Устройство для исследования переходных процессов в электрических системах

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

275544

Сокуз бове ских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 1З.lll.1969 (№ 1311572/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано ОЗ.V11.1970. Бюллетень ¹ 22

Дата опубликования описания 8.Х.1970

Кл, 42111, 7,/ 62

)т 1Г!К 6 06 7т62

УД К 681.333 (088,8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

А. К. Климков и М. М. Камша

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЕРЕХОДНЫХ

ПРОЦЕССОВ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники для исследования переходных процессов в электрических системах, содержащих резисторы, конденсаторы, индуктивности и источники питания, соединенные в электрические цепи.

На известных расчетных столах постоянного тока, выполненных на основе схемы замещения, исследование ведется при пренебрежении трансформаторными э.д.с. и активными сопротивлениями статорных цепей, так что на них можно определить только периодические составляющие статорных токов.

Предложенный расчетный стол выполнен на основе новых схем замещения электрических машин и других элементов системы. Эти схемы являются дальнейшим развитием схем известных замещений и построены с учетом влияния трансформаторных э.д.с. и активных сопротивлений статорных цепей на переходный процесс. Это дает возможность определять на расчетном столе не только периодические, но и апериодические составляющие токов короткого замыкания. Более строго производится на таком расчетном столе моделирование связей между отдельными электрическими машинами и учет. влияния подпитки от асинхронных двигателей на величину ударных и переходных токов короткого замыкания.

Предложенное устройство отличается от известных схем тем, что оно содержит 1.С-фильтры, выполненные в виде параллельно соединенных индуктивности и конденсатора, причем автономные электрические цепи пз последовательно соединенных резистора и конденсатора и подключенных параллельно к резистору, соединенному с нулевой шиной, соединены между собой через последоьательно сое диненные 1С-фильтр и первый резистор, под10 ключенный через второй резистор к нулевой шине.

Предложенное устройство прсдставляет собой расчетный стол, выполненный на пассивных элементах (резисторах, конденсаторах и

15 индуктивностях) . На расчетном столе моделируются все элементы электрической системы, кроме регуляторов возбуждения синхронных машин, для моделирования которых используются операционные усилители аналоговой вычислительной машины.

На фиг. 1 представлена схема замещения синхронной машины; на фиг. 2 — схемы по оси d для асинхронного двигателя и двухобмоточного трансформатора.

Пассивные элементы расчетного стола выполнены в виде магазинов резисторов для удобства пользования ими при наборе различных величин сопротивлений, емкостей индуктивностей, которыми моделируются пара30 метры машин, линий передач, трансформато275544 ров, магазины резисторов соединены в соответствии со схемой замещения того или другого элемента системы и представляют собой группы автономных электрических цепей, которые объединены в две большие электрические цепи, моделирующие электрическую систему по осям d u q.

Каждая синхронная илн асинхронная машина моделируется по осям d u q в соответствии со схемами замещения следующим образом.

Роторные контуры синхронной машины (см. фиг. 1) моделируются КС-элементами, состоящими из последовательно соединенных резистора и конденсатора (1 — 2, 8 — 4, 5 — 6).

RC-элемент 5 — б, моделирующий контур возбуждения синхронной машины, подключен к источнику постоянного напряжения 7 илн к выходу аналоговой модели регулятора возбуждения. BC-элементы подключены параллельно резистору 8 или 9, моделирующему сопротивление взаимоиндукцпп между роторными и статорными контурами по данной оси, которое соединяет потенциал .<земля» с другим сопротивлением (10 или 11), моделирующим сопротивление рассеяния статора генератора. Если считать активное сопротивление генератора вынесенным к активному сопротивлению линии, то две такие электрические цепи и будут являться статической моделью машины по осям d u q. В случае короткого замыкания на выводах машины активное сопротивление статора представлено двумя ? С-фильтрами 1 и !

18, через которые электрические цепи соединены с точкой короткого замыкания, представленной на расчетном столе двумя точками 14 и 15, в которых включаются источники питания 1б и 17, содержащие гармонические и постоянные составляющие. С другимп моделями машин или с точкой короткого замыкания она может соединяться посредством элементов, моделирующих линию передачи с трансформатором илн без него. При этом активное сопротивление линии включает в сеоя и активное сопротивление цепи статора. Линия моделируется электрической цепью, представляющей собой последовательно включенные 1 С-фильтры и акгпвное сопротивление, а двухобмоточный трансформатор (см. фнг. 2) моделируется двумя такими соединениями

18 — 19 и 20 — 21, общая точка которых через резистор 22 соединена с потенциалом «земля".

Прп наличии между двумя машинами электрической системы трансформатора активные и индуктивные сопротивления отрезков линий могут быть отнесены к соответствующим обмоткам трансформатора, на расчетном столе в этом случае набирается лишь один трансформатор, параметры которого изменены на величину активных и индуктивных сопротивлений отрезков линий.

Соединенные таким образом схемы замещения машин по осям составляют две электрические цепи, в которых некоторые элементы подключены к операционным усилителям аналоговой вычислительной машины. При определении»а такой модели токов короткого замыкания в точки электрических цепей расчетного стола, соответствующие точкам короткого замыкания в системе, включаются источники питания 1б и 17, содержащие постоянную и

20 гармоническую составляющие. Токи короткого замыкания в любой ветви расчетного стола фиксируются при помощи осциллографа, измерительные шкафы которого включаются последовательно с элементами расчетного сто25 ла.

Как известно, индуктивность 1 С-фильтра всегда содержит некоторое активное сопротивление. В результате проверки его влияния на переходный процесс установлено, что при

30 достижимой в настоящее время добротности индуктивных катушек это влияние достаточно мало.

Предмет изобретения

Устройство для исследования переходных процессов в электрических системах, содержащее резисторы, конденсаторы, индуктивности и источники питания, соединенные в элек40 трические цепи, отлияа(ощееся тем, что, с целью повышения его надежности и точности, оно содержит LC-фильгры, выполненные в виде параллельно соединенных индуктивности н конденсатора, причем автономные электриче45 ские цепи из последовательно соединенны.х резистора и конденсатора и подключенных параллельно к резистору, соединенному с нулевой шиной, соединены между собой через последовательно соединенные С-фильтр и

50 первый резистор, подключенный через второй резистор к нулевой шине.

17 „

17

13 ф„1

Составитель Е. Тимохина

Редактор Л. А. Утехина

Корректор А. И. Зимина

Заказ 2800/4 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прп Совете Министров СССР

Москва, Ж-З5, Раушская наб., д. 415

Типография, пр. Сапунова, 2