SU1591660A1 - Способ определения индуктивных сопротивлений рассеяния трехфазных синхронных машин - Google Patents

Description

Изобретение относится к области электротехники. Цель изобретения - уменьшение времени и повышение точности при определении индуктивных сопротивлений рассеяния обмоток асинхронизированных турбогенераторов с двумя обмотками на роторе. Для этого через первый потенциал-регулятор (ПР) 26 при отключенном рубильнике 20 в цепи одной из фаз подключают две фазы обмотки 1 статора к источнику трехфазного напряжения, устанавливают с помощью первого ПР 26 значение фазного тока, равное 3% номинальной величины, измеряют вольтметрами 9 и 10 значения ЭДС, наводимых на выводах обмоток 3 и 4 возбуждения

О

1591660 А1

3

1591660

при отключенных рубильниках 21 и 22, и определяют угол у₀ между осями одной из фаз обмотки 1 статора и одной из обмоток 3 или 4 возбуждения, устанавливают датчик 5 магнитного потока, подключают рубильником 21 третью фазу обмотки 1 статора к источнику трехфазного напряжения, вторую обмотку 4 возбуждения через фазорегулятор 28 и второй ПР 27 подключают через делитель 25 напряжения к выводам двух фаз второго ПР 27, а первую обмотку 3 возбуждения - к выводу третьей фазы и нейтральной точке той же обмотки второго ПР 27, увеличивают с помощью второго ПР 27 ток в обмотках 3 и 4 возбуждения, поддерживая с помощью фазорегулятора 28 фазовый

сдвиг изображающих векторов тока в обмотке 1 статора и первой обмотке 3 возбуждения равный 180°-у_о, измеряют Значения напряжений, токов и активных мощностей соответствующими вольтметрами 6-10, амперметрами 11-15 и ваттметрами 16 -19 обмоток 1 статора, и 3 и 4 возбуждения при достижении компенсации магнитного потока в воздушном зазоре, о чем судят по отсутствию основной гармоники магнитной индукции на выходе датчика 5 магнитного потока с помощью анализатора 30 спектра По полученным данным определяют индуктивные сопротивления рассеяния обмоток 1 статора, и 3 и 4 возбуждения. 3 ил.

Изобретение относится к области электротехники, преимущественно к промышленной электроэнергетике, и может быть использовано при экспериментальном определении параметров трехфазных синхронных машин.

Цель изобретения -- уменьшение времени и повышение точности при определении индуктивных сопротивлений рассеяния обмоток асинхронизировзнных турбогенераторов с двумя обмотками на роторе.

На фиг. 1 приведена схема устройства для реализации данного способа; на фиг. 2 и 3 приведены схемы замещения соответственно по осям 4 и ц синхронной машины при компенсации потока взаимоиндукции в воздушном зазоре.

Устройство для осуществления способа содержит статорную обмотку 1, демпферную обмотку 2, первую 3 и вторую 4 обмотки возбуждения, соответственно на продольной ί ¢1 и поперечной ί η осям, датчик магнитного потока (ДМП) 5, вольтметры 6-10, амперметры 11-15, ваттметры 16-19, рубильники 20-22, шунты 23 и 24, делитель 25 напряжения, первый и второй потенциалрегуляторы (ПР) 26 и 27 соответственно, фазорегулятор (ФР) 28, блок измерения фазы (БИФ) 29 и анализатор спектра (АС) 30 компенсации потока взаимоиндукции в воздушном зазоре.

Условия измерения индуктивных сопротивлений рассеяния обмоток статора χ_ΰ и возбуждения ^следуют из анализа выражений для полных потокосцеплений и этих обмоток. Во взаимной системе относительных единиц имеем

-Ч V*! == (^5+ Уав) + К (/%+ =

=03 + Щ) + 00 + Нс1 + На) /ас! + Юл + Ил + ίΐη) #4 (1)

⁼ (ры + \<{Х<е= (φ_ΰί+ (Μ + И 9%г 9%л)= = Ом + Ям)χ_σ,+ (м + Яд + Μ χ ад + Ям + +

+!м) /ал (2)

где (р^· , 7¾. - потокосцепления

потоков рассеяния обмоток статора и возбуждения, потокосцепления потоков взаимоиндукции по продольной и поперечной осям роторам синхронной

Ιό, Ц - составляющие тока статора по осям ΰ и η ротора,

ίίΰ. 1м ~ токи в продольной и поперечной 15 обмотках возбуждения, равные по амплитуде и сдвинутые по фазе на 90 эл.град.,

Ιΐό, 1ц - составляющие тока демпферной

обмотки по осям 0 и д ротора.

Из выражений (1) и (2) в момент взаим20 ной компенсации вращающихся магнитных полей обмоток статора и выполненных конструктивно одинаковыми обмоток возбуждения в воздушном зазоре, то есть при

1ра = 1рай + } град = 0,

25 следует

Μ + Ιΐό + Ιΐό = 0, ]

Ις + Ιίς ⁺ 'Μ ~ θ 1 (5)

Очевидно, что при 1р&а = = 0 ЭДС и,

следовательно, токи в короткозамкнутых де30 млферных обмотках 1и. 1ц равны нулю. Таким образом, условия компенсации магнитного потока по основному пути магнитного потока в продольной и поперечной осях .ротора имеют вид

³⁵ М + 1м = 0, 1 (4)

1ς ⁺ Ιίς — 0. У.

Величины продольной и поперечной составляющих тока статора определяются по соотношениям

5

1591660

6

ίό - | [ίΑ СО5 соз ( γ- 120°) + 1с СО5 (у - -240°)] ίς - | [ΙΑ δΙη/τ |_Β 5ίη (у - 120°) + |_с δΙη (/- 240°), (5)

где γ- угол между осью с! ротора и осью фазы А обмотки статора, при неподвижном роторе у= уо, Ια, Ιβ. !с - фазные токи, при угле включения фазы А равном нулю

ΙΑ ⁼ !макс СОЗ ОЛ,

ΪΒ ⁼ (макс СОЗ ( 6ΟΓ ~ 120°), ίο ⁼ 1макс соз (ω ι ^— 240 ).

Величина угла^о определяется по измеренным значениям ЭДС. наведенным на выходах обмоток возбуждения при питании двух фаз обмотки статора переменным током промышленной частоты. При отключенной, например, фазе А (фиг. 1)

им = νΤΙβ соз (уо — 90о ). игр = 1в /эй δίη ( Уо — 90о ),

откуда

. Уо = агсгд + 90° (6)

Подставив приведенные выше значения фазных токов статора в (5). получим

Ιό ⁼ 1макс СОЗ (Уо ~ ЙЯ).

ίη ~ 1мэкс δίπ ( Уо “ б/Л), (7)

Намагничивающая сила обмотки статора пропорциональна

ΠΊΟΰ ΙΗ + Ρς ί = 1макс.

Намагничивающая сила обмоток возбуждения, питаемых токами

1м ~ ίί макс δίη (ΐΛ - 6Ζο), ίΐρ ⁼ ίί макс δίπ (ίΛ ^— 6Ζο ^— 90°),

пропорциональна

той [ ίΜ + 1 ίΜ I = Ιί макс Выполнение соотношений (4) осуществляется путем изменения углового сдвига между векторами МДС, создаваемых токами в обмотках 1 й 3 статора и возбуждения соответственно с помощью ФР 28.

Контроль сдвига по фазе между векторами МДС (изображающими векторами тока) обмоток 1 и 3 статора и возбуждения может осуществляться (например, для схемы соединений, представленной на фиг. 1) путем измерения углового сдвига между токами в фазе А и в обмотке 3 возбуждения в продольной оси ротора Тй с использованием БИФ 29. Изменение углового сдвига между векторами МДС с помощью ФР 28 осуществляется до тех пор, пока его значение не станет равным отрицательному значению угла у_о. определяемому по выражению (6). смещенному на 180°.

При выполнении условия компенсации магнитного потока взаимоиндукции в воздушном зазоре в направлении только оси й (или ц) ротора условие (4) обеспечивается при постоянстве амплитуд токов статора 1макс и возбуждения н.макс, и в любом другом

произвольном направлении вне зависимости от проводимости пути основного магнитного потока.

Индикация основной гармонической магнитного потока в воздушном зазоре синхронной машины может осуществляться, например, с использованием в качестве АС 30 гальваномагнитного преобразователя, основанного на использовании эффекта Холла.

При реализации способа выполняют следующие операции (фиг. 1):

через первый ПР 26 при отключенном рубильнике 20 в цепи одной из фаз подключают две фазы обмотки 1 статора к источнику трехфазного напряжения номинальной частоты, устанавливают с помощью первого ПР 26 значение фазного тока, равное 3% номинальной величины,

измеряют вольтметрами 9 и 10 значения ЭДС, наводимых на выводах обмоток возбуждения ίά-3 и при отключенных рубильниках 21 и 22 и определяют значение угла уо по выражению (6).

устанавливают ЛМП 5 при снятой верхней половине одного из торцовых щитов синхронной машины;

путем включения рубильника 20 подключают третью фазу обмотки 1 статора к источнику трехфазного напряжения;

вторую обмотку возбуждения ίη-4 через ФР 28 и второй ПР 27 подключают через делитель 25 напряжения с коэффициентом 1:1/43¹ к выводам двух фаз оомотки низшего напряжения второго ПР 27, а первую обмотку возбуждения Тй-З - к выводу третьей фазы и.нейтральной точке той же обмотки второго ПР 27, соединенной по схеме звезды;

увеличивают с помощью второго ПР 27 ток в обмотках возбуждения М -3.1ц--4, поддерживая путем воздействиям на ФР 28 фазовый сдвиг изображающих векторов тока в обмотке 1 статора и первой обмотке 3 возбуждения, равный 180°-у₀:

измеряют значения напряжений, токов и активных мощностей соответствующими вольтметрами 6-10, амперметрами 11-15 и ваттметрами 16-19 обмоток статора 1 и возбуждения 3 и 4 при достижении компенсации магнитного потока в воздушном зазоре, о чем судят по признаку отсутствия основной гармонической магнитной индукции (ЭДС основной частоты на выходе ДМП 5 с помощью АС 30);

определяют индуктивные сопротивления рассеяния у- и /^(в относительных единицах) по выражениям

7

1591660

8

⁽7з'Тр ЖГ

X,

'б

у ~ „X . у7ПмТ2 ” /"Рм 3 Ж (-Ж ~Ж⁾

где Ζ^, Ζ_ή&- базисные сопротивлений обмоток статора и возбуждения, Ом;

Рз и Рм - активная мощность, потребляемая трехфазной обмоткой статора и обмоткой возбуждения по продольной оси ротора, Вт:

11м и и₅ - напряжения на выводах обмоток возбуждени и статора, В;

1м и 1₃ - т'оки в обмотке возбуждения и фазной обмотке статора, А.

Значения базисных сопротивлений 2^и ^^определяются по выражениям

_ и_ном

где и_Ном и 1ном ~ номинальные напряжен ; и ток обмотки статора синхронной машины,

где Кв,с ^_ коэффициент, определяемый по конструктивным данным машины.

Claims (5)

1. Формула изобретения Способ определения индуктивных сопротивлений рассеяния трехфазных синхронных машин, включающий воздействие на обмотку статора однофазным переменным напряжением номинальной частоты, воздействие на первую обмотку возбуждения переменным током изменяющихся амплитуды и фазы при измерении магнитного
2. 5 потока в воздушном зазоре до его компенсации в момент которой измеряют значения напряжения, тока и активной мощности, потребляемых обмотками возбуждения и статора, и определение активных и индуктивных
3. 10 сопротивлений рассеяния обмоток статора и возбуждения, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени и повышения точности при определении индуктивных сопротивлений рассеяния обмоток
4. 15 асинхронизированных турбогенераторов с двумя обмотками на роторе, измеряют при воздействии на обмотку статора однофазным переменным напряжением угол между осями одной из фаз обмотки статора и одной
5. 20 из обмоток возбуждения, одновременно с • воздействием на первую обмотку возбуждения осуществляют воздействие на вторую обмотку возбуждения переменным током той же амплитуды, при этом на обмотку ста25 тора воздействуют трехфазным переменным напряжением номинальной частоты при поддержании сдвига фаз между токами в первой и второй обмотках возбуждения равного тг/2. а измерение магнитного пото30 ка выполняют а одной из точек воздушного зазора.

   х_б·

   -О™о

   Хё.я! ^г&} ;--О-С3~ ! όζ/

   Р'З··' ' е ФиР 2 - »' ·

   Фир.З