SU1246239A1 - Устройство дл управлени асинхронизированным электромеханическим преобразователем частоты (его варианты) - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к асинхрони- зированным электромеханическим преобразовател м частоты (АС ) дл  гибкой св зи энергосистем с различающимис  частотами. Цель изобретени  - повьшение быстродействи  при изменении перетока мощности через АС ЭМПЧ и тем самым повьшение надежности энергоснабжени  электроприемников , подключенных к линии электропередачи с АС . В нормальном ре жиме величина перетока мощности че - (П (Л ю 4ib О5 to 00 CD

Description

рез AC ЭМ1ТЧ не превышает заданной величины. При увеличении перетока мощности выше заданной величины в закон управлени  второй машины АС ЭМПЧ вводитс  сигнал пропорциональ- ньш разности величин заданной мощности и перетока мощности через АС ЭМПЧ,что обеспечивает быстрое изменение перетока активной мощности, 3 случае когда напр жени  возбуждени  машин при изме;1ении перетока мощности чеИзобретение относитс  к электроехнике , в частности к передаче элекрической энергии по лини м переменного тока а более конкретно к асин- кронизированным электромеханическим преобразовател м частоты (АС ЭМПЧ) дл  гибкой св зи энергосистем с различающимис  частотами.

Цель изобретени  - повышение быстродействи  при изменении перетока мощности через АС Э ЬШЧ и тем самым повышение надежности энергоснабжени  электроприемников, подключенных к линии электропередачи с АС ЭМПЧ.

Иа фиг,1 представлена схема первого варианта предлагаемого устройства , на фиг. 2 и 3 - стрз ктуры регул торов возбуждени ; на фиг. 4-8 - соответственно структурные схемы измерител  частоты вращени  валзд задатчика частоты вращени , датчика напр женш ; преобразовател  координат и формировател  проекдий тока ротора.

Устройство дл  управлени  АС

ЭМПЧ, св зывающего энергосистемь; 1 и 2 исосто щего из двух А.СМ 3 и 4 с жестко соединенными валами, включает в себ  управл емые преобразователи 5 и 6 частоты, входы которых соединены с выходами регул торов 7 и 8 возбуждени . На вход регул тора 7 поступает информаци  от датчиков 9 и 10 напр жени  и частоты первой энергосистемы, датчика 11 активной мощности первой машины 3, измерител  12 частоты вращени  вала. Входы регул тора 8 соединены с датчиками 13

рез Ас ЭМПЧ, достигают потолочных значенго, в з стройство вводитс  усилитель 17, вход которого предназначен дл  приема задани  на переток активной мощности а выход соединен с дополнительным входом регул тора 8 возбуледени . При изменении перетока мощности форсировка напр жени  возбу вдени  второй машины происходит теперь благодар  выходному сигналу усшштел  17. 2 с,п. ф-лы. 8 ил.

и 14 и:апр жени  и частоты второй энергосистемы, измерителем 12 частоты вращени  вала, выходом задатчика 15 частоты вращени  вала, Кроме того, входы регул51тора В возбуждени  соединены с выходами нелинейного элемента 16 и усилител  17. Вход нелинейного элемента 16 соединен с выходом элемента 18 сравнео ни , один из входов которого подключен к выходу датчика 19 активной мощности второй- машиныр а на другой его вход подаетс  сигнал задани 

На входы задатчика 15 подаютс  5 сигналы от датчиков 10 и 14 частоты дл  формировани  на выходе задатчика

(J + Uj сигнала Wp . - .

Каждый из регул торов 7 и 8 имеет Q два параллельных канала, один из которых предназначен дл  поддержани  заданного значени  напр жени  Ц и

и.

Другой канал предназначен: в пер- 5 вой машине дл  поддержани  мощности Р р во второй машине дл  поддержани  частоты вращени  вала АС ЭМПЧ.

1 этом канале регул тора формируетс  сумма выходных сигналов соот0 ветственно блоков 20 и 21 регулировани  скольжени , представл ющих собой усилители, и блоков регулировани  активной мощности: блока 22 - дл  первой машины; усилител  17 и

блока 23 регулировани  частоты вращени  вала .- дл  второй машины; На входы блоков 20 и 21 подаютс  через сравнени  сигналы от датчиков 10 и 1А частоты и измерител  12 частоты вращени  вала. На вход блока 22, представл ющего собой пропорционально-интегральный преобразователь, подаютс  через элемент сравнени  сигнал задани  Г и сигнал от датчика 11 активной мощности.

В канале регулировани  напр жени  на Еходы блоков 2А и 25, представл ющих собой пропорционально-интеграль ные преобразователи, подаютс  через элементы сравнени  сигналы от датчиков 9 и 13 напр жени  и сигналы напр жени  задани  U и U. На вход блока 23, представл ющего собой ин- тегральньй преобразователь, через элемент сравнени  подаютс  сигналы . от задатчика 15 и измерител  12 частоты вращени  вала, а также от нелинейного элемента 16, Выходы блоков 20-25 и усилител  17 через элементы сравнени  подсоединены к входам блоков 26-29 регулировани  проекций тока ротора, представл ющих собой усилители , а именно: выходы блоков 20 и 22 - к входу блока 26, выход блока 24 - к входу блока 28, выходы блоков 17, 23 и 21 - к входу блока 27, выход блока 25 - к входу блока 29. Кроме того, на указанные входы через элементы сравнени  подаютс  сигналы от формирователей 30 и 31 проекции тока ротора и сигналы начального задани  проекций напр жени  ротора oig

0. . и 01

Выходы блоков 26 и 28, 27 и 29 подсоединены к входам соответствующих преобразователей 32 и 33 координат. На другие входы преобразователей 32 иЗЗ координат поступают двухфазные сигналы соответственно от датчиков 9 и 13 напр жени  и от измерител  12 скорости, вращени  вала.

Стрзгктура измерител  12 частоты вращени  вала показана на фиг,4. f Синхронный тахогенератор 34, соединенный с валом АС ЭМПЧ, подключен своей статорной цепью к входу диодного выпр мител  35 и к входу преобра- зовател  36 трехфазного сигнала в двухфазный, выполненного, например, на трансформаторах.

Выход преобразовател  36 соединен с входом блока 37 интеграторов, выходом которого  вл етс  двухфазный сигнал, поступающий на входы преобразователей 25 и 32 координат ({. ).

10 20

5

0

Задатчик 15 частоты вращени  вала (фиг.5) представл ет собой суммирующий усилитель, на входы которогопо- . даютс  сигналы, пропорциональные 5 частотам энергосистем (.) коэффициентом 1/2, Датчик 9 напр жени  (фиг,6) представл ет собой трехфазный измерительный трансформатор 38 напр жени , соедиеннный своим выходом с входом диодного выпр мител  39 и преобразовател  40 трехфазного сигнала в двухфазньш, выход которого соединен с входами преобразовател  32 координат и формирова- t5 тел  30 проекций тока ротора.

Преобразователь 32 координат (фиг.7) состоит из блоков 41-48 перемножени  и суммирующих усилителей 49-52,

Формирователь 30 проекций тока ротора (фиг,8) включает интеграторы 53 и 54, инверторы 55 и 56, суммирующие усилители 57-60 и блоки 61-64 перемножени . На выходе каждого регул тора 7 и 8 возбуждени  формируетс  сигнал с частотой скольжени  ротора, подаваемый на вход схемы управлени  тиристорами управл емого преобразовател  частоты. Соответствующим управлением амплитудой и фазой измен ющегос  по гармоническому закону напр жени  возбуждени  и компенсацией электромагнитной инерционности цепи ротора осуществл етс  св зь энергосистем с различающимис  параметрами режима, При этом частота напр жени  возбуждени  каждой из АСМ поддерживаетс  равной разности частоты статора машины и частоты вращени  вала, Функ-. . ци  регулировани  дл  машин может быть представлена в виде:

25

30

S..

ifl J

(,(p pJfкД()c(ь -4bK/S(L/;. (1)

- j

Uy, ,.Kju,.c.,).,.J(.p)dit. t о

p;-Pzb4 Si -P.MbJ,K,(u;-u,).

t 0

s(;-,),

где .

В нормальном режиме, когда разность ( ) не превышает некоторой заданной величины йР}од выходной

сигнал нелинейного элемента 16 ра вен-нулю, в результате чего втора  АСМ регулируетс  по напр жению и ча тоте вращени  вала.

При изменении перетока мощности (изменений значений Р и Р,) через Ас ЭЬШЧ, когда ,, л сигнал на выходе нелинейного элемента пропорционален входному, т.е. равен

Кнэ Р. Рад) К,з ( ) . Тепер втора  АСМ управл етс  еще и по активной мощности,(1), При достижении Р значени  на выходе 16 сигнал снова равен нулю и закон управлени  формируетс  в соответствии с (2) ,

{ К.( i ()dt

t Л ч

t

-jba7 b ur i - S

г i| (U|-U.j)

Предлагаемое устройство обеспечивает быстрое изменение перетока активной мощности через АС ЭМПЧ. Это следует из рассмотрени  формул (1) и (2), откуда видно, что ггри изменении величин Р и Р происход т фор- сировки напр жений U и U,, при этом электромагнитные моменты обеих машин быстро достигают заданных значений, Мд.и М,„получаютс  разного знака

/ J i jt. u.

(поскольку ), и потому частота вращени  вала АС измен етс  Незначительно. Длительность переходного процесса, таким o6pa3ok, определ етс  электромагнитной посто нной времени (а не электромеханической) обмоток возбуждени  и потолочным значением напр жени  возбуждени  АСМ,

При достаточном значении этого напр жени  длительность переходного процесса составл ет дес тые доли секунды , т.е, сокращаетс  на. пор док в сравнении с известным устройством дл  управлени  АС ЭМПЧ,

В случае5 когда предварительные расчеты показывают, что напр жени  возбл. ждени  машин при изменении перетока мощности через АС ЭМГИ достига- ют потолочных значений, то более при может стать второй, более простой вариант предлагаемого устройства . От известного устройства предлагаемый вариант будет Отличатьс  присутствием в схеме усилител  17, вход которого предназначен дл  прием задани  на переток активной мощности

0

0

О 5

Р 3 а выход соединен с дополнительным входом регул тора 8 возбуждени . В схеме регул тора 8 возбуждени 

J (фиг,3) в этом случае отсутствует элемент 16 и дополнительный вход Вх,1, Схемы всех остальных узлов уст)эойства, приведенные на фиг, 2, 4-8, остаютс  без изменений,

o При изменении перетока мощности (изменении сигнала Р ) фррсировка напр жени  возбуждени  второй машины происходит теперь благодар  выходному сигналу усилител  17. Этот

5 сигнал в данном случае выполн ет еще и роль мгновенного корректора сит на- ла culg ( в первом варианте роль корректора , но не мгновенного, выполн л интегратор 23 благодар  выходному сигналу нелинейного элемента 16)

Фор)чула изоб.ретени 

1. Устройство дл  управлени  асин- хронизированным электромеханическим преобразователем частоты (АС ЭМПЧ), содержащее заправл емые преобразователи частоты, измеритель частоты вращени  вала, датчики частоты и напр жени  на шинах св зьшаемых энергосистем , датчик активной мощности первой машинЫд задатчик частоты вращени  вала, входы которого соединены с датчиками частотыj и регул торы возбуждени , входы первого из которых подсоединены с датчикам частоты и напр жени  первой энергосистемы к измерителю частоты вращени - вала, и к датчику активной мощности первой машины, входы второго регул тора , подсоединены к датчикам частоты и напр жени  второй энергосистемы, к зз.датчику и к измерителю 1астоты вращени  вала, пр ичем входом регул тора , к которому подключен датчик частоты второй энергосистемы,  вл етс  один из входов пропорционального преобразовател , входом регул - Topaf к которому подключен задатчик,  вл етс  один из входов интегрального преобразовател , а выход регул торов возб окдени  подключен к со- ответствующи управл ем1з1м преобразовател м частоты, отличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи  при изменении перето- йа мощности через АС ЭМПЧр оно дополнительно снабжено датчиком активной мощности второй машины, элемен том сравнени , нелинейным элементом с зоной нечувствительности и усилителем , выход KOTOpOi O подсоединен к другому входу пропорционального преобразовател , выход датчика активной мощности второй машины подключен к первому входу элемента сравнени , второй вход которого предназначен дл  приема инвертированного сигнала задани  мощности первой машины, выход элемента сравнени  соединен с входом нелинейного элемента, выход которого подключен к другому входу интегрального преобразовател .

2.Устройство дл  управлени  асин- .хронизированным электромеханическим преобразователем частоты (АС ЭШЧ), содержащее управл емые преобразователи частоты, измеритель частоты вращени  вала, датчики частоты и напр жени  на шинах св зываемых энергосистем , датчик активной мощности первой машины, задатчик частоты вращени  вала, входы которого соединены с датчиками частоты, и регул торы возбуждени , входы первого из которых подсоединены к датчикам частоты и напр жени  первой энергосисте- г мы, к измерителю частоты вращени  вала и к датчику активной мощности первой машины, входы второго регул тора подсоединены к датчикам частоты и напр жени  второй энергосистемы,

0 к задатчику и к измерителю частоты вращени  вала, причем входом регул тора , к которому подключен датчик частоты второй энергосистемы,  вл етс  один из входов пропорционального

5 преобразовател ,, а выход регул торов возбуждени  подключен к соатветствую- щим управл емым преобразовател м частоты, отличающеес  тем, что, с целью повьщ1ени  быстро0 действи  при изменении перетока мощности через АС , оно дополнительно снабжено усилителем, вход которого предназначен дл  приема инвертированного сигнала задани  мощности

5 первой машины, а выход подсоединен- к другому входу пропорционального преобразовател .

1n,,

,

Claims (2)

1. Формула изобретения

   1. Устройство для управления асинхронизированным электромеханическим преобразователем частоты (АС ЭМПЧ), содержащее управляемые преобразователи частоты, измеритель частоты вращения вала, датчики частоты и напряжения на шинах связываемых энергосистем, датчик активной мощности первой машины, задатчик частоты вращения вала, входь! которого соединены с датчиками частоты, и регуляторы возбуждения, входы первого из которых подсоединены с датчикам частоты и напряжения первой энергосистемы, к измерителю частоты вращениявала. и к датчику активной мощности первой машины, входы второго регулятора. подсоединены к датчикам частоты и напряжения второй энергосистемы, к задатчику и к измерителю частоты вращения вала, причем входом регулятора, к которому подключен датчик частоты второй энергосистемы, является один из входов пропорционального преобразователя, входом регулятора, к которому подключен задатчик, является один из входов интегрального преобразователя, а выход регуляторов возбуждения подключен к соответствующим управляемым преобразователям частоты, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия при изменении перетока мощности через АС ЭМПЧ, оно дополнительно снабжено датчиком активной мощности второй машины, элемен7 том сравнения, нелинейным элементом с зоной нечувствительности и усилителем, выход которого подсоединен к другому входу пропорционального пре- 5 образователя, выход датчика активной мощности второй машины подключен к первому входу элемента сравнения, второй вход которого предназначен для приема инвертированного сигнала 10 задания мощности первой машины, выход элемента сравнения соединен с входом нелинейного элемента, выход которого подключен к другому входу интегрального преобразователя. 15
2. 2.Устройство для управления асинхронизированным электромеханическим преобразователем частоты (АС ЭМПЧ), содержащее управляемые преобразовате- 20 ли частоты, измеритель частоты вращения вала, датчики частоты и напряжения на шинах связываемых энергосистем, датчик активной мощности первой машины, задатчик частоты вра- 25 щения вада, входы которого соединены с датчиками частоты, и регулято ры возбуждения, входы первого из которых подсоединены к датчикам частоты и напряжения первой энергосистемы, к измерителю частоты вращения вала и к датчику активной мощности первой машины, входы второго регулятора подсоединены к датчикам частоты и напряжения второй энергосистемы, к задатчику и к измерителю частоты вращения вала, причем входом регулятора, к которому подключен датчик частоты второй энергосистемы, является один из входов пропорционального о преобразователя,, а выход регуляторов возбуждения подключен к соответствующим управляемым преобразователям частоты, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия при изменении перетока мощности через АС ЭМПЧ, оно дополнительно снабжено усилителем, вход которого предназначен для приема инвертированного сигнала задания мощности первой машины, а выход подсоединен к другому входу пропорционального преобразователя.

   Фиг 3

   Фиг.5

   Фиг 7

   ВНИИПИ Заказ 4014/49 Тираж 612__Подписное

   Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4