Генераторный источник переменного тока

 

Область использования в турбогенераторахЈсинхронизированного типа с ззкороченными обмотками возбуждения, работающими в неуправляемом асинхронном режиме. Сущность изобретения: регулирование коэффициента трансформации осуществляется посредством двух регулято- , ров, один из которых связан с индикатором скольжения, а второй - с индикатором напряжения . Переключатель обеспечивает алгоритм взаимодействия обоих регуляторов. 3 ил. (/

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 02 J 3/18

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ (21) 5009443/07 (22) 16.09.9 1 (46) 30.07.93. Бюл, f4 28 (71) Научно-исследовательский проектноконструкторский и технологический институт тяжелого электромашиностроения

Харьковского завода "Электротяжмаш" им.

В.И. Ленина (72) Ю.Е. Савельев, В,Н. Асанбаев, В,В. Кононенко, В.В. Кузьмин и Ю.В. Зозулин (73) Научно-исследовательский, проектноконструкторский и технологический институт тяжелого электромашиностроения . Харьковского завода "Электротяжмаш" им.

В.И. Ленина (56) 1. Патент Японии N 63-67419, кл. Н 02 J 3/38, 1988.

2. Алексеев О.Б. и до. Автоматика электроэнергетических систем. Учебное пособие для вузов./M.; Энергоиздат, 1981, с. 316.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в энергосистемах, содержащих асинхронные машины, в частности асинхронизированные турбогенераторы.

Целью изобретения является стабилизация напряжения и оптимизация коэффициента мощности генератора источника переменного тока, На фиг. 1 приведена принципиальная схема источника электроэнергии переменного тока; на фиг. 2 изображена возможная структурная схема автоматического регулятора коэффициента трансформации; на фиг.

3 — естественные характеристики асинхронизированного турбогенератора мощно„„5U ÄÄ 1831747 А3 (54) ГЕНЕРАТОРНЫЙ ИСТОЧНИК ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Область использования в турбогенераторахасинхронизированного типа с закороченными обмотками возбуждения, работающими в неуправляемом асинхронном. режиме. Сущность изобретения: регулирование коэффициента трансформации осуществляется посредством двух регулято, ров, один из которых связан с индикатором скольжения, а второй - с индикатором напряжения. Переключатель обеспечивает алгоритм взаимодействия обоих регуляторов.

3 ил.. стью 200 МВт в асинхронном режиме с закороченными обмотками возбуждения.

Генераторный источник (фиг. 1) содержит асинхронизированный генератор 1, подключенный к энергосистеме через трансформатор 2 с регулируемым коэффициентом трансформации., Автоматический регулятор коэффициента трансформации 3 первым и вторым входами подключен к входам датчиков напряжения генератора 4 и источника 5 соответственно. На схеме изображен приводной механизм 6 устройства переключения ответвлений обмоток трансформатора 2 (на фиг. 1 не показано), Первый и второй входы приводного механизма 6 подключены к первому "Больше" и второму "Меньше" выхо1831747 дам первого автоматического регулятора Допустим, что скольжение генератора коэффициента трансформации 3. В схему S таково, что обеспечивается максимальвведены второй автоматический регулятор ный коэффициент мощности cos р, х (фиг, коэффициента трансформации 7, датчики 3). В этом случае сигнал рассогласования на частоты вращения ротора 8 и напряжения 5 выходе измерительного моста 16 AS нахогенератора 9, датчик скольжения 10, управ- дится в пределах зоны нечувствительности ляемый ключ 11, логические элементы ИЛИ AS < ASmax, и сигналы на выходе второго

12 и НЕ 13, Управляемый ключ 11 может регулятора7 отсутствуют. содержать переключающий орган 14 и ко- Наличие логических нулей на входах лома.ндный орган 15. 10 гического элемента "ИЛИ" 12 вызывает поПервый и второй выходы второго авто- явление логического "0" на его выходе, что матического регулятора коэффициента в свою очередь вызывает появление логичетрансформации 7 подключены к первому и ской "1" на выходе элемента "НЕ" 13 и вклювторому входам приводного механизма 6 и чение управляемого ключа 11. Первый первому и второму входам элемента ИЛИ 15 регулятор коэффициента трансформации

12, Выход элемента ИЛИ 12 подключен к. подключается к входам приводного мехавходу элемента НЕ 13, выход которого под- низма 6. ключен к управляющему входу управляемо- Если напряжение статора тенератора 1 .го ключа 11, переключающий орган 14 находится за пределами зоны нечувствикоторого включен в место связи выходов 20 тельности регулятора 3, что приводной мепервогоавтоматическогорегулятора3свхо- ханизм 6 изменяет коэффициент дами приводного механизма 6. Выход дат- трансформации трансформатора 2 в нужчика скольжения 10 подключен к входу ную сторону. Уменьшение (увеличение) ковторого регулятора 7, а выходы датчиков зффициента трансформации приводит к частоты вращения 8 и напряжения генера- 25 увеличению (уменьшению) напряжения гетора 9 подключены к первому и второму нератора. входам датчика скольжения 10 соответст- Изменение коэффициента трансформавенно. ции трансформатора 2 будет происходить

Регулятор 7 (фиг, 2) может содержать до тех пор, пока напряжение статора генеизмерительный элемент 16, выдающий сиг- 30 ратора не окажется в пределах зоны нечувнал рассогласования, входом подключен- ствительности редуктора 3. ный к выходу. датчика скольжения 10, а В процессе регулирования напряжения выходом к входам первого 17 и второго 18 статорабудетизменятьсясоответствующим компараторов, формирующих зону нечувст- образом активная и реактивная мощность вительности, Выходы компараторов 17,18 35 генератора и соответственно коэффициент подключены .соответственно к первому и мощности. второму входам логического устройства 19, Однако если при этом скольжение генепервый и второй выходы которого соедине- ратора будет находится в пределах зоны ны соответственно с управляющими входа- нечувствительности второго регулятора коми выходных первого "Больше" 20 и второго 40 зффициента трансформации 7, то изменяю".Меньше" 21 реле выходыкоторыхподклю- щиеся значения коэффициента мощности чены к первому и второму входам приводно- будут сохраняться оптимальными. го механизма 6, Допустим. что режим работы энергосиУстройство работает следующим обра- стемы изменили так, что требуется увеличезом. допустим, что асинхронизированный 46 ние активной мощности генератора 1. генератор 1 подключен к сети неограничен- При увеличении мощности турбины увеной мощности Чо=созп и работает в неуп- личивается скольжение ротора, растет поравляемом асинхронном режиме, т.е. без требление реактивной мощности, что возбуждения. В атом Случае электромагнит- вызывает падение напряжения на шинах геное поле в зазоре создается засчет потреб- 50 нератора, что в свою очередь приводит к ления реактивной мощности из сети, и в ещебольшемуувеличениюскольжения и пап роводя щих контурах ротора наводятся дению коэффициента мощности. вихревые токи частоты Скольжения. Взаи- Допустим, что скольжение ротора измемодействие токов, наведенных в роторе. с нилосьтаким образом, что рассогласование полем в воздушном зазоре обуславливает 56 на выходе измерительного моста 16 (фиг. 2) появление тормозящего асинхронного мо выйдет из зоны чувствительномента, При некотором скольжения устанав- ст и (AS > omar), На втором выходе логиливается равновесие между моментом ческого устройства 19 появится сигнал. турбины и асинхронным моментом генера- который. через выходное реле "меньше" 21 тора.

1831747

10

25

35

S0 будет воздействовать на приводной механизм 6 таким образом, чтобы уменьшить коэффициент трансформации трансформатора 2 и увеличить напряжение на шинах генератора 1. Одновременно с вступлением в работу второго регулятора 7 на одном из входов элемента "ИЛИ" 12 появится сигнал логический "1", который приведет к появлению сигнала "1" на входе логического элемента "НЕ" 13. На выходе элемента НЕ 13 появится сигнал логический "0", который приведет к отключению управляемого ключа 11 и в конечном итоге к выходу из работы

° первого регулятора коэффициента трансформации 3.

Увеличение напряжения на шинах генератора 1 приведет к уменьшению скольжения и увеличению соз р . При вхождении сигнала рассогласования М в зону нечувствительности, сигнал на втором выходе регулятора 7 исчезнет, что приведет к появлению на выходе элемента "ИЛИ" 12 логического "0", а на выходе элемента НЕ 13 появление логической "1". Управляемый ключ 11 включится и снова введет в работу первый регулятор 3, Приводной механизм 6 при этом не будет приведен в действие только в случае, . если напряжение на шинах генератора находится в зоне нечувствительности регулятора 3. В противном случае изменение коэффициента трансформации будет осуществляться уже под воздействием регулятора 3, аналогично описанному выше.

Аналогично происходит процесс регулирования при уменьшении скольжения ниже допустимого (по условиям оптимальности соз р). Только в этом случае работает первый выход логического устройства 19 второго регулятора 7 и выходное реле "Больше" 20. При этом приводной механизм увеличивает коэффициент трансформации трансформатора 2.

Все элементы схемы, изображенной на фиг. 1, являются общеизвестными элементами, сведения о которых изложены в технической литературе.

Датчик частоты напряжения генератора

9 представляет собой измерительный трансформатор напряжения, В качестве регуляторов 3,7 может быть использован регулятор коэффициента трансформации. Для регулятора 3 использовать сигнал пропорциональный напряжению, а для регулятора 7 — сигнал, пропорциональный скольжению.

Управляемый ключ 11 может быть реализован на базе электромеханического реле либо на базе бесконтактных тиристорных переключателей, Логические элементы ИЛИ 12 и И 13 также общеизвестны.

Формула изобретения

Генераторный источник переменного

15 тока, содержащий асинхронизированный генератор, подключенный к энергосистеме через трансформатор с регулируемым коэффициентом трансформации, первый автоматический регулятор коэффициента трансформации, первым и вторым входами подключенный к входам датчиков напряжения генератора и выходного напряжения источника соответственно, приводной механизм устройство переключения ответвлений обмоток трансформатора, первый и второй входы которого подключены к первому и второму выходам первого автоматического регулятора коэффициента трансформации соответственно. о т л и ч аю щ и.й с я тем, что в него дополнительно введены второй автоматический регулятор коэффициента трансформации, датчики частоты вращения ротора и напряжения генератора, датчик скольжения, управляемый ключ, логические элементы ИЛИ, НЕ, при этом первый и второй выходы второго автоматического регулятора коэффициента трансформации подключены к первому и второму входам приводного механизма, первому и второму входам элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу элемента

НЕ, выход элемента НЕ подключен к управляющему входу управляемого ключа, выход которого включен между выходом первого регулятора и входами пр "водного механизма, выход датчика скольжения подключен к входу второго автоматического регулятора, выходы датчиков частоты вращения ротора и напряжения генератора подключены к первому и второму входам датчика скольжения соответственно.

1831747

18317747

ЮЮ

raw и

Составитель 10.Савельев

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н.Ревская

Редактор

1 В

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2553 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5