Site Loader

Измерение тока ротора генератора с бесщеточным возбуждением

Подробности
Категория: Генерация
  • ТЭС
  • эксплуатация
  • диагностика и измерения
  • энергоблок
  • режимы работы

ОБОРУДОВАНИЕ СТАНЦИЙ И ПОДСТАНЦИЙ

Поляков В. И., канд. техн. наук ВНИИЭ
Измерение тока ротора генератора является важной эксплуатационной процедурой. Результаты измерения тока ротора используются в целях контроля за режимом работы генератора, в системах защиты и автоматики. Кроме того, данные по току ротора необходимы для контроля технического состояния обмотки ротора и используются в измерениях температуры обмотки ротора методом сопротивления [1], а также для диагностики витковых замыканий, например, по методике [2]. Измерения тока ротора производятся при снятии характеристик холостого хода и короткого замыкания.
На генераторах с щеточным токосъемом задача измерения тока ротора решается установкой измерительного шунта в неподвижной части силовой цепи обмотки ротора. Применяемые в эксплуатации шунты имеют высокий класс точности, как правило, 0,2 и реже 0,5, что по условию точности измерений обеспечивает успешное решение всех эксплуатационных задач, связанных с измерением тока ротора.

В бесщеточных системах возбуждения (БСВ) вся силовая цепь обмотки ротора вращается. Неподвижной является цепь возбуждения возбудителя. Эти технические особенности усложняют задачу точного измерения тока ротора.
На эксплуатируемых генераторах с БСВ измерения тока ротора производятся с помощью индукционных датчиков. Датчик представляет собой индукционную катушку с разомкнутым сердечником, установленную с зазором в несколько миллиметров вблизи поверхности вала ротора, по которой проходят токонесущие шпильки выпрямленного тока от возбудителя. Преобразованные сигналы датчиков поступают в схемы защиты, автоматического регулирования возбуждения и на измерительные приборы штатных панелей контроля.
На показания индукционной системы влияют намагниченность вала ротора, изменения геометрии зазора вследствие тепловых расширений ротора турбоагрегата и другие причины. Поэтому данные индукционной системы не пригодны для целей диагностического контроля.
Для измерения температуры обмотки ротора и настройки индукционной системы в эксплуатации используют косвенный метод измерения тока ротора по зависимости тока ротора if от тока возбуждения возбудителя iff
(1)
Указанная зависимость определяется, как правило, в табличной и графической форме при пусконаладочных испытаниях энергоблока. Измеряются ток возбуждения возбудителя и ток статора генератора в режиме короткого замыкания обмотки статора. Ток ротора определяют косвенным путем по результатам измерений тока статора и заводской характеристике короткого замыкания (ХКЗ). Эталонную ХКЗ определяют достаточно точно на заводском испытательном стенде с использованием щеточного подвода тока ротора и стационарного измерительного шунта.
Точность такого метода также не вполне удовлетворительна для решения задач диагностики, например, невозможна диагностика витковых замыканий по методу [2]. Появление погрешности объясняется непостоянством сопротивления обмотки ротора, на которую работает возбудитель. Сопротивление обмотки ротора зависит от ее температуры и претерпевает существенные изменения в различных режимах нагрузки и при изменении температур охлаждающих сред генератора.
Кроме того, на генераторах проводятся ремонты с заменой обмоток роторов и роторов в целом. Здесь возможны изменения сопротивления обмотки ротора до 10%, что в свою очередь приводит к изменению зависимости (1) приблизительно на 2 — 3%. В этом случае использование предремонтной зависимости (1) для измерения температуры обмотки ротора методом сопротивления приводит к ошибке на 9 — 10°С, что неприемлемо. Следует отметить, что уточнить зависимость вида (1) после ремонта с заменой обмотки ротора практически невозможно, так как необходимая для этого ХКЗ генератора может быть получена только на испытательном стенде завода-изготовителя.
Другим фактором, влияющим на точность косвенного метода измерений тока ротора, является непостоянство частоты вращения ротора, которая может существенно отклонятся от номинального значения, особенно в режиме короткого замыкания, во время определения тарировочной зависимости (1).

Точность косвенного метода измерения тока ротора повышается до приемлемого уровня, если ток ротора определять по зависимости
(2)
где Uf — напряжение ротора, измеряемое с использованием штатных измерительных колец обмотки ротора; f- частота вращения ротора, равная частоте тока статора на двухполюсных турбогенераторах.
На рисунке схематично представлен турбогенератор с бесщеточной системой возбуждения. На одном валу находятся ротор турбины 1, ротор турбогенератора 2 с обмоткой ротора 3, измерительные кольца 4 для измерения напряжения обмотки ротора, вращающийся выпрямитель 5, якорь возбудителя 6. Возбудитель представляет собой обращенный синхронный генератор переменного тока, который имеет неподвижную обмотку возбуждения возбудителя 7, подключенную к источнику постоянного тока 8. Элементы БСВ связаны между собой электрическими цепями переменного тока 9 и постоянного тока 10. Для косвенного измерения тока ротора по зависимости (2) необходимо выполнить измерения тока возбуждения возбудителя iff амперметром 11, напряжения ротора Uf вольтметром 13 и измерение частоты вращения ротора f тахометром 14 или частотомером 15, подключенным к обмотке статора 16.

(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Если средства измерений имеют связи 18 с блочной ЭВМ 17 и известна функция (2), то значения тока ротора могут быть отображены на дисплее 19 в режиме реального времени.
Вид функции (2) определяется следующими соотношениями. Возбудитель БСВ представляет собой синхронный генератор, работающий на выпрямительную нагрузку с cos ф, близким к единице. Магнитная цепь генератора БСВ выполнена ненасыщенной для обеспечения форсировки возбуждения турбогенератора при работе защит энергоблока. В условиях отсутствия насыщения магнитной цепи диаграмма Потье в относительных единицах и с учетом возможного изменения частоты [3] дает следующие соотношения между электрическими параметрами режима работы:

где Ep — ЭДС обмотки якоря возбудителя; ив — напряжение возбудителя; Uf — напряжение ротора турбогенератора; 1в — ток возбудителя; if — ток ротора турбогенератора; cos ф — коэффициент мощности возбудителя; г’кз — ток возбудителя, обеспечивающий номинальный ток возбудителя в режиме его короткого замыкания; гхх — ток возбуждения возбудителя, обеспечивающий номинальное напряжение возбудителя в режиме его холостого хода при номинальной частоте вращения fH; f — частота вращения генератора; XP — сопротивление Потье возбудителя.
Uf в первых скобках уравнения (8) необходимо сохранить, так как в противном случае погрешность допущения о равенстве fH и f будет слишком велика, в то время как результирующая погрешность упрощенного выражения (10) существенно меньше 1%.
Коэффициент C принимает значения 1 > C « 1 и должен уточняться для каждого возбудителя индивидуально. Коэффициент C целесообразно определять в процессе штатной процедуры снятия ХКЗ турбогенератора, описанной ранее. При этом наряду с током возбуждения возбудителя iff и током статора следует дополнительно измерять напряжение обмотки ротора турбогенератора Uf и частоту вращения вала f После чего коэффициент C находят методом наименьших квадратов (МНК). Значения токов г’кз и г’хх определяются по паспортным данным возбудителя.
Выражение (11) можно представить в виде
(12)
Коэффициенты К1 и К2 также могут быть определены методом МНК по данным измерений ХКЗ. При этом для определения значения К2 с приемлемой точностью необходимо выполнить измерения восходящей ветви ХКЗ, дождаться прогрева обмотки ротора, что увеличит ее сопротивление, и выполнить измерения в процессе снижения тока iff.
Опытная проверка на турбогенераторах типа ТВВ-1000-4 показала, что при применении для измерений в цепи ротора и возбудителя приборов класса точности 0,2 и в цепи статора класса точности 0,5 способ определения тока ротора по зависимостям (11), (12) имеет погрешность порядка 1 + 1,2%. Причем, основная составляющая погрешности имеет случайный характер. Такая точность измерений позволяет успешно решать все упомянутые эксплуатационные задачи технической диагностики обмотки ротора. Так, данные измерения тока ротора по зависимости (12) использовались в практическом опробовании методики диагностики витковых замыканий обмотки ротора [2]. Было установлено, что погрешность определения числа витковых замыканий не превышает 1 витка. Достигнутый показатель точности вполне приемлем для практических целей.
Способ определения тока ротора генератора с БСВ по зависимости вида (2) защищен патентом РФ № 2011203.

Вывод
Способ косвенного определения тока ротора генератора с бесщеточным возбуждением по зависимости вида if — F(iff, Uf,f) обеспечивает погрешность измерений менее 1%, что позволяет успешно решать эксплуатационные задачи технической диагностики обмотки ротора.

Список литературы

  1. РД. 34.45.309-92. Методические указания по проведению испытаний генераторов на нагревание. М.: СПО ОРГРЭС, 1993.
  2. А.с. 1436649 (СССР). Способ определения числа витковых замыканий в обмотке ротора синхронной электрической машины / Цветков В. А., Минаев Е. К., Петров Ю. В., Поляков В. И. Опубл. в Б. И., 1988, № 41.
  3. Поляков В. И., Минаев Е. К. Определение расчетного индуктивного сопротивления синхронного генератора. — Электрические станции, 1986, № 5.
  4. Пат. 2011203 (РФ). Способ измерения тока ротора генератора с бесщеточным возбуждением / Поляков В. И.
  • Назад
  • Вперёд
  • Вы здесь:  
  • Главная
  • Архив
  • org/ListItem»> Генерация

Еще по теме:

  • Анализ режима прогрева К-300-240 при пусках из разных температур
  • Эксплуатация энергетических блоков
  • Стационарные, переменные и пусковые режимы энергоблоков ТЭС
  • Опыт эксплуатации системы диагностики рабочих лопаток ЦНД турбины К-210
  • Непрерывное измерение горючих в уносе при сжигании АШ в котле ТПП-210А

Монитор тока шунта, предназначенный для диапазона синфазных напряжений от -270 В до +270 В

Измерение тока через резистор широко используется как в измерениях со стороны высокого напряжения, так и со стороны низкого напряжения. Обычно измеряется ток, проходящий через низкоомный резистор Rs, включенный последовательно с нагрузкой. При протекании тока через резистор на нем падает напряжение Vs, которое и измеряется. Величина сопротивления шунта выбирается в зависимости от диапазона токов нагрузки, необходимых для приложения, а также от компромисса между точностью измерения малых сигналов и максимально возможного падения напряжения. Большие значения Rs обеспечивают большую точность при измерении малых токов, в то время как меньшие значения Rs минимизируют падение напряжения в линии питания.

Одной из главных проблем в измерении тока является измеряемое напряжение Vs, которое очень мало в сравнении с большим напряжением в линии питания. Сегодня многие схемы специально разработаны для работы либо со стороны высокого, либо со стороны низкого напряжения с диапазоном синфазных напряжений менее 65 В. Питаясь от источника ±15 В, схема, показанная на рисунке 1, прекрасно подходит для измерения токов, как со стороны высокого, так и со стороны низкого напряжения, при этом работая при экстремально высоких синфазных напряжениях. Первый каскад этой схемы — это разностный усилитель AD629, особенностью которого является очень широкий входной диапазон синфазных напряжений, что позволяет произвести точные измерения малых разностных сигналов в присутствии высоких синфазных напряжений вплоть до ±270 В. Второй каскад — это усилитель AD8226, который преобразует выходное напряжение к диапазону, который необходим для конкретного приложения.


Рисунок 1. Схема измерения тока в присутствии высоких синфазных напряжений

В общем, такой смешанный измерительный усилитель выполняет две функции: устранение высокого синфазного напряжения и преобразование малого разностного измеряемого напряжения к удобному для использования уровню с несимметричным выходом с опорой относительно земли.

Заметим, что Rs = 0,1 Ом обеспечивает полный размах напряжения в 1 В на шунте при токе в нагрузке, равном 10 А. Rs1 используется для измерения тока со стороны высокого напряжения, в то время как Rs2 используется для измерений со стороны низкого напряжения. Усилительный каскад обеспечивает достаточный уровень выходного напряжения относительно земли. Например, подавая для точных измерений допустимое входное напряжение в 500 мВ максимум и дополнительно усилив его в 10 раз получим, что это входное напряжение в 500 мВ с синфазной составляющей напряжения от -270 В до +270 В преобразуется в выходное напряжение размахом 5 В относительно земли, согласуясь с диапазоном высокопроизводительных АЦП.

При использовании методов измерения с помощью резистора, шунт должен быть специально разработан для этого применения, так как условия работы, такие как температура и уровни токов, могут вызвать деградацию резистора.


Рисунок 2. Характеристики схемы при экстремально высоких синфазных напряжениях

На рисунке 2 представлены характеристики схемы. Верхняя кривая — это выходная ошибка в процентах при экстремально низком синфазном напряжении в -270 В, нижняя кривая – ошибка при другом экстремуме в +270 В.

Для работы с однополярным источником питания в 5 В может использоваться резистивный делитель напряжения для получения опорного напряжения, равного половине напряжения питания системы. Опорное напряжение выхода системы для однополярных сигналов может быть равно GND, для биполярных сигналов — половине напряжения источника питания. Заметим, что при подаче на Ref +2,5 В, диапазон синфазных напряжений схемы составляет от -27,5 В до 32,5 В. При соединении Ref и GND, диапазон синфазных напряжений составляет от +20 В до +80 В (только для измерений со стороны высокого напряжения).

Автор: Чоу Трэн (Chau Tran), Analog Devices [[email protected]]

Как измерить силу тока

Изучение физики и химия легко и свободно — Наука для начальной школы, средней школы и средняя школа

Бесплатная электроэнергия онлайн уроки для начальной школы, средней школы и старшей школы.

электрический ток


Как измерить ток

1) Мультиметр и амперметр

интенсивность измеряется амперметром с обозначением:



мультиметр – это прибор, который может производить несколько видов измерений включая текущие измерения. Затем мы должны использовать режим амперметра.

2) Как подключить мультиметр в режиме амперметра?

— Терминалы: Мы используем клемму COM и ток клеммы (мА или А)
— Смысл подключения: электрический ток всегда должен пройти через интенсивность терминала и выйти через терминал COM. Это эквивалентно тому, что клемма COM ближе всего к отрицательному клемма и ток клеммы, ближайший к положительной клемме электрический генератор.
— Вставка в цепь: мультиметр включен последовательно (Мультиметр вставляется между двумя электрическими компонентами).

3) Как выбрать диапазон мультиметра в режиме амперметра?

Определение: выбранный диапазон амперметра соответствует наибольшему ток, который он может измерить.

Выбранный диапазон не должен быть меньше текущего, потому что: мера это невозможно, и амперметр может быть поврежден.
Диапазон не должен быть слишком большим, в противном случае результат измерения может быть недостаточным. точность.

Метод: Мы должны сначала использовать самый высокий диапазон для аппроксимации тока и затем выберите ближайший (но выше), чтобы получить более точный измерение.



Наука класс

Химия

Электричество

Оптика

Механика

Электричество уроки
Электрика компоненты
-Двухконтактный электронные компоненты
— Основные электрические компоненты
— Диоды
— Что такое резистор?
— Как определить номинал резистора?
— Резисторы эффекты в цепях
— Как использовать резистор?
— Характеристика кривая резистора
Как строить простые схемы и рисовать схемы
— Как к построить базовую электрическую схему
— Как рисовать схемы электрических цепей
Электрический ток
— Проводники и изоляторы
— Направление электрический ток в цепи
— Опасности электричества
— Ток интенсивность — единицы
как измерять ток?
Напряжение
— Напряжение напряжение и его единицы
— Как измерять напряжение?
— Напряжение в открытых и закрытых контурах
— Рейтинг ток и напряжение для лампы
Переменный напряжение и ток
— Чередование влияние токов на светодиод
— Что переменный ток и напряжение?
— Периодическое переменное напряжение и его свойства
— Осциллограф
— Осциллограмма
— Частота
— Измерение Среднеквадратичное значение напряжения с помощью вольтметра серии
схемы
— Что последовательная схема?
— Серия свойства схемы
— Короткий цепь последовательно цепь
— Текущий закон последовательно — схемы
— Напряжение закон в последовательных цепях
Параллельный схемы
— Что параллельная цепь?
— Некоторые свойства параллельных цепей
— Короткий цепи в параллельных цепях
— Узлы и ответвления в параллельных цепях
— Законы тока в параллельных цепях
— Напряжение законы в параллельных цепях
Законы электричества
— Ом закон
— Действующие законы в цепи серии
— Напряжение законы в последовательных цепях
— Ток законы в параллельных цепях
— Напряжение законы в параллельных цепях
Генерация электричество
— Напряжение для катушек
Что такое генератор?
— Переменные токи и напряжения
— Производство электроэнергии на электростанциях
Электроэнергия и энергия
— Электроэнергетика мощность и номинальная мощность
— Электрический мощность, получаемая электрическим устройством
— Электрический потребляемая мощность электрическим устройством
— Отношение между — Электроэнергия и энергия


©2021 Физика и химия

Измерение напряжений и токов, указанных в диалоговых окнах Simscape Электрические специализированные энергосистемы блокирует

Перейти к содержимому

Main Content

Измерение напряжений и токов, указанных в диалоговых окнах Simscape Блоки Electrical Specialized Power Systems

Библиотека

Simscape / Electrical / Specialized Power Systems / Датчики и измерения

Описание

Этот блок измеряет напряжения и токи, указанные в параметре Измерения Simscape™ Блоки Electrical™ Specialized Power Systems в вашей модели. Выбор напряжения или тока через блок мультиметра эквивалентно подключению внутреннего напряжения или тока блок измерения внутри ваших блоков.

Полярность измеряемых напряжений и токов

Полярность измеряемых напряжений и токов определяется клеммами + и — измеренного Simscape Блоки Специализированных электрических систем электроснабжения. В следующей таблице указаны положительные терминалы Simscape Блоки Electric Specialized Power Systems, которые не имеют знака + для идентификации блока полярность.

Block

Positive terminal(s)

Mutual Inductance

Three-Phase Mutual Inductance Z1-Z0

1 2 3

ABC

Трехфазная серия RLC Brank0005

ABC

Выключатель

1

обозначается сигнальными метками, используемыми в блоке мультиметра. Например, Uan_w2 = фаза Напряжение между А и нейтралью обмотки № 2, подключенной к Y, и Iab_w1 = ток обмотки, протекающий от А к B в соединенной треугольником обмотке №1.

Блок мультиметра не предназначен для использования в модели, содержащей более одного блока powergui.

Параметры

Доступные измерения

Доступные измерения в блоке мультиметра. Нажмите Выберите , чтобы выбрать измерения из списка. Когда вы выбираете измерение, измерение перемещается из списка Доступные измерения в список «Измерения вывода ». Щелкните Обновить , чтобы обновить список доступных измерений.

Измерения в списке идентифицируются по имени блока, в котором измерение сделано. Тип измерения (измерение напряжения, измерение тока или flux) определяется меткой, предшествующей имени блока. Для получения дополнительной информации см. Измерения описание параметра в разделе блоков «Параметры» в вашей модели.

Выходные измерения

Измерения, выдаваемые блоком. Вы можете изменить порядок измерений, используя Вверх , Вниз и Удалите кнопки . Кнопка +/– позволяет изменить полярность выбранного измерение.

График результатов измерений при моделировании стоп

Выберите, чтобы отобразить график выбранных измерений в окне рисунка MATLAB ® . График генерируется, когда симуляция останавливается. Этот параметр очищается по умолчанию.

Тип вывода

Определяет формат выходных сигналов, когда блок используется в векторе моделирование.

Установите на Complex (по умолчанию) для вывода выбранных измерений в виде сложные значения. Выходы представляют собой сложные сигналы.

Установите значение Real-Imag для вывода реальной и мнимой частей изображения. измерения. Для каждого выбранного измерения мультиметр выводит действительное и мнимое значения. части.

Установите значение Magnitude-Angle для вывода величины и угла выбранные измерения. Для каждого выбранного измерения мультиметр выводит величину и угловые значения.

Установите значение Магнитуда для вывода величины выбранного измерения.

Параметр Тип вывода не отображается, когда блок не используется в векторном моделировании. Чтобы включить этот параметр, в блоке Powergui установите параметр Solver type на Phasor .

Примеры

Модель с компенсацией мощности пример использует блок мультиметра для измерения напряжения на вторичной обмотке. обмотка блока Saturable Transformer и токи, протекающие через два Блоки нагрузки серии RLC.

Выход блока мультиметра подключен к осциллографу блок для отображения измерений во время моделирования. Кроме того, вы можете выбрать параметр Plot Output Measurements at the Simulation Stop для отображать график выбранных измерений, когда симуляция останавливается.

Откройте диалоговое окно блока Multimeter и выберите сигналы, которые вы хотите соблюдайте, как описано в разделе «Параметры». Обратите внимание на метки, используемые для определения доступных измерения в блоке Мультиметр. Описание этих ярлыков см. справочная секция блока Saturable Transformer и RLC Series Загрузить блок.

Запустить симуляцию. Через 0,4 секунды моделирование останавливается, и открывается окно рисунка MATLAB для отображения выбранных измерений в мультиметре. блокировать.

См. также

Измерение тока, измерение напряжения

История версий

Представлено до R2006a

Выберите веб-сайт, чтобы получить переведенный контент, где он доступен, и ознакомиться с местными событиями и предложениями.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *