90 2.7. Переходный процесс в одномашинной электрической системе при ресинхронизации синхронного генератора с сетью без потери возбуждения
____________________________________________________________________________________
2.7. Переходный процесс в одномашинной электрической системе при ресинхронизации синхронного генератора с сетью без потери
возбуждения
−Электрическая схема соединений
−Перечень аппаратуры
−Указания по проведению эксперимента
A
|
|
|
|
|
|
Электрическая схема соединений |
|
|
|
|
|||||
Hz |
Hz |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
V |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
к G2 |
|
504 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A6 |
|
|
A5 |
|
A4 |
A3 |
|
|
|
A2 |
A1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
РЕ |
U V W |
319 |
|
|
|
347.2 |
|
313.2 |
|
313.2 |
|
|
347.1 |
301.1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
6 |
4 |
5 |
|
1 |
2 |
3 |
|
P1 |
|
|
|
|
|
|
|
G2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
W |
var |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
|
A1 |
|
U1 V1 W1 |
|
|
n |
|
|
|||
|
|
|
|
|
A |
|
M1 |
|
|
|
G4 |
G5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
G/M |
|
F1 |
|
|
B |
|
+ |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
F2 |
|
|
|
|
||||
|
|
Возбуждение |
|
Якорь |
|
F3 |
|
|
|
- |
|
||||
A8 |
|
+ |
- |
+ |
- |
|
E1 |
E2 |
NF |
|
|
|
|
|
|
507.2 |
|
|
|
206.1 |
|
|
|
|
506.3 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
A2 |
|
U2 V2 W2 |
|
|
|
|
|
|
|
от G1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P2 |
|
|
|
от G1 |
|
|
V |
|
|
|
|
|
|
|
δ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
3 |
|
|
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L N |
- |
|
|
|
|
|
+ |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
05 |
|
|
|
|
G |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. |
|
||
|
|
|
|
209.2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
к G3
G1
Вкл.
201.2
A10
1
2
3
401.1
A9
5 
I
I
I
4 
6 
U
U |
U |
402.3
____________________________________________________________________________________ |
возбуждения потери без сетью с генератора синхронного ресинхронизации при |
91 системе электрической одномашинной в процесс Переходный .7.2 |
7
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
____________________________________________________________________________________ |
возбуждения потери без сетью с генератора синхронного ресинхронизации при |
системе электрической одномашинной в процесс Переходный . 7 . 2 92 |
|
|
|
|
|
Электрическая схема соединений (продолжение) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
V |
G2 |
A11 |
|
|
|
|
|
A12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
DI0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
6 |
7 |
8 |
|
1O5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
IO0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
DO0 |
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
- |
+ |
- |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
DI1 |
|
A10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Возбуждение |
Якорь |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
206.1 |
|
5 |
6 |
7 |
8 |
DO1 |
DIO1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
DI2 |
|
|
|
|
|
|
|
A13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
DO2 |
DIO2 |
|
|
Аналоговые входы |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
5 |
6 |
7 |
8 |
DI3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
DO3 |
DIO3 |
|
|
|
|
|
|
DGND |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
ACH0 |
ACH8 ACH1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
401.1 |
ACH9 |
ACH2 ACH10 ACH3 |
ACH11 |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
DI4 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
5 |
6 |
7 |
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U V W |
|
A6 |
|
|
A9 |
|
|
|
|
|
GPCTR0 |
GPCTR0 |
|
|
|
||||||
|
319 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
4 |
DO4 |
DIO4 |
|
AIGND |
AISENSE |
|
SOURCE |
GATE |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
DI5 |
3 |
|
|
|
GPCTR0 |
|
3 |
|
|
|
||||
|
|
506.2 |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
3 |
|
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D |
|
|
|
|
|
OUT |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P1 |
|
5 |
6 |
7 |
8 |
DO5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
n |
|
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
DI6 |
|
I |
ACH4 |
ACH12 ACH5 |
ACH13 ACH6 ACH14 ACH7 |
ACH15 |
Аналоговые выходы |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
DAC0OUT DAC1OUT |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
DO6 |
DIO6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
+ |
|
5 |
6 |
7 |
8 |
DI7 |
|
U |
|
|
|
|
|
AOGND |
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
DO7 |
DIO7 |
402.3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
δ |
P2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
к компьютеру А14 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
05 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L N |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.7. Переходный процесс в одномашинной электрической системе |
93 |
при ресинхронизации синхронного генератора с сетью без потери возбуждения
____________________________________________________________________________________
Перечень аппаратуры
|
Обозначе- |
Наименование |
Тип |
Параметры |
|
|
ние |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
А1 |
Трехполюсный выключатель |
301.1 |
400 В ~; 10 А |
|
|
|
Трехфазная трансформаторная |
|
3 х 80 В А; |
|
|
A2 |
347.1 |
230 (звезда) / |
|
|
|
группа |
242, 235, 230, 126, 220, 133, |
|
||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
127 В |
|
|
А3, А4 |
Модель линии электропередачи |
313.2 |
400 В ~; 3 × 0,5 А |
|
|
|
|
|
3 х 80 В А; |
|
|
A5 |
Трехфазная трансформаторная |
347.2 |
242, 235, 230, 126, 220, 133, |
|
|
127 / |
|
|||
|
группа |
|
|||
|
|
|
230 В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(треугольник) |
|
|
А6 |
Блок синхронизации |
319 |
400 В ~; 10 А |
|
|
3 индикаторные лампы; |
|
|||
|
|
|
|
синхроноскоп |
|
|
|
|
|
2 вольтметра 0…500 В ~ |
|
|
А7 |
Измеритель напряжений и частот |
504.2 |
2 частотомера |
|
|
45…55 Гц; |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
220 В ~ |
|
|
А8 |
Измеритель мощностей |
507.2 |
15; 60; 150; 300; 600 В, |
|
|
0,05; 0,1; 0,2; |
|
|||
|
|
|
|
0,5 А. |
|
|
|
|
|
3 измерительных |
|
|
|
|
|
преобразователя "ток- |
|
|
|
|
|
напряжение" |
|
|
А9 |
Блок датчиков тока и напряжения |
402.3 |
5А/0,5А/5 В; |
|
|
3 измерительных преобра- |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
зователя "напряжение- |
|
|
|
|
|
напряжение" |
|
|
|
|
|
1000 В/100 В/5 В |
|
|
|
Блок измерительных трансформа- |
|
600 В / 3 В |
|
|
|
|
(тр-р напряж.) |
|
|
|
А10 |
торов |
401.1 |
|
|
|
0,3 А / 3 В |
|
|||
|
|
тока и напряжения |
|
|
|
|
|
|
(тр-р тока) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А11 |
Терминал |
304 |
6 розеток с |
|
|
8 контактами; |
|
|||
|
|
|
|
6×8 гнезд |
|
|
А12 |
Блок ввода-вывода цифровых сиг- |
331 |
8 входов типа |
|
|
«сухой контакт»; |
|
|||
|
налов |
|
|||
|
|
|
8 релейных выходов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 аналог. диф. входов; |
|
|
А13 |
Коннектор |
330 |
2 аналог. выхода; |
|
|
8 цифр. входов/ |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
выходов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
94 2.7. Переходный процесс в одномашинной электрической системе при ресинхронизации синхронного генератора с сетью без потери возбуждения
____________________________________________________________________________________
Продолжение таблицы
|
G1 |
Трехфазный источник питания |
201.2 |
400 В ~; 16 А |
|
|
|
|
|
Цепь якоря |
|
|
G2 |
Источник питания двигателя постоянного |
206.1 |
0…250 В −; 3 А |
|
|
тока |
Цепь возбуждения |
|
||
|
|
|
|
200 В −; 1 А |
|
|
G3 |
Возбудитель синхронной машины |
209.2 |
0…40 В −; 3,5 А |
|
|
G4 |
Машина переменного тока |
102.1 |
100 Вт / ~ 230 В / |
|
|
1500 мин−1 |
|
|||
|
|
|
|
6 вых. каналов / |
|
|
G5 |
Преобразователь угловых перемещений |
104 |
2500 импульсов |
|
|
|
|
|
за оборот |
|
|
|
|
|
90 Вт / 220 В / |
|
|
M1 |
Машина постоянного тока |
101.2 |
0,56 А (якорь) / |
|
|
|
|
|
2×110 В / 0,25 А |
|
|
|
|
|
(возбуждение) |
|
|
P1 |
Указатель частоты вращения |
506.2 |
2000…0…2000 |
|
|
мин−1 |
|
|||
|
P2 |
Указатель угла нагрузки синхронной |
505.2 |
-1800…0…1800 |
|
|
|
машины |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.7. Переходный процесс в одномашинной электрической системе |
95 |
при ресинхронизации синхронного генератора с сетью без потери возбуждения
____________________________________________________________________________________
Указания по проведению эксперимента
•Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания.
•Соберите электрическую схему соединений тепловой защиты машины переменного тока.
•Соедините гнезда защитного заземления "
" устройств, используемых в эксперименте,
сгнездом «РЕ» источника G1.
•Соедините вилки питания 220 В устройств, используемых в эксперименте, сетевыми шнурами с розетками удлинителя.
•Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений.
•Переключатели номинальных фазных напряжений трехфазных трансформаторных групп А2 и А5 установите равными 220 В. Параметры линий электропередачи А3 и А4 установите следующими: R = 0 Ом, L/RL = 1,2 Гн / 32 Ом,С1=С2=0 мкФ.
•Переключатели режимов работы трехполюсного выключателя А1, возбудителя G3 синхронной машины и блока А6 синхронизации установите в положение «РУЧН.», источника G2 питания двигателя постоянного тока – в положение «АВТ.». Тумблеры делителей напряжения коннектора А11 установите в положение «1:1». Тумблер выбора режима работы общей точки аналоговых входов коннектора А11 установите в положение «AIGND». Тумблеры выбора режима работы цифровых входов/выходов блока А12 вво- да-вывода цифровых сигналов установите в положение «выход» (тумблер вниз) для контактов DIO0…DIO3, в положение «вход» (тумблер вверх) для контактов DIO4…DIO7.
•Включите выключатели «СЕТЬ» трехполюсного выключателя А1, источника G2 питания двигателя постоянного тока, возбудителя G3 синхронной машины, указателя P1 частоты вращения, указателя Р2 угла нагрузки синхронной машины, блока А9 датчиков тока и напряжения, блока А6 синхронизации, измерителя мощностей А8, блока А12 вводавывода цифровых сигналов.
•Включите источник G1. О наличии напряжений на его выходе должны сигнализировать светящиеся светодиоды.
•Включите выключатель А1, нажав на кнопку «ВКЛ.» на его передней панели.
•Приведите в рабочее состояние персональный компьютер А14 и запустите программу «Регулирование активной мощности».
•Задайте уставки управления, нажав для этого соответствующую виртуальную кнопку или пункт главного меню. Например, оставьте уставки, заданные по умолчанию.
•Запустите сбор данных, нажав для этого виртуальную кнопку «Запустить» 
или выбрав соответствующий пункт в меню «Действия».
•Наблюдая изменения параметров генератора и сети по виртуальному графопостроителю программы, включите генератор на параллельную работу с сетью методом точной синхронизации. Для этого выполните следующие действия:
-Включите источник G2, нажав на виртуальный тумблер «Выключатель первичного
двигателя» на экране компьютера. Регулятором «Скорость вращения» установите частоту вращения двигателя М1 (генератора G4) 1500 мин–1. Дождитесь окончания разгона силового агрегата.
-Включите возбудитель G3, нажав на кнопку «ВКЛ.» на его передней панели. Вращая регулировочную рукоятку возбудителя G3, установите напряжение между фазами (линейное) генератора G4 равным линейному напряжению сети. Равенство напряжений и частот генератора и сети определяйте по измерителю А7.
96 2.7. Переходный процесс в одномашинной электрической системе при ресинхронизации синхронного генератора с сетью без потери возбуждения
____________________________________________________________________________________
-Обеспечьте условия синхронизации согласно табл. 2.1.1. (см. эксперимент 2.1) и подключите генератор к сети нажатием на кнопку «ВКЛ.» блока А6 синхронизации.
•Настройте указатель угла нагрузки. Для этого:
-С помощью виртуального регулятора «Активная мощность» установите мощность генератора, равную 0 Вт.
-Вращая регулировочную рукоятку возбудителя G3, установите реактивную мощность генератора, равную 0 Вар. Значения активной и реактивной мощностей контролируйте по измерителю мощностей А8.
-Вращая тонкой отверткой реостаты «Грубо» и «Точно» на передней панели указателя угла нагрузки, установите значение угла нагрузки, равное нулю.
•С помощью виртуального регулятора «Активная мощность» задайте уставку мощности генератора, равную, например, 40 Вт. Убедитесь в том, что генератор действительно нагружается активной мощностью. Значения активной и реактивной мощности генератора наблюдайте на виртуальных приборах и измерителе мощностей А8. Удостоверьтесь, что показания реальных и виртуальных прибором совпадают.
•Задайте уставку мощности генератора, равную 65-90 Вт. Генератор должен увеличить мощность до предела устойчивости и опрокинуться (если этого не происходит даже при уставке 90 Вт, уменьшите ток возбуждения генератора регулировочной рукояткой на передней панели возбудителя G3). После этого в действие вступит автоматический регулятор частоты вращения, который вернет силовой агрегат в нормальный режим работы. Если к этому моменту не снизить значение уставки мощности, процесс потери устойчивости повторится.
•Остановите силовой агрегат, выполнив следующие действия:
-Отключите генератор от сети, нажав для этого кнопку «ОТКЛ.» блока А6 синхронизации.
-Вращая регулировочную рукоятку возбудителя G3, снимите возбуждение с генератора G4. Отключите возбудитель G3 нажатием на кнопку «ОТКЛ.» на его передней панели.
-«Вращая» виртуальную регулировочную рукоятку, установите уставку скорости вращения на ноль. Остановите двигатель М1 (генератор G4), нажав на виртуальный тумблер «Выключатель первичного двигателя».
•Измените уставки управления силовым агрегатом. Повторите эксперимент.
•При работе с программой следует пользоваться её возможностями:
-Для удобства определения значений величин по графикам на экране отображаются текущие координаты указателя мыши.
-Масштабирование осциллограмм производится путем нажатия на графике левой клавиши мыши и, не отпуская ее, перемещения манипулятора слева направо и сверху вниз. Возврат к начальному масштабу осуществляется обратным перемещением манипулятора – справа налево и снизу вверх.
-Двигать график осциллограмм относительно осей координат можно путем нажатия и удержания на соответствующем объекте правой кнопки мыши и ее одновременного перемещения в нужную сторону.
•По завершении экспериментов отключите источник G1 и выключатели «СЕТЬ» блоков А1, А6, А8, А9, А12, G2, G3, Р1, Р2. Закройте программу «Регулирование мощности».
2.8. Переходный процесс в одномашинной электрической системе |
97 |
при ресинхронизации синхронного генератора с временной потерей возбуждения
____________________________________________________________________________________
2.8. Переходный процесс в одномашинной электрической системе при ресинхронизации синхронного генератора с временной потерей
возбуждения
−Электрическая схема соединений
−Перечень аппаратуры
−Указания по проведению эксперимента
A
|
|
|
|
|
Электрическая схема соединений |
|
|
|
|
|
|||||
Hz |
Hz |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
V |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
к G2 |
|
504 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A6 |
|
|
A5 |
|
A4 |
A3 |
|
|
|
A2 |
A1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
РЕ |
U V W |
319 |
|
|
|
347.2 |
|
313.2 |
|
313.2 |
|
|
347.1 |
301.1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
6 |
4 |
5 |
|
1 |
2 |
3 |
|
P1 |
|
|
|
|
|
|
|
G2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
W |
var |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
V |
|
A1 |
|
U1 V1 W1 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
A |
|
M1 |
|
|
G4 |
G5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
G/M |
|
F1 |
|
|
B |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
F2 |
|
|
|
+ |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
Возбуждение |
|
Якорь |
|
F3 |
|
|
|
- |
|
||||
A8 |
|
+ |
- |
+ |
- |
|
E1 |
E2 |
NF |
|
|
|
|
|
|
507.2 |
|
|
|
206.1 |
|
|
|
|
506.3 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
A2 |
|
U2 V2 W2 |
|
|
|
|
|
|
|
от G1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А15 |
|
P2 |
|
|
|
|
от G1 |
|
|
V |
|
|
|
|
|
|
|
δ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
3 |
|
|
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L N |
- |
|
|
|
|
|
+ |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
05 |
|
|
|
|
G |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. |
|
||
|
|
|
|
209.2 |
|
|
|
|
301.1 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
к G3
G1
Вкл.
201.2
A10
2
1 
3 
401.1
|
A9 |
|
4 |
I |
|
5 |
||
|
||
|
I |
|
|
I |
|
6 |
U |
|
|
||
|
U |
|
|
U |
|
|
402.3 |
____________________________________________________________________________________ |
возбуждения потерей временной с генератора госинхронно ресинхронизации при |
системе электрической одномашинной в процесс дныйПерехо .8.2 98 |
7
DIO
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
____________________________________________________________________________________ |
возбужденияпотерейвременнойсгенераторагосинхронноресинхронизациипри |
99системеэлектрическойодномашиннойвпроцессдныйПерехо.8.2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Электрическая схема соединений (продолжение) |
|
|
|
3 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
V |
G2 |
A11 |
|
|
|
|
|
A12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
DI0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
5 |
6 |
7 |
8 |
DO0 |
DIO0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
+ |
- |
+ |
- |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
A10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
DI1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Возбуждение |
Якорь |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
206.1 |
|
5 |
6 |
7 |
8 |
DO1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
DI2 |
|
|
|
|
|
|
A13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
|
|
Аналоговые входы |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
DO2 |
1O5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
DIO2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
04 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
6 |
7 |
8 |
DI3 |
I |
|
|
|
|
|
DGND |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
DO3 |
DIO3 |
|
ACH0 |
ACH8 ACH1 ACH9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
DI4 |
|
401.1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U V W |
|
A6 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
|
A9 |
|
|
|
|
GPCTR0 |
GPCTR0 |
|
|
|
||
|
|
|
319 |
|
|
|
|
DO4 |
DIO4 |
|
|
|
|
SOURCE |
GATE |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
DI5 |
D |
I |
|
AIGND |
AISENSE |
|
GPCTR0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OUT |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
P1 |
|
5 |
6 |
7 |
8 |
DO5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
n |
|
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
DI6 |
|
I |
ACH4 |
ACH12 ACH5 ACH13 ACH6 ACH14 ACH7 |
ACH15 |
Аналоговые выходы |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
DAC0OUT DAC1OUT |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
U |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
DO6 |
DIO6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
+ |
|
5 |
6 |
7 |
8 |
DI7 |
|
U |
|
|
|
|
AOGND |
|
|
|
||
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
DO7 |
DIO7 |
402.3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
506.2 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
δ |
P2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
к компьютеру А14 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L N |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
505. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
G3 |
|
|
|
|
А15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
- |
|
209.2 |
301.1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1
100 2.8. Переходный процесс в одномашинной электрической системе при ресинхронизации синхронного генератора с временной потерей возбуждения
____________________________________________________________________________________
Перечень аппаратуры
|
Обозначение |
Наименование |
Тип |
Параметры |
|
|
А1, А15 |
Трехполюсный выключатель |
301.1 |
400 В ~; 10 А |
|
|
|
Трехфазная трансформаторная |
|
3 х 80 В А; |
|
|
A2 |
347.1 |
230 (звезда) / |
|
|
|
группа |
242, 235, 230, 126, |
|
||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
220, 133, 127 В |
|
|
А3, А4 |
Модель линии электропередачи |
313.2 |
400 В ~; 3 × 0,5 А |
|
|
|
|
|
3 х 80 В А; |
|
|
A5 |
Трехфазная трансформаторная |
347.2 |
242, 235, 230, 126, |
|
|
220, 133, 127 / |
|
|||
|
группа |
|
|||
|
|
|
230 В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(треугольник) |
|
|
|
|
|
400 В ~; 10 А |
|
|
А6 |
Блок синхронизации |
319 |
3 индикаторные |
|
|
лампы; |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
синхроноскоп |
|
|
|
|
|
2 вольтметра |
|
|
|
Измеритель напряжений |
|
0…500 В ~ |
|
|
А7 |
504.2 |
2 частотомера |
|
|
|
и частот |
|
|||
|
|
|
45…55 Гц; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
220 В ~ |
|
|
|
|
|
15; 60; 150; 300; 600 |
|
|
А8 |
Измеритель мощностей |
507.2 |
В, |
|
|
0,05; 0,1; 0,2; |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,5 А. |
|
|
|
|
|
3 измерительных |
|
|
|
|
|
преобразователя "ток- |
|
|
|
|
|
напряжение" |
|
|
А9 |
Блок датчиков тока |
402.3 |
5А/0,5А/5 В; |
|
|
и напряжения |
3 измерительных пре- |
|
||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
образователя "напря- |
|
|
|
|
|
жение-напряжение" |
|
|
|
|
|
1000 В/100 В/5 В |
|
|
|
Блок измерительных |
|
600 В / 3 В |
|
|
|
|
(тр-р напряж.) |
|
|
|
А10 |
трансформаторов |
401.1 |
|
|
|
0,3 А / 3 В |
|
|||
|
|
тока и напряжения |
|
|
|
|
|
|
(тр-р тока) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А11 |
Терминал |
304 |
6 розеток с |
|
|
8 контактами; |
|
|||
|
|
|
|
6×8 гнезд |
|
|
А12 |
Блок ввода-вывода цифровых |
331 |
8 входов типа |
|
|
«сухой контакт»; |
|
|||
|
сигналов |
|
|||
|
|
|
8 релейных выходов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.8. Переходный процесс в одномашинной электрической системе |
101 |
при ресинхронизации синхронного генератора с временной потерей возбуждения
____________________________________________________________________________________
Продолжение таблицы
|
|
|
|
8 аналог. диф. |
|
|
|
|
|
входов; |
|
|
А13 |
Коннектор |
330 |
2 аналог. выхода; |
|
|
|
|
|
8 цифр. входов/ |
|
|
|
|
|
выходов |
|
|
|
|
|
IBM совмести- |
|
|
|
|
|
мый, |
|
|
А14 |
Персональный компьютер |
550 |
Windows XP, |
|
|
плата сбора ин- |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
формации |
|
|
|
|
|
PCI 6024E |
|
|
G1 |
Трехфазный источник питания |
201.2 |
400 В ~; 16 А |
|
|
|
|
|
Цепь якоря |
|
|
G2 |
Источник питания двигателя постоянного |
206.1 |
0…250 В −; 3 А |
|
|
тока |
Цепь возбуждения |
|
||
|
|
|
|
200 В −; 1 А |
|
|
G3 |
Возбудитель синхронной |
209.2 |
0…40 В −; 3,5 А |
|
|
машины |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
G4 |
Машина переменного тока |
102.1 |
100 Вт / ~ 230 В / |
|
|
1500 мин−1 |
|
|||
|
|
|
|
6 вых. каналов / |
|
|
G5 |
Преобразователь угловых перемещений |
104 |
2500 импульсов |
|
|
|
|
|
за оборот |
|
|
|
|
|
90 Вт / 220 В / |
|
|
M1 |
Машина постоянного тока |
101.2 |
0,56 А (якорь) / |
|
|
|
|
|
2×110 В / 0,25 А |
|
|
|
|
|
(возбуждение) |
|
|
P1 |
Указатель частоты вращения |
506.2 |
2000…0…2000 |
|
|
мин−1 |
|
|||
|
P2 |
Указатель угла нагрузки синхронной |
505.2 |
-1800…0…1800 |
|
|
|
машины |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
102 2.8. Переходный процесс в одномашинной электрической системе при ресинхронизации синхронного генератора с временной потерей возбуждения
____________________________________________________________________________________
Указания по проведению эксперимента
•Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания.
•Соберите электрическую схему соединений тепловой защиты машины переменного тока.
•Соедините гнезда защитного заземления "
" устройств, используемых в эксперименте,
сгнездом «РЕ» источника G1.
•Соедините вилки питания 220 В устройств, используемых в эксперименте, сетевыми шнурами с розетками удлинителя.
•Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений.
•Переключатели номинальных фазных напряжений трехфазных трансформаторных групп А2 и А5 установите равными 220 В. Параметры линий электропередачи А3 и А4 установите следующими: R = 0 Ом, L/RL = 1,2 Гн / 32 Ом, С1=С2=0 мкФ.
•Переключатели режимов работы трехполюсного выключателя А1 установите в положение «РУЧН.», источника G2 питания двигателя постоянного тока, возбудителя G3 синхронной машины блока А6 синхронизации и трехполюсного выключателя А15 – в положение «АВТ.». Тумблеры делителей напряжения коннектора А13 установите в положение «1:1». Тумблер выбора режима работы общей точки аналоговых входов коннектора А13 установите в положение «AIGND». Тумблеры выбора режима работы цифровых входов/выходов блока А12 ввода-вывода цифровых сигналов установите в положение «выход» (тумблер вниз) для контактов DIO0…DIO3, в положение «вход» (тумблер вверх) для контактов DIO4…DIO7.
•Включите выключатели «СЕТЬ» трехполюсных выключателей А1 и А15, источника G2 питания двигателя постоянного тока, возбудителя G3 синхронной машины, указателя P1 частоты вращения, указателя Р2 угла нагрузки синхронной машины, блока А9 датчиков тока и напряжения, блока А6 синхронизации, блока А12 ввода-вывода цифровых сигналов.
•Включите источник G1. О наличии напряжений на его выходе должны сигнализировать светящиеся светодиоды.
•Включите выключатель А1 нажатием на кнопку «ВКЛ.» на его передней панели.
•Приведите в рабочее состояние персональный компьютер А14 и запустите программу «Автоматическое прекращение асинхронного режима, вызванного потерей возбуждения СГ».
•Задайте уставки управления, нажав для этого соответствующую виртуальную кнопку 
или пункт главного меню. Например, оставьте уставки, заданные по умолчанию.
•Запустите сбор данных, нажав для этого виртуальную кнопку «Запустить» 
или выбрав соответствующий пункт в меню «Действия».
•Наблюдая изменения параметров генератора и сети по виртуальному графопостроителю программы, включите генератор на параллельную работу с сетью методом точной синхронизации. Для этого выполните следующие действия:
-Включите источник G2, нажав на виртуальный тумблер «Выключатель первичного
двигателя» на экране компьютера. Регулятором «Скорость вращения» установите частоту вращения двигателя М1 (генератора G4) 1500 мин–1. Дождитесь окончания разгона силового агрегата.
-Двигая виртуальный регулятор возбуждения, установите напряжение между фазами (линейное) генератора G4 равным линейному напряжению сети (напряжение управ-
2.8. Переходный процесс в одномашинной электрической системе |
103 |
при ресинхронизации синхронного генератора с временной потерей возбуждения
____________________________________________________________________________________
ления возбудителем должно при этом составить примерно 2,1 В). Равенство напряжений и частот генератора и сети определяйте по измерителю А7.
-Обеспечьте условия синхронизации согласно табл. 2.1.1. (см. эксперимент 2.1) и подключите генератор к сети нажатием на виртуальную кнопку «ВКЛ».
•Осуществите настройку указателя угла нагрузки P2. Для этого выполните следующие действия.
-Вращая виртуальную регулировочную рукоятку «Активная мощность», установите активную мощность генератора G4, равную 0 Вт.
-С помощью виртуального ползунка «Напряжение управления возбудителем» установите реактивную мощность генератора G4, равную 0 Вар. Равенство мощностей нулю определяйте по измерителю мощностей А8.
-Вращая небольшой шлицевой отверткой подстроечные резисторы «ГРУБО» и «ТОЧНО» на передней панели указателя угла нагрузки P2, установите значение угла нагрузки, равное нулю.
•С помощью виртуального регулятора «Активная мощность» задайте уставку мощности генератора, равную, например, 40 Вт. Убедитесь в том, что генератор действительно нагружается активной мощностью. Значения активной и реактивной мощности генератора наблюдайте на виртуальных приборах и измерителе мощностей А8. Удостоверьтесь, что показания реальных и виртуальных прибором совпадают.
•Задайте уставку мощности генератора, равную 65-90 Вт. Генератор должен увеличить мощность до предела устойчивости и опрокинуться (если этого не происходит даже при уставке 90 Вт, уменьшите ток возбуждения генератора регулировочной рукояткой на передней панели возбудителя G3). После этого в действие вступит автоматический регулятор мощности первичного двигателя, который вернет силовой агрегат в нормальный режим работы. Если к этому моменту не снизить значение уставки мощности, процесс потери устойчивости повторится. Если процесс ресинхронизации займет время большее, чем задано, произойдет отключение синхронного генератора.
•С помощью виртуального регулятора «Активная мощность» задайте уставку мощности генератора, равную 40-60 Вт. Убедитесь в том, что генератор действительно нагружается активной мощностью. Нажатием на виртуальную кнопку «АВАРИЯ!» смоделируйте аварийную потерю генератором возбуждения. При этом возбудитель G3 должен отключится, выключатель А15 – включится, а через заданное время («Продолжительность потери возбуждения») выключатель А15 – отключится, а возбудитель G3 - включится снова, имитируя тем самым включение резервного возбудителя. При этом, в зависимости от наличия/отсутствия соответствующего виртуального флажка возбуждение будет или не будет форсировано. После восстановления возбуждения генератор должен ресинхронизироваться, после чего форсировка возбуждения (если она была) будет снята.
•Измените продолжительность потери возбуждения и/или параметры форсировки. Вновь смоделируйте аварийную потерю возбуждения генератора.
•Остановите силовой агрегат, выполнив следующие действия:
-Вращая виртуальную регулировочную рукоятку, задайте мощность генератора, равную 0 Вт. Дождитесь разгрузки генератора.
-Отключите генератор от сети, нажав для этого виртуальную кнопку.
-Снимите возбуждение с генератора G4.
-Вращая виртуальную регулировочную рукоятку, установите уставку скорости вращения на ноль. Остановите генератор G4, нажав на виртуальный тумблер.
•Измените уставки управления силовым агрегатом. Повторите эксперимент.
•При работе с программой следует пользоваться её возможностями:
104 2.8. Переходный процесс в одномашинной электрической системе при ресинхронизации синхронного генератора с временной потерей возбуждения
____________________________________________________________________________________
-Для удобства определения значений величин по графикам на экране отображаются текущие координаты указателя мыши.
-Масштабирование осциллограмм производится путем нажатия на графике левой клавиши мыши и, не отпуская ее, перемещения манипулятора слева направо и сверху вниз. Возврат к начальному масштабу осуществляется обратным перемещением манипулятора – справа налево и снизу вверх.
-Двигать график осциллограмм относительно осей координат можно путем нажатия и удержания на соответствующем объекте правой кнопки мыши и ее одновременного перемещения в нужную сторону.
•По завершении экспериментов отключите источник G1 и выключатели «СЕТЬ» блоков А1, А6, А8, А9, А12, А15, G2, G3, Р1, Р2. Закройте программу «Автоматическое прекращение асинхронного режима, вызванного потерей возбуждения СГ».