Способ расчета устойчивости параллельной работы синхронных машин

 

Класс 21dР, 42

ОПИСАНИЕ способа расчета устойчивости параллельной работы синхронных машин.

К авторскому свидетельству 8. Л. Иквсова, заявленному 8 января

1933 года (спр. о перв. ¹ 121736).

О выдаче авторского свидетельства опубликовано 30 нюня 1934 года. (429) Предлагаемое изобретение касается способа расчета устойчивости параллельной работы синхронных машин и имеет целью определение как динамической, так и статической устойчивости систем, состоящих из нескольких электрических станций, связанных общей сетью, а также Определение всех величин, характеризующих работу такой системы, как например: углов колебаний роторов электрических генераторов, токов, протекающих в любых местах сети при любом изменении режима работы и т, д.

Применяемая согласно предлагаемому способу электрическая схема должна представлять собой электромеханическую копию системы, подлежащей расчету, 1) с соответствующими масштабами для моментов инерции, сопротивлений и электродвижущих сил (эти масштабы могут быть разные) и 2) с одинаковой конфигурацией сети, соединяющей станции (или со схемой, ей эквивалентной).

Особенностью данного способа расчета является также то, что вращение роторов с постоянным полем, имеющее место в генераторах рассчитываемой системы, в схеме заменено неподвижным ротором с обмоткой, создающей вращающееся магнитное поле. Вращающий момент турбины в модели заменен механическим моментом, действующим на неподвижную ось ротора. l

Изображенная на чертеже электрическая схема, выполненная согласно предлагаемому способу, состоит из асинхронных двигателей с фазным ротором, с кольцами, причем каждый двигатель схемы соответствует определенному генератору рассчитываемой системы или определенной станции (т. е. группе турбогенераторов), если ее (станцию) можно, рассматривать, как один генератор, т. е. когда генераторы работают на оощие. шины и не разделены реакторами и проч. (для примера на чертеже изображена схема для трех электростанций. № 1, № 2, № 3, соединенных сетью с двумя крупными -нагрузками подстанциями 7 и 2).

Роторы всех двигателей питаются от общей трехфазной сети через реостаты, при помощи которых можно менять возбуждение двигателя. По характеру своей работы эти реостаты изображают магнитные регуляторы системы, копию которой представляет данная схема (в дальнейшем рассчитываемая система будет называться системой А, а ее копия-. модель — системой В).

На оси роторов асинхронных двига-. телей надеваются шайбы М„М . с целью создать такое же взаимоотношение между моментами инерции роторов разных двигателей, какое имеет место между моментами инерции соот;зетствующих генераторов (или станций), в системе А, (если числа оборотов .для разных агрегатов системы В разные, то моменты инерции их должны быть приведены к каким-либо одним оборотам, и лишь после этого найдено взаимоотношение этих приведенных моментов инерции).

Далее на шкивы роторов наматывается шнур (нитка), несущая на свободном конце груз, пропорциональный нагрузке соответствующего генератора (вер-ice, его турбине в данный момент) системы А, Этот груз создает момент, имитирую ций вращающий момент турбины, Статоры указанных асинхронных двигателей связаны между собо" сопротивлениями активными и реактивными, которые, во-первых, дополняют импеданц статоров этих двигателей, а во-вторых, изображают внешнюю сеть с ее транс:форматорами, линиями, потребителями и т. д. в каком-то масштабе, Таким образом, все сопротивления схемы представляют измененные в определенном масштабе сопротивления системы А, (Для того, чтобы сопротивления генераторов системы А также были представлены в определенном масштабе, в сопротивлениях генераторов (статоров асинхронных двигателей) системы В необходимо, как было указано, .дополнить их предвключаемыми сопротивлениями).

Масштабы для моментов инерции и сопротивлений выбираются, исходя из того принципа, чтобы число шайб (добавочно увеличивающих момент инерции) .двигателей было наименьшее (т. е. двигатель, изображающий наименьший генератор, не должен иметь шайб) и чтобы предвключенные сопротивления были также по возможности меньше.

Для определения масштаба сопротивлений играет роль также и то обстоятельство, чтобы токи короткого замыкания в системе модели не были слишком велики.

Для определения масштаба для E

:(э. д. с.) руководятся тем, чтобы генераторы схемы работали на нужной части магнитной характеристики. Каждый ротор схемы снабжен стрелкой-указателем, .по положению которой можно по шкале следить за колебаниями ротора.

Если собрать схему модели без сопротивлений, изображающих нагрузки, то она будет соответствовать холостому ходу генераторов. При @схождении роторов будут появляться синхронизирующие силы и т. д, Если указанную схему нагрузить приемниками, то роторы придут во вращение, и для сохранения их в покое надо будет уравновесить вращающие моменты грузиками (это значит, что в системе А начали действовать турбины). Тогда нагрузка распределится как-то между станциями, и роторы разойдутся на некоторый угол. Затем, в нужном месте делают то или иное изменение режима (какое-либо короткое) и наблюдают поведение роторов, т. е. их колебания. Эти колебания могут либо повести к выпадению роторов из синхронизма, либо затухнуть.

В последнем случае можно определить предельные углы расхождения роторов.

Как в том, так и в другом случае можно осциллографически заснять в любом месте системы токи и напряжения и другие необходимые данные.

Йналогично решаются на такой схеме и другие задачи. Создается исходная схема и путем соответствующих переключений меняется на последующую.

На схеме изучаются колебания роторов, токи и все интересующие процессы.

Путем замены регулировочных реостатов автоматическими регуляторами можно изучить и их влияние на устойчивость станции и т. д.

Путем соответствующей формы шкива можно имитировать и действие механических регуляторов.

В случае наличия момента одного знака для всех роторов, один из роторов закрепляется, а остальные остаются свободными. Таким образом относительные колебания .роторов возможны.

Предмет изобретения.

1. Способ расчета устойчивости параллельной работы синхронных машин, отличающийся тем, что с целью получения схемы, эквивалентной схеме работы указанных машин, применяют вместо послед!

Q p них асинхронные машины в схеме синхронного поворота при исследовании холостой работы, питая их роторы от общей сети и включая параллельно обмотки статоров, и затем при исследовании параллельной работы при нагрузке присоединяют к цепи статоров некоторые сопротивления, эквивалентные сопротивлению реальной нагрузки, удерживая роторы асинхронных машин от вращения соответственными грузами на

Эксдерт Д; В. Васильев

Релактер О. С, Шайкнна их валу, определяющими собой моменты на валу синхронных генераторов.

2, При способе по и. 1 применение в цепи статоров сопротивлений, эквивалентных параметрам линии и генераторов.

3. Лри способе по и. 1 применение съемных шайб Л„М.„надеваемых на валы асинхронных машин для получения эквивалентных моментов инерции генераторов.

Ленлреилечатьсовз. Тыл. „Печ. Труд". Злк. 865 — 400