второй выход первого блока защиты от перенапр жени  подключен к второму выводу первой обмотки возбуждени , а объединен ные вторые выходы второго блока защи ты от перенапр жени  и второго управ л емого коммутатора св заны с вторым выводом обмотки возбуждени . На фиг.1 представлена структурна  схема устройства; на фиг, 2 - принципиальна  схема блока управлени , через который может осуществл тьс  св зь между блоками аварийного отклю чени  и управл ющими входами автоматов гашени  пол  и управл емых коммутаторов . Устройство дл  продольно-поперечного возбуждени  электрических машин содержит первую 1 и вторую 2 обмотки возбуждени , сдвинутые в пространстве на угол в 90 эл.град. и соединенные соответственно через первый 3 и второй 4 автоматы гашени  пол  с выходгми первого 5 и второго 6 возбудителей , снабженных блоками 7 и 8 аварийного отключени , первый 9 и второй 10 управл емые коммутаторы, подключенные первыми выходами к первым выводам соответственно первой 1 и второй 2 обмоток возбуждени  и пёр вьм выходам первого 11 и второго 12 блоков защиты от перенапр жени , управл ющие входы первого управл емого коммутатора 9 и первого автомата 3 гашени  пол  св заны с выходом блока 7 аварийного отключени  первого возбудител , а управл ющие входы второго управл емого к 1мутатора 10 3Д4 и второго автомата 4 гашени  пол  св заны с выходом блока 8 аварийного отключени  второго возбудител  6, Второй выходпервого управл емого коммутатора 9 соединен с первым выводом резистора 13, а вторые выходы второго блока 12 от перенапр жени  и второго управл емого коммутатора 10 объединены. Устройство также содержит дроссель 14, включенный между вторыми вьтодами резистора 13 и первой обмотки 1 возбуждени . Второй выход первого блока 11 защиты от перенапр жени  подключен к второму выводу первой обмотки 1 возбуждени , а объединенные вторые выходы второго блока 12 защиты от перенапр жени  и второго управл емого коммутатора 10 св заны с вторым выводом второй обмотки 2 возб -ткдени . Св зь между управл ющими входами автоматов 3 и 4 гашени  пол  и управл емых коммутаторов 9 и 10 может быть осуществлена через блок управлени  15 (фиг.2), представл ю1 (ий собой кодо ый преобразователь и состо щий из первого 16 и второго 17 логических элементов ИЛИ и типовых управл емых ключей.18-21. Входы 22 и 23 блока 15 управлени  могут быть св заны с вых.одами блоков 7и 8 аварийного отключени , а выходы 24 и 25 - с управл ющими входами соответственно первого 3 и второго 4 автоматов гашени  пол . Выходы 26 и 27 соединены с управл ющими входами соответственно первого 9 и второго 10 управл емых коммутаторов. Блок 15 управлени  снабжен также входом 28 задани  режимов работы. В качестве возбудителей в генераторах продольно-поперечного возбуждени  могут быть испшгьзованы стандартные реверсивные тиристорные возбуди-/ тели, cocтo 0 иe из двух включенных встречно-параллельно управл емых выпр мителей, автоматы гашени  пол  и блоки эап(иты от перенапр жени  обычных конструкций, используемых в системах возбуждени  синхронных турбогенераторов традиционных типов. 8качестве управл емых коммутаторов могут быть использованы стандартные автоматы гашени  пол  (например, серии АГП-12,АГП-30,АГП-60).Активное сопротивление - набор стандартных  щиков сопротивлений,используемых.например , в качестве сопротивлений самосинхронизации турбогенераторов. Дроссель - стандартные реакторы, используемые , например, в цеп х тиристорных возбудителей и преобразователей частоты. Значени  активного (резистор 13) и индуктивного (дроссель 1А) сопротивлений выбираютс  из следующих соображений. В случае з ффектив ные числа витков первой 1 и второй 2 обмоток возбуждени  генератора продольно-поперечного возбуждени  могут быть неравными (или неодинаковы создаваемые .обмотками м.д.с.). Тогда при переходе в асинхронный режим имеет место эффект одноосного включени , т.е. в мардане нар ду с рабочими пол ми пр мой последовательности по в тс  обратные пол  и соответственно колебани  параметров, вибрации и т.п. Дп  снижени  или исключени  указанных нежелательных  влений предлагаетс  обеспечить выравнива- ние м.д.с. обмоток за счет включени  в цепь мощной первой обмотки 1 возбуждени  не только активного г (реЗИСТОР 13), но и индуктивного Х ( дроссель 14) сопротивлений. Введение комплексного (г сопротив лени  позвол ет не только ограничить ток (м.д.с.) более сильной обмотки , обеспечив равенство м.д.с. обеих обмоток, но и поддержать фазовый сдвиг между токами (м.д.с.), равный эл. град. Таким образом, необходимым уеловием  вл етс  равенство м.д.с. обмоток возбуждени , т.е. I,V,)(o, bvA, у| 7 I . где ,, J К, jKoj- соответственно чи ла витков и обмоточные коэф циенты соответственно первой 1 и второй 2 обмоток возбужд ни ; Z., сопротивлени  первой 1 и второй 2 обмоток возбуждени  . Поскольку Е , то откуда 2 02 у v } ik,, де Z, ( - полное сопротивление в цепи первой обмотки 1 возбуждени  , 2 - добавочное сопротивление , которое необходимо включить в цепь первой обмотки 1 возбуждени  при условии, что W, Ко, WiKo2 дл  выравнивани  м.д.с. (плотность тока в обмотках прин та одинаковой). Тогда имеем г Г,, , П;)И условии, что г, 2 и , как например, это имеет место в агинхронизированных генераторах с симметричной системой идентичных обмоток возбуждени , г 0 и . Система возбуждени  работает следуюр (им образом. Влок 15 управлени  может задавать следуюр;ие режимы работы: режим а , когда сигнал на входе 28 - логический О, режим S , сигнал на входе 28 - логическа  1. Работа системы возбуждени  в режиме q происходит в слеДуюв1ем пор дке. При отказе любого из возбудителей 5 или 6 (или одновременно обоих возбудителей ) На входы 22 или 23 подаютс  сигнапы с выходов блока аварийного отключени  7 или (и) 8. С блока 15 управлени  с выходов 24 и 25, 26 и 27 подаютс  сигналы на входы управл емых коммутаторов 9 и 10 и автоматов гашени  пол  3 и,4. Управл емый Коммутатор 9 замыкает обмотку. 1 возбуждени  на резистор 13 и дроссель 14, а управл емый коммутатор 10 замыкает накоротко вторую обмотку 2 возбуждени . Перва  обмотка 1 возбуждени  оказьшаетс  замкнутой на злектрическую цепь из последонательно соедииениыу активного (резигтора 1,3) п индуктивного (дроссель 14) сопротнв jtRHHft, Одновременно аптоматы гашени  пол  3 и 4 разрывают цепи питани  первой 1 и второй 2 обмоток возбуждени  от возбудителей 5 и 6. Генератор переходит в асинхронный режим с замкнутой накоротко сллбойг второй обмоткой 2 возбуждени  и с замкнутой на комплексное сопротивление сильной первой обмоткой 1 возбуждени . При выборе указанного сопротивлени  в соответствии с формулами обратных полей в генераторе не возникает. Нагрузка и длительност работы генератора в этом режиме опре дел ютс  допустимыми значени ми токов в обмотках статора и ротора. Режим S . При отказе любого из возбудителей блок 15 управлени  отключает его с помощью автомата гашени  пол , причем соответсткугоща  обмотка возбуждени  оказываетс  замкнутой на соответствующей блок защиты от перенапр жений. Генератор продолжает работать (с соответственно по.ниженной нагрузкой) на одной обмот ке возбуждени  в синхронном режиме, В этом случае возможно обеспечить питание отключенной от аварийного возбудител  обмотки возбуждени  от резервного возбудител  (на фиг.1 не показан) и восстановить, таким обра ом , исходный (или близкий к исходному ) режим работы генератора. В случае применени  предлгагаемои систем - возбуждени  дл  генераторов продольно-поперечного возбуждени  с одинаковыми обмотками необходимо в соответствии с формулами примен ть Cf 0 и . Таким образом, достигаетс  возможность применени  дл  генераторов продольно-поперечного возбуждени  с несимметричной системой роторных обмоток, обеспечиваетс  больша  эффок тивность асинхронных режимов благодар  обеспечению кругового пол , синхронных режимгш работы при отказе одной из цепей возбуждени , исключаютс  потери в добавочных сопротивлени х (самосинхронизации) при асинхронной работе генераторов с симметричными системами продольно-поперечного возбуждени . Устройство продольно-поперечного возбуждени  с наиболышгм зффектом может быть применено дл  асинхронизиров нных турбогенераторов с симметричньпчи системами обмоток возбуждени  на роторе и с несимметричными системами обмоток, с так называемыми управл ю1цими поперечными (слабыми) обмотками возбуждени , дл  которых ;р1ительные асинхронные режимы допустимы в узких (ко сравнению с асинхронизировлнн1-гми турбогенераторами) диапазонах (0,1 - 0,2%).

п

23

2U -«

Ы

26

2S

21

27

Фиг.2

Claims (1)

1. .УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОДОЛЬНОПОПЕРЕЧНОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН, содержащее первую и вто- 'рую обмотки'возбуждения,сдвинутые в про странстве на угол 90 эл.град. и соединенные соответственно через первый и второй автоматы гашения поля с выходами первого и второго возбудителей, снабженных блоками аварийного отключения, первый и второй управляемые коммутаторы, подключенные первыми выходами к первым выводам соответственно первой и второй обмоток возбуждения и первым 'выходам первого и второго блоков защиты от перенапряжения, управляк)щие входы первого управляемого коммутатора и первого автомата гашения поля связаны с выходом блока' аварийного отключения первого возбудителя, а управляющие входы второго управляемого коммутатора и второго автомата гашения поля связаны с выходом блока аварийного отключения второго возбудителя, второй выход первого управляемого коммутатора соединен с первым выводом резистора, а вторые выходы второго блока защиты от перенапряжения и второго управляемого коммутатора объединены, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы и расширения области применения, в .устройство дополнительно введён дроссель, включенный между вторыми выводами резистора и первой обмотки возбуждения, второй выход первого блока защиты от перенапряжения подключен к второму выводу первой обмотки возбуждения, а объединенные вторые выходы второго блока защиты от перенапряжения й второго управляемого коммутатора связаны с вторым выводом второй обмотки возбуждения.