專利名稱：用于改進電力系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性和衰減其振蕩的方法以及實現(xiàn)該方法的裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電力工程，并且尤其涉及一種用于改進電力系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性和衰減其機電振蕩的方法以及用于實現(xiàn)這種方法的裝置。
本發(fā)明能夠用于改進電力系統(tǒng)(Electric Power Systems，EPS)的動態(tài)穩(wěn)定性和衰減發(fā)電機轉子的振蕩。動態(tài)穩(wěn)定性是系統(tǒng)在大的擾動之后返回到其正?；蚪＿\行模式的能力，這些擾動如短路、網絡中斷、電力發(fā)電機斷開以及負載電容中相當大的變化。機電振蕩在回應于系統(tǒng)中的擾動時或者由于EPS部件的自動控制系統(tǒng)的失配運行而出現(xiàn)，這些EPS部件有同步發(fā)電機、受控的無功電源以及其他部件。

背景技術：
電力系統(tǒng)旨在向消費者有效而可靠地提供所要求的量和合格的質量的電力。EPS包括原動機(蒸汽、液壓和燃氣渦輪機以及液體或氣體驅動活塞馬達)和用于產生電力的稱為發(fā)電機組(Generating Units，GU)的同步發(fā)電機、改變電力電壓和電流的升壓和降壓電力變壓器；跨距離傳輸電力的電力線路；修正網絡配置并將電流電路整流的開關設備，包括開關和隔離開關。電力由GU產生、在變壓器中轉換并且通過電力線路傳輸至消費地點，電壓在這些變壓器中升高且電流在這些變壓器中降低，而并不改變功率。電力線路典型地結合在電力網絡中。然后，電力通過降壓變壓器提供給電力消費者，這些降壓變壓器降低電壓并升高電流。除了上述部件之外，EPS還包括用于測量參數(shù)以及用于控制EPS的運行模式的設備，這些參數(shù)即頻率、電壓、電流、功率。
EPS的基本運行模式是一種正常模式，在這種正常模式中，向消費者有效而可靠地提供電力。除了這種正常模式之外，EPS還能夠以大負載的、緊急的、后緊急的和正常的瞬態(tài)模式運行。緊急模式是短期的，其持續(xù)時間通常由繼電裝置和EPS自動化的響應時間以及開關設備所限定。然后，該系統(tǒng)切換至后緊急模式。從緊急模式向后緊急模式的過渡稱為瞬態(tài)。瞬態(tài)包括兩個過程電磁瞬態(tài)和機電瞬態(tài)。電磁瞬態(tài)快速地(若干毫秒)出現(xiàn)在EPS電氣部分，而機電瞬態(tài)在機械部分和電氣部分均發(fā)生、與發(fā)電機組轉子的運動相關聯(lián)并且在從幾分之一秒至幾秒的時間段內發(fā)生。若出現(xiàn)大的擾動，例如由短路、大容量載荷的斷開/連接、發(fā)電設施的緊急切斷導致的擾動，則系統(tǒng)返回到預擾動或近預擾動模式，可以認為它具有動態(tài)穩(wěn)定性。
若有可能在機電瞬態(tài)期間控制發(fā)電機組軸上的電磁和/或機械扭矩，則能夠改進EPS動態(tài)穩(wěn)定性的條件。能夠通過使用EPS中的發(fā)電機場強裝置、電力線路電感補償裝置、同步發(fā)電機電氣制動裝置來改進這些動態(tài)穩(wěn)定性條件。
當同步發(fā)電機轉子的轉差出現(xiàn)時或通過發(fā)電機端子的電壓降至低于額定值(響應條件)的85％時，發(fā)電機場強裝置(圖1)在同步發(fā)電機10的勵磁線圈10(1)中提供幾倍的電壓增加。發(fā)電機場強裝置包括比較裝置(用于轉差或電壓或二者)和電壓源。當響應條件得到滿足時，從該電壓源至該同步發(fā)電機場系統(tǒng)提供電壓信號，這導致將通過勵磁線圈端子的電壓增加到超過線圈額定值的幾倍，這個倍數(shù)等于該場強比。在該勵磁線圈中的電流反過來開始隨著該勵磁線圈時間常數(shù)而指數(shù)性地增加，對于不同類型和容量的發(fā)電機而言，該時間常數(shù)從2.7至13秒。在大多數(shù)普通的渦輪式發(fā)電機中，這個值約為7秒。
這種場強運行涉及增加發(fā)電機場電流，從而增加電磁扭矩，這在某些情況下使發(fā)電機同步穩(wěn)定性能夠在擾動影響之后得到保持，如短路。
當帶有場強的自動勵磁控制(AEC)10(2)用于改進動態(tài)穩(wěn)定性條件時，該電磁扭矩增加的速度實質上在較大的程度上受限于該場線圈時間常數(shù)且在較小的程度上受限于該勵磁機時間常數(shù)，并且這會限制這種用于改進動態(tài)穩(wěn)定性條件的方法的能力。此外，該電磁扭矩值與該發(fā)電機連接單元與接收系統(tǒng)單元之間的電阻成反比，并且在短路之后，該電阻能夠由于由該EPS的中繼和自動化的正確的或錯誤的響應而導致的電力線路電路的斷開而增加。因此，當電力線路電路斷開時，該場強AEC的效率降低。
一般來講，該AEC場強效率取決于發(fā)電機時間常數(shù)以及電流功率網絡狀態(tài)和模式，這就阻止了對所有模式的GU軸上的扭矩平衡的有效控制。
使用場強裝置具有以下缺點 -由于該同步發(fā)電機場線圈的相對較大的時間常數(shù)(約7秒)，所以不可能快速地增加該發(fā)電機電扭矩； -在擾動影響消除之后，該發(fā)電機電磁扭矩高度依賴于EPS方案和模式。
線路電抗補償裝置(圖2)用于增加該發(fā)電機軸上的電磁扭矩。線路電抗補償涉及將電容加到該線路，這種電容如電容器組，該電容器組的速率由線路補償?shù)某潭认薅?。若線路電抗的一部分得到補償，則該發(fā)電機電磁扭矩增加，而其他的條件相同，而且這使得這些動態(tài)穩(wěn)定性條件能夠得到改進，并且在某些情況下，這使得該發(fā)電機同步穩(wěn)定性能夠在擾動影響之后得到保持，這種擾動影響例如短路。
當使用電力線路電感補償裝置時，除了其他的之外，該電磁扭矩的增加還依賴于通過這些電力線路末端的電壓，這些電壓在EPS中的瞬態(tài)期間降低，這會降低這種方法的效率。
一般來講，該線路電抗補償效率在極大程度上取決于該電流電力網絡的狀態(tài)和運行模式，這就阻止了對GU軸上的扭矩平衡的有效控制。
與本發(fā)明密切相關的是通過電制動裝置實現(xiàn)的用于同步發(fā)電機轉子的電制動的方法。
通過將制動有效電阻連接到發(fā)電機母線(圖3)來實現(xiàn)電制動。在該電阻連接時，在GU軸上產生另外的電磁扭矩，這導致制動。為了將該制動有效電阻10(4)連接，使用機械功率開關10(3)或功率半導體電子鑰匙。
在該制動電阻連接時，該GU軸電磁扭矩基本取決于在該電阻連接點處的電壓。為了切換該制動有效電阻，需要快速高壓開關，這種快速高壓開關具有相對較短的壽命，或用于高切換電流的高壓電子開關，這種電子開關相當昂貴。這種制動運行電阻的連接導致在該連接點處的電壓的降低。該發(fā)電機電磁扭矩隨著電壓的降低而降低，這會對這些GU軸電子制動條件造成損害并降低這種方法的效率。為了消除這種電壓的降低，除了該制動電阻之外，還應提供無功功率補償器，這種功率補償器昂貴并且會在預期用于電子制動時空轉，盡管它可用于對該電網的其他單元中的電壓進行控制。
使用該電制動方法具有以下缺點 -對在該制動有效電阻的連接點處的電壓電平上產生的GU軸制動扭矩的高度依賴，這在電壓降低時降低電制動效率； -在該制動有效電阻的連接點處的電壓的降低，這能夠在整體上使EPS的動態(tài)穩(wěn)定性條件惡化； -必須提供用于這些制動有效電阻的構建的區(qū)域。


發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于改進電功率系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性的方法，這種方法使之有可能消除在發(fā)電機組(GU)軸上產生的制動扭矩對在連接該發(fā)電機組與接收系統(tǒng)的電功率傳輸處的線路電阻和電壓電平的依賴性，以克服對使用另外的高壓開關、半導體開關和其他裝置的需求，并且克服對提供用于制動有效電阻的構建的區(qū)域的需求。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種用于衰減電功率系統(tǒng)的機電振蕩的方法。
本發(fā)明的再一個目的在于提供一種用于改進電功率系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性的裝置，這種裝置的設計會消除產生的GU軸制動扭矩對在這種裝置連接點處的電壓電平的依賴性。
本發(fā)明的又一個目的在于提供一種用于衰減電功率系統(tǒng)的機電振蕩的裝置。
這種目的通過提供一種用于改進電功率系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性的方法來實現(xiàn)，這種電功率系統(tǒng)包括多個原動機和同步交流發(fā)電機、功率變壓器、電力線路、切換設備和負載，該方法包括監(jiān)測同步交流發(fā)電機的轉子的轉速；在將擾動應用于該系統(tǒng)之后，將所述同步交流發(fā)電機的轉子的轉速降至定子磁場的轉速，所述方法的特征在于該發(fā)電機轉子的轉速的所述降低包括通過用連接器將與該發(fā)電機軸和該原動機軸同軸布置的電磁制動器機械連接到該發(fā)電機轉子并且連接到該原動機轉子來將所述發(fā)電機轉子機械制動；連續(xù)測量這些發(fā)電機端子的電壓以及該發(fā)電機定子電流，并且確定來自所述電壓和電流的該發(fā)電機的電磁功率；將所獲得的該發(fā)電機的電磁功率與在該擾動之前的電磁功率進行比較；如果被比較的值大于特定值，則生成控制信號以啟動該電磁制動器，在如此進行時，從所測量的電磁功率與在該擾動之前的電磁功率之間的差值確定制動扭矩；通過確定該擾動之后的該發(fā)電機轉子的轉速并且將其與該擾動之前的值進行比較來從該發(fā)電機轉子的轉速中的變化確定該制動扭矩應用的時間；當該轉子的實際轉速與該擾動之前的該轉子的轉速之間達到均等并且在所測得的功率與該擾動之前的功率相等時終止該電磁制動器。
在所述機械連接中，優(yōu)選將該電磁制動器布置在選自下組的位置中，該組包括在該發(fā)電機側的位置、在該原動機側的位置、在該發(fā)電機與該原動機之間的位置。
在替代實施例中，這種目的通過提供一種用于改進電功率系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性的方法來實現(xiàn)，這種電功率系統(tǒng)包括多個原動機和同步交流發(fā)電機、功率變壓器、電力線路、切換設備和負載，該方法包括監(jiān)測同步交流發(fā)電機的轉子的轉速，并且在將擾動應用于該系統(tǒng)之后，將所述同步交流發(fā)電機的轉子的轉速降至定子磁場的轉速，所述方法的特征在于該發(fā)電機的轉速的所述降低包括通過用連接器將與該發(fā)電機軸和該原動機軸同軸布置的電磁制動器機械連接到該發(fā)電機轉子并且連接到該原動機轉子來將所述發(fā)電機轉子機械制動；連續(xù)測量這些發(fā)電機端子的電壓；將所獲得的這些發(fā)電機端子的電壓與特定的電壓進行比較，這種特定的電壓在額定電壓的65～95％的范圍內；如果被比較的值小于該特定值，則生成控制信號以啟動該電磁制動器，在如此進行時，連續(xù)確定該發(fā)電機定子電流；從所測得的電壓值和電流值確定該發(fā)電機的電磁功率；將所獲得的該發(fā)電機電磁功率的值與該擾動之前的電磁功率進行比較；從所測量的電磁功率與在該擾動之前的電磁功率之間的值的差異來確定制動扭矩；通過確定該擾動之后的該發(fā)電機轉子的轉速并且將其與該擾動之前的值進行比較來從該發(fā)電機轉子的轉速中的變化確定該制動扭矩應用的時間；當該轉子的實際轉速與擾動之前的該轉子的轉速之間達到均等并且在所測得的功率與該擾動應用之前的功率相等時，終止該電磁制動器。
在所述機械連接中，優(yōu)選將該電磁制動器布置在選自下組的位置中，該組包括在該發(fā)電機側的位置、在該原動機側的位置、在該發(fā)電機與該原動機之間的位置。
在替代實施例中，這種目的通過提供一種用于改進電功率系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性的方法來實現(xiàn)，這種電功率系統(tǒng)包括多個原動機和同步交流發(fā)電機、功率變壓器、電力線路、切換設備和負載，該方法包括監(jiān)測同步交流發(fā)電機的轉子的轉速并且在將擾動應用于該系統(tǒng)之后，將所述同步交流發(fā)電機的轉子的轉速降至定子磁場的轉速，所述方法的特征在于該發(fā)電機轉子的轉速的所述降低包括通過用連接器將與該發(fā)電機軸和該原動機軸同軸布置的電磁制動器機械連接到該發(fā)電機轉子并且連接到該原動機轉子來將所述發(fā)電機轉子機械制動；檢測通過應用于該系統(tǒng)的擾動所導致的該發(fā)電機轉子的轉速偏差，并且確定所測得的速度與該擾動之前的轉速之間的轉速差異；對所述差異與特定值進行比較；如果被比較的值大于該特定值，則生成控制信號以啟動該電磁制動器，在如此進行時，連續(xù)測量這些發(fā)電機端子的電壓以及該發(fā)電機定子電流，并且從所述電壓和電流確定該發(fā)電機的電磁功率；從所測量的電磁功率與在該擾動之前的電磁功率的值之間的差異來確定制動扭矩；通過確定該擾動之后的該發(fā)電機轉子的轉速并且將其與該擾動之前的值進行比較來從該發(fā)電機轉子的轉速中的變化確定該制動扭矩應用的時間；當該轉子的實際轉速與擾動之前的該轉子的轉速之間達到均等并且在所測得的功率與該擾動應用之前的功率相等時，終止該電磁制動器。
在所述機械連接中，優(yōu)選將該電磁制動器布置在選自下組的位置中，該組包括在該發(fā)電機側的位置、在該原動機側的位置、在該發(fā)電機與該原動機之間的位置。
本發(fā)明的目的還通過提供一種用于衰減電功率系統(tǒng)的機電振蕩的方法來實現(xiàn)，該方法包括監(jiān)測同步交流發(fā)電機的轉子的轉速以及定子的電壓和電流；連續(xù)測量這些發(fā)電機端子的電壓以及該發(fā)電機定子電流，并且確定來自該電壓和電流的該發(fā)電機的電磁功率；確定發(fā)電機端子的電壓的時間導數(shù)；確定該發(fā)電機定子電流的時間導數(shù)；從穩(wěn)態(tài)模式下的轉速確定所測得的該轉子的轉速的偏差；確定所測得的該轉子的轉速的時間導數(shù)；將所獲得的電壓和電流的時間導數(shù)、該發(fā)電機轉子的轉速的偏差和該轉速偏差值的信號進行求和，以生成控制電信號，該電信號被提供給電壓互感器以衰減振蕩。
本發(fā)明的目的還通過提供一種用于改進電功率系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性并用于衰減電功率系統(tǒng)的機電振蕩的方法來實現(xiàn)，這種電功率系統(tǒng)包括多個原動機和同步交流發(fā)電機、功率變壓器、電力線路、切換設備和電負載，該方法包括監(jiān)測同步交流發(fā)電機的轉子的轉速，并且在將擾動應用于該系統(tǒng)之后，將所述同步交流發(fā)電機的轉子的轉速降至該定子磁場的轉速，其中，根據本發(fā)明，該發(fā)電機轉子的轉速的所述降低包括通過用連接器將與該發(fā)電機軸和該原動機的軸同軸布置的電磁制動器機械連接到該發(fā)電機轉子和該原動機轉子來將所述發(fā)電機轉子機械制動；連續(xù)測量這些發(fā)電機端子的電壓以及該發(fā)電機定子電流，并且確定來自該電壓和電流的該發(fā)電機的電磁功率；將所獲得的該發(fā)電機的電磁功率與在該擾動之前的電磁功率進行比較；如果被比較的值大于特定值，則生成控制信號以啟動該電磁制動器，在如此進行時，從所測量的電磁功率與在該擾動之前的電磁功率之間的值的差異確定制動扭矩；通過確定該擾動之后的該發(fā)電機轉子的轉速并且將其與該擾動之前的值進行比較來從該發(fā)電機轉子的轉速中的變化確定該制動扭矩應用的時間；然后衰減該電功率系統(tǒng)的機電振蕩，所述衰減包括確定通過這些發(fā)電機端子的電壓的時間導數(shù)；確定該發(fā)電機定子電流的時間導數(shù)；從穩(wěn)態(tài)模式下的轉速確定所測得的該轉子的轉速的偏差；確定所測得的該轉子的轉速的時間導數(shù)；將所獲得的電壓和電流的時間導數(shù)、該發(fā)電機轉子的轉速的偏差和該轉速偏差值的信號進行求和，以生成控制電信號，該電信號被提供給電壓互感器以衰減振蕩。
這種目的還通過提供一種用于改進電功率系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性并用于衰減電功率系統(tǒng)的機電振蕩的系統(tǒng)來實現(xiàn)，這種電功率系統(tǒng)包括多個原動機和同步交流發(fā)電機、功率變壓器、電力線路、切換設備和電負載，所述系統(tǒng)包括發(fā)電機轉子轉速傳感器；發(fā)電機轉子轉速降低裝置，這種裝置用于在將擾動應用于該系統(tǒng)之后將該發(fā)電機轉子的轉速降至該定子磁場的轉速，其中，所述發(fā)電機轉子轉速降低裝置是一種機電制動器，這種機電制動器包括制動盤以及由磁導體和電感線圈形成的電磁系統(tǒng)，該盤布置在該磁隙中，所述系統(tǒng)的特征在于該電磁制動器與該發(fā)電機軸和該原動機軸同軸布置，并且通過連接器機械連接到該發(fā)電機轉子和該原動機的轉子，該系統(tǒng)還包括用于生成控制信號的控制單元，這些控制信號用于該電磁制動器，所述控制單元包括發(fā)電機電磁功率確定單元、用于對該擾動之后的發(fā)電機電磁功率與擾動應用之前的電磁功率進行比較的比較單元、電磁制動器啟動控制信號生成單元，該電磁制動器啟動控制信號生成單元用于在該比較值大于特定值時生成電磁制動啟動信號；該系統(tǒng)還包括用于確定通過這些發(fā)電機端子的電壓的電壓傳感器以及發(fā)電機定子電流傳感器，這兩個傳感器均連接到該控制單元，發(fā)電機轉子轉速傳感器、制動扭矩值和時間互感器以及電源也連接到該控制單元，該制動扭矩值和時間互感器具有連接到該控制單元的輸出端的輸入端和連接到該電磁制動線圈的輸出端，并且該電源電氣連接到該互感器。
在所述機械連接中，優(yōu)選將該電磁制動器布置在選自下組的位置中，該組包括在該發(fā)電機側的位置、在該原動機側的位置、在該發(fā)電機與該原動機之間的位置。



為了更好地理解本發(fā)明，參考以下描述，應結合附圖閱讀這些描述，其中 圖1是根據現(xiàn)有技術的發(fā)電機場強裝置的示意圖； 圖2是根據現(xiàn)有技術的線路電抗補償裝置的示意圖； 圖3是根據現(xiàn)有技術的電制動的示意圖； 圖4是根據本發(fā)明的用于改進動態(tài)穩(wěn)定性的系統(tǒng)的示意圖，其中，該電磁制動器連接在原動機與發(fā)電機之間； 圖5是根據本發(fā)明的電磁制動器控制系統(tǒng)的示意圖； 圖6是根據本發(fā)明的動態(tài)穩(wěn)定性改進系統(tǒng)的示意圖，其中，該電磁制動器連接到發(fā)電機； 圖7是根據本發(fā)明的動態(tài)穩(wěn)定性改進系統(tǒng)的示意圖，其中，該電磁制動器連接到原動機； 圖8示意性地示出了根據本發(fā)明的以該制動盤的軸向方向的電感線圈的周向布置； 圖9是根據本發(fā)明的用于改進動態(tài)穩(wěn)定性和衰減機電振蕩的集成系統(tǒng)的示意圖。

具體實施例方式 用于改進電功率系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性的系統(tǒng)包括發(fā)電機轉子轉速傳感器1(圖4)和用于在將擾動應用于該系統(tǒng)期間和之后將該發(fā)電機轉子的轉速降至定子磁場的轉速的發(fā)電機轉子轉速降低裝置2，該電功率系統(tǒng)包括多個原動機和同步交流發(fā)電機、功率變壓器、電力線路、切換設備和電負載。裝置3是包括制動盤4和電磁系統(tǒng)的電磁制動器3，該電磁系統(tǒng)由磁導體5和電感線圈6形成，制動盤4容納在磁導體5的間隙7中。
電磁制動器3的軸8與發(fā)電機10的軸9和原動機12的軸11同軸布置，并分別通過連接器13、14機械連接到發(fā)電機軸9和原動機軸11。
該系統(tǒng)還包括用于生成控制信號的控制單元15，這些控制信號用于電磁制動器3。控制單元15包括發(fā)電機電磁功率確定單元16(圖5)、用于存儲擾動之前的發(fā)電機電磁功率的發(fā)電機電磁功率存儲單元17、用于將擾動之后的發(fā)電機電磁功率與擾動之前的電磁功率進行比較的比較單元18以及用于生成控制啟動信號以在該比較值大于特定值時啟動該電磁制動器的控制啟動信號生成單元19。單元16的輸出端連接到單元17的輸入端，并且連接到單元19的第一輸入端，而單元17的輸出端連接到單元18的第二輸入端。單元17的所述輸出端也連接到單元18的一個輸入端，而單元16的輸出端連接到另一個輸入端。
該系統(tǒng)還包括用于確定在這些發(fā)電機端子處的電壓的電壓傳感器20(圖4)以及電壓互感器21(圖5)、發(fā)電機定子電流傳感器22(圖4)以及發(fā)電機定子電流互感器23(圖5)。單元20和22的輸出端分別連接到控制單元15的單元21、23的輸入端。
發(fā)電機轉子轉速傳感器1通過轉速互感器25連接到單元15的輸入端。單元27連接到單元18的輸入端來存儲以預擾動模式的轉子轉速。為了這種目的，單元25的輸出端連接到單元27的輸入端，并且比較單元30的輸出端連接到單元27的輸入端29。將制動盤保護通道設在控制單元15內，為了這種目的，通過溫度互感器32將制動盤溫度傳感器(未示出)連接到單元18的輸入端31。
控制單元15連接到系統(tǒng)調節(jié)器33(圖4)，該系統(tǒng)調節(jié)器是一種上位調節(jié)器，這種上位調節(jié)器的運行邏輯和結構由EPS要求所限定。
該系統(tǒng)包括制動扭矩值和時間互感器34，該互感器的輸入端連接到控制單元15的輸出端35，且輸出端36連接到電磁制動器3的線圈6。
該系統(tǒng)還包括連接到互感器34的電源37(圖6)。
為了在該發(fā)電機組軸上產生制動扭矩，能夠使用電磁制動器3，能夠以機械連接的方式將該電磁制動器布置在三個位置中的一個中在該發(fā)電機側的位置(圖6)、在該原動機側的位置(圖7)或者在該發(fā)電機與該原動機之間的位置(圖4)。
電磁制動器3包括軸8(圖4)，該軸上裝有制動盤4和電磁體，該制動盤用具有高電導率的材料制成，且該電磁體產生以該盤的軸向方向的磁場。該電磁系統(tǒng)包括電磁體(帶有磁芯的線圈，其中磁芯和磁導體的功能結合)和制動盤。
在另一個實施例中，該磁系統(tǒng)包括帶有磁芯的電感線圈，這些磁芯以該制動盤的軸向方向周向布置(圖8)。線圈的數(shù)量是偶數(shù)的，并且線圈磁極繞著圓周交替。在這兩個實施例中，該制動盤具有冷卻通路，即這種設計允許強制冷卻劑循環(huán)。
該電磁體中的電流的大小受自動控制單元15的控制(圖7)。電磁體線圈由電源37通過制動扭矩值和時間互感器34饋電?；ジ衅?4是一種可控電壓(電流)互感器。電源37是一種輔助源系統(tǒng)或者電站的運行交流(AC)或直流(DC)電路。響應于以下參數(shù)中的變化來對電流進行調節(jié)GU軸轉速、在發(fā)電機端子處的電壓以及發(fā)電機電流。此外，單元15接收來自提供較高水平的控制的系統(tǒng)調節(jié)器33的控制信號。從單元15將控制信號提供給互感器34，該互感器接著直接對該電磁體線圈制動電流進行調節(jié)。
圖9示出了用于改進動態(tài)穩(wěn)定性和衰減機電振蕩的集成系統(tǒng)的示意圖。該系統(tǒng)包括電磁制動器3和控制單元15。制動盤溫度傳感器38通過溫度互感器32連接到比較單元18。
控制單元15另外包括求和單元39，時間微分單元41連接到該求和單元的輸入端40；偏差單元43連接到輸入端42，時間微分單元45連接到輸入端44，偏差單元47連接到輸入端46，時間微分單元49連接到輸入端48。單元41的輸入端連接到單元21的輸出端，單元43的輸入端連接到單元23的輸出端，單元23的輸出端也連接到單元45的輸入端；單元47的輸入端連接到單元25的輸出端，單元25的輸出端也連接到單元49的輸入端。
單元39的輸出端50連接到單元18的輸入端51。
將閾值盤溫度值提供給單元18的輸入端52。
此外，電磁制動器(EMB)能夠與發(fā)電機10整合。在這種情況下，可將EMB容納在發(fā)電機外殼(未示出)中。在一個實施例中，電源37是安裝在電磁制動器3的軸8上的一種AC或DC發(fā)電機。
該系統(tǒng)以下列方式運行。
電功率系統(tǒng)(EPS)包括用于產生、傳輸和消耗電功率(EP)的設備。產生設備總體上包括同步渦輪發(fā)電機和水力渦輪發(fā)電機；傳輸設備總體上包括變壓器和電力線路。
處于特定瞬間或時間段的EPS狀態(tài)稱為“模式”。模式由啟動的部件和在它們之上的負載所限定。在這些系統(tǒng)部件處的電壓、功率和電流的值以及確定電功率產生、傳輸、調度和消耗過程的速率稱為EPS模式參數(shù)。
在EPS運行中，由電路、網絡中斷、大負載的切換、中繼和自動化的不正確運行等所導致的不同的擾動能夠出現(xiàn)。在發(fā)電機組軸上的機械和電磁扭矩的不平衡能夠導致它的轉子的擺動。發(fā)電機轉子相對于定子磁場擺動，這引起模式參數(shù)尤其是電壓的變化，電壓的變化導致不穩(wěn)定的消耗情況并且導致其他的EPS發(fā)電機組和負載單元的擺動。擺動具有不同的幅度并且在該發(fā)電機的同步運行中導致攝動，并且導致隨后的非同步運行，這種非同步運行是一種非常不希望的功率系統(tǒng)行為。此外，低頻率系統(tǒng)間振蕩在現(xiàn)有的自動控制的EPS中是固有的。
GU轉子的運動通過以下等式描述 其中，ω是該發(fā)電機(或GU)轉子的角轉速；ω0是穩(wěn)態(tài)模式下的發(fā)電機的角轉速，典型地是(ω0＝ωnom)；ωnom是該發(fā)電機的額定角轉速；MT是該原動機的扭矩；Mel是該發(fā)電機電磁扭矩(在該等式中，該原動機和發(fā)電機的扭矩以相對單位并且在數(shù)字上分別等于原動機功率和發(fā)電機電磁功率)。
在發(fā)電站運行中，渦輪機在該軸上產生加速扭矩MT，且該發(fā)電機產生制動扭矩Mel。在正常功率產生模式中，由該原動機和發(fā)電機所產生的這些扭矩的模量相等且方向相反。因此，在正常模式中，該GU軸速度并不隨著時間而變化，ω-ω0＝0。
該發(fā)電機轉子的位置由角度δ限定，該角度與該角速有關 在穩(wěn)態(tài)模式中，該發(fā)電機以角度δ0運行，處于在這些發(fā)電機端子處的運行電壓的某種輸出功率對應于該角度。一般來講，若在該原動機功率、EPS網絡構造和運行中無變化時已經到達小于180°的角度值的該發(fā)電機轉子在該擾動去除之后返回到處于預緊急模式的角度值，或者達到另一個角度值，則可以認為該動態(tài)穩(wěn)定性得到保持，該另一個角度值由穩(wěn)定的后緊急模式的條件所限定。
在將擾動應用于EPS時，Mel變化并且在該發(fā)電機軸上出現(xiàn)不平衡，這通常會導致該發(fā)電機轉子轉速的加速和改變，并且分別導致擺動。在某些情形中，出現(xiàn)發(fā)電機的非同步運轉。
現(xiàn)在，若將電磁制動器連接到該原動機發(fā)電機組件的軸，則對發(fā)電機組軸上的扭矩平衡的影響能力出現(xiàn)，而與當前的這些EPS模式參數(shù)無關。由于EMB僅產生制動扭矩，所以僅在速度的正差異時((ω-ω0)＞0)以及在該發(fā)電機組軸上的機械和電磁扭矩的正差異時((MT-Mel)＞0)要求使用該制動裝置。
其中，MEMB是由EMB所產生的扭矩。
因此，在各自的EMB參數(shù)和(MEMB(t))的控制，能夠在大的擾動下保持該發(fā)電機的同步運行，并且能夠衰減該發(fā)電機組的機電振蕩以及系統(tǒng)間的振蕩。
當通過該電磁體線圈傳輸電流時產生磁場，通過該線圈磁芯、磁導體和該旋轉的制動盤的本體將這種磁場閉合，在該磁場中感生電流，這些電流與該電磁體的磁場相互作用。電流與磁場之間的相互作用產生制動扭矩。能夠通過改變該EMB磁系統(tǒng)的電磁體的線圈中的電流的大小來對該制動扭矩值進行控制。
在將擾動應用于該系統(tǒng)時，該發(fā)電機組(GU)軸開始加速。傳感器1向單元15(圖7)提供GU轉子轉速信號，以估計該發(fā)電機轉子轉速的變化。若滿足以下條件，則該系統(tǒng)產生增加該EMB線圈中的電流的信號，并且將該信號傳輸?shù)綄⒃谠撾姶朋w線圈處的電壓增加的受控的電壓(電流)互感器，并且傳輸制動扭矩，這些條件是該GU軸的加速以及相對于前面的穩(wěn)態(tài)模式的電壓的發(fā)電機母線的電壓的下降(或者該發(fā)電機電功率的下降)。該軸轉速一旦等于定子電磁場速度，并且所測量的發(fā)電機功率一旦等于該擾動之前的功率，就將EMB中斷(將其線圈的電流降至零)?；蛘撸摪l(fā)電機組軸轉速一旦等于定子電磁場轉速，并且所測量的發(fā)電機電磁功率一旦等于該渦輪機機械功率，就將EMB中斷。然后，同步擺動開始，并且該GU在自動調節(jié)器的正確設置時進入穩(wěn)態(tài)模式。
為了衰減該電功率系統(tǒng)的機電振蕩，單元21向時間微分單元41(圖9)輸出信號，單元23向偏差單元43輸出信號，單元23向時間微分單元45輸出信號，單元25向偏差單元47輸出信號，且單元25向時間微分單元49輸出信號。
由于EMB僅產生一種類型的扭矩(制動)，但具有可變值，所以為了改進這些電系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性條件，根據特定的EPS模式能夠將該EMB啟動一次或重復啟動。由于可在大范圍內調節(jié)該制動扭矩，所以EMB能夠用于衰減該發(fā)電機的同步擺動。
在該發(fā)電機組發(fā)生各種故障(潤滑油路中的油壓的降低、原動機(渦輪機)或發(fā)電機故障)時，EMB能夠用于緊急速度降低。
EMB能夠用于衰減同步補償器的機電振蕩。在這種情形中，將該同步補償器與ENT整合在單外殼中。
一種用于改進電功率系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性的方法實現(xiàn)如下。
通過將該發(fā)電機轉子機械制動來降低該發(fā)電機轉子的轉速，所述機械制動包括通過連接器將與該發(fā)電機軸和該原動機軸同軸布置的電磁制動器機械連接到該發(fā)電機轉子并且連接到該原動機轉子。
連續(xù)測量通過這些發(fā)電機端子的電壓以及該發(fā)電機定子電流以確定來自該電壓和電流的該發(fā)電機的電磁功率。
對所測得的該發(fā)電機的電磁功率與在該擾動之前的電磁功率進行比較。
如果被比較的值大于特定值，則生成控制信號以啟動該電磁制動器，該步驟包括 從所測量的電磁功率與在該擾動之前的電磁功率之間的差值確定制動扭矩； 從該發(fā)電機轉子的轉速中的變化確定該制動扭矩應用的時間，為了這種目的，確定擾動之后的該發(fā)電機的轉速并且將其與該擾動之前的值進行比較； 當該轉子的實際轉速與該擾動之前的該轉子的轉速之間達到均等并且在所測得的該發(fā)電機的電磁功率與該擾動之前的功率相等時，終止該電磁制動器。
或者當該發(fā)電機組的實際轉速與該擾動之前的該發(fā)電機組的轉速之間達到均等并且在所測得的該發(fā)電機的電磁功率與該渦輪機的機械功率相等時，終止該電磁制動器。
在所述機械連接中，優(yōu)選將該電磁制動器布置在該發(fā)電機側、或者在該原動機側或者在該發(fā)電機與該原動機之間。
在第二實施例中，一種用于改進電功率系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性的方法包括 連續(xù)測量通過這些發(fā)電機端子的電壓； 將所獲得的通過這些發(fā)電機端子的電壓與特定的電壓進行比較，這種特定的電壓在額定電壓的65～95％的范圍內； 如果被比較的值小于該特定值，則生成控制信號以啟動該電磁制動器； 連續(xù)確定該發(fā)電機定子電流； 從所測得的電壓值和電流值確定該發(fā)電機的電磁功率； 將所獲得的該發(fā)電機電磁功率的值與該擾動之前的電磁功率進行比較； 從所測量的電磁功率與在該擾動之前的電磁功率之間的差異來確定制動扭矩； 從該發(fā)電機轉子的轉速中的變化確定該制動扭矩應用的時間，為了這種目的，確定該擾動之后的該發(fā)電機轉子的轉速并且將其與該擾動之前的值進行比較； 當該轉子的實際轉速與擾動之前的該轉子的轉速之間達到均等并且在所測得的功率與該擾動之前的功率相等時終止該電磁制動器。
或者當該發(fā)電機組的實際轉速與該擾動之前的該發(fā)電機組的轉速之間達到均等并且在所測得的該發(fā)電機的電磁功率與該渦輪機的機械功率相等時，終止該電磁制動器。
在第三實施例中，一種用于改進電功率系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性的方法包括 檢測通過應用于該系統(tǒng)的擾動所導致的該發(fā)電機轉子的轉速偏差，并且確定所測得的速度與該擾動應用之前的轉速之間的轉速差異； 對所述差異與特定值進行比較； 如果被比較的值大于該特定值，則生成控制信號以啟動該電磁制動器； 連續(xù)測量通過這些發(fā)電機端子的電壓以及該發(fā)電機定子電流，以從該電壓和電流確定該發(fā)電機的電磁功率； 從所測量的電磁功率與在該擾動之前的電磁功率的值之間的差異來確定制動扭矩； 從該發(fā)電機轉子的轉速中的變化確定該制動扭矩應用的時間，為了這種目的，確定該擾動應用之后的該發(fā)電機轉子的轉速并且將其與該擾動之前的值進行比較； 當該轉子的實際轉速與擾動之前的該轉子的轉速之間達到均等并且在所測得的功率與該擾動之前的功率相等時終止該電磁制動器。
根據本發(fā)明，除了前面提及的三個實施例之外，還提供一種用于衰減電功率系統(tǒng)的機電振蕩的方法。
該方法包括 監(jiān)測同步交流發(fā)電機的轉子的轉速、電壓和該定子的電流； 連續(xù)測量通過這些發(fā)電機端子的電壓以及該發(fā)電機定子電流以確定來自該電壓和電流的該發(fā)電機的電磁功率； 確定通過發(fā)電機端子的電壓的時間導數(shù)； 確定該發(fā)電機定子電流的時間導數(shù)； 從穩(wěn)態(tài)模式下的轉速確定所測得的該轉子的轉速的偏差； 確定所測得的該轉子的轉速的時間導數(shù)； 然后，將所獲得的電壓和電流的時間導數(shù)、該發(fā)電機轉子的轉速的偏差和該轉速偏差值的信號進行求和，以獲得控制電信號，該電信號被提供給電壓互感器以衰減振蕩。
本發(fā)明的技術效果在于對該發(fā)電機組軸上的扭矩平衡的直接影響。EMB裝置具有小時間常數(shù)，這在總體上允許該扭矩平衡的無慣性控制。
用于根據EPS的動態(tài)穩(wěn)定性的電磁制動器裝置提供優(yōu)于前面提及的方法和裝置的以下有益效果 該發(fā)電機組軸上的扭矩平衡的基本上無慣性的控制； 該裝置的效率并不取決于該EPS網絡的電壓電平、狀態(tài)和運行模式； 能夠對該制動扭矩的時間和大小進行控制； 在GU的緊急情況下，能夠將速度快速地降低以關閉該GU； 通過對該GU軸上的功率平衡的直接控制來衰減該發(fā)電機轉子的機電振蕩，并且該衰減過程并不對該EPS電模式造成影響。
權利要求
1.一種用于改進電功率系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性的方法，所述電功率系統(tǒng)包括多個原動機和同步交流發(fā)電機、功率變壓器、電力線路、切換設備和負載，所述方法包括監(jiān)測同步交流發(fā)電機的轉子的轉速；在將擾動應用于所述系統(tǒng)之后，將所述同步交流發(fā)電機的轉子的轉速降低至定子磁場的轉速，所述方法的特征在于所述發(fā)電機轉子的轉速的所述降低包括通過用連接器將與所述發(fā)電機軸和所述原動機軸同軸布置的電磁制動器機械連接到所述發(fā)電機轉子并且連接到所述原動機轉子，來將所述發(fā)電機轉子機械制動；連續(xù)測量所述發(fā)電機端子的電壓以及所述發(fā)電機定子電流，以確定來自所述電壓和電流的發(fā)電機的電磁功率；將所獲得的所述發(fā)電機的電磁功率與在所述擾動之前的電磁功率進行比較；如果被比較的值大于特定值，則生成控制信號以啟動所述電磁制動器，從所測量的電磁功率與在所述擾動之前的電磁功率之間的值的差異確定制動扭矩，并且通過確定所述擾動之后的所述發(fā)電機轉子的轉速，并且將其與所述擾動之前的值進行比較，來從所述發(fā)電機轉子的轉速中的變化確定應用所述制動扭矩的時間；當所述轉子的實際轉速與所述擾動之前的所述轉子的轉速之間達到均等并且在所測得的所述發(fā)電機的電磁功率與所述擾動之前的所述發(fā)電機功率相等時，終止所述電磁制動器。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述機械連接包括將所述電磁制動器布置在以下三個位置中的一個中在所述發(fā)電機上、在所述原動機側、在所述發(fā)電機與所述原動機之間。
3.一種用于改進電功率系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性的方法，所述電功率系統(tǒng)包括多個原動機和同步交流發(fā)電機、功率變壓器、電力線路、切換設備和負載，所述方法包括監(jiān)測同步交流發(fā)電機的轉子的轉速，并且在將擾動應用于所述系統(tǒng)之后，將所述同步交流發(fā)電機的轉子的轉速降低至定子磁場的轉速，所述方法的特征在于所述發(fā)電機的轉速的所述降低包括通過用連接器將與所述發(fā)電機軸和所述原動機軸同軸布置的電磁制動器機械連接到所述發(fā)電機轉子并且連接到所述原動機轉子，來將所述發(fā)電機轉子機械制動；連續(xù)測量所述發(fā)電機端子的電壓；將所獲得的所述發(fā)電機端子的電壓與特定的電壓進行比較，所述特定的電壓在額定電壓的65～95％的范圍內；如果被比較的值小于所述特定值，則生成控制信號以啟動所述電磁制動器，在如此進行時，連續(xù)確定所述發(fā)電機定子電流；從所測得的電壓值和電流值確定所述發(fā)電機的電磁功率；將所獲得的所述發(fā)電機電磁功率的值與所述擾動之前的電磁功率進行比較；從所測量的電磁功率與在所述擾動之前的電磁功率之間的值的差異來確定制動扭矩；通過確定所述擾動之后的所述發(fā)電機轉子的轉速并且將其與所述擾動之前的值進行比較，來從所述發(fā)電機轉子的轉速的變化確定應用所述制動扭矩的時間；當所述轉子的實際轉速與所述擾動之前的所述轉子的轉速之間達到均等并且在所測得的功率與所述擾動應用之前的功率相等時，終止所述電磁制動器。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于所述機械連接包括將所述電磁制動器布置在以下三個位置中的一個中在所述發(fā)電機側、在所述原動機側、在所述發(fā)電機與所述原動機之間。
5.一種用于改進電功率系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性的方法，所述電功率系統(tǒng)包括多個原動機和同步交流發(fā)電機、功率變壓器、電力線路、切換設備和負載，所述方法包括監(jiān)測同步交流發(fā)電機的轉子的轉速，并且在將擾動應用于所述系統(tǒng)之后，將所述同步交流發(fā)電機的轉子的轉速降低至定子磁場的轉速，所述方法的特征在于所述發(fā)電機轉子的轉速的所述降低包括通過用連接器將與所述發(fā)電機軸和所述原動機軸同軸布置的電磁制動器機械連接到所述發(fā)電機轉子并且連接到所述原動機轉子，來將所述發(fā)電機轉子機械制動；檢測通過應用于所述系統(tǒng)的擾動所導致的所述發(fā)電機轉子的轉速偏差，并且確定所測得的速度與所述擾動之前的轉速之間的轉速差異；對所述差異與特定值進行比較；如果被比較的值大于所述特定值，則生成控制信號以啟動所述電磁制動器，在如此進行時，連續(xù)測量所述發(fā)電機端子的電壓以及所述發(fā)電機定子電流，以從所述電壓和電流確定所述發(fā)電機的電磁功率；從所測量的電磁功率與在所述擾動之前的電磁功率的值之間的差異來確定制動扭矩；通過確定所述擾動之后的所述發(fā)電機轉子的轉速并且將其與所述擾動之前的值進行比較，來從所述發(fā)電機轉子的轉速的變化確定應用所述制動扭矩的時間；當所述轉子的實際轉速與所述擾動之前的所述轉子的轉速之間達到均等并且在所測得的功率與所述擾動應用之前的功率相等時，終止所述電磁制動器。
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于所述機械連接包括將所述電磁制動器布置在以下三個位置中的一個中在所述發(fā)電機側、在所述原動機側、在所述發(fā)電機與所述原動機之間。
7.一種用于改進電功率系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性的方法，所述電功率系統(tǒng)包括多個原動機和同步交流發(fā)電機、功率變壓器、電力線路、切換設備和負載，所述方法包括監(jiān)測同步交流發(fā)電機的轉子的轉速；在將擾動應用于所述系統(tǒng)之后，將所述同步交流發(fā)電機的轉子的轉速降低至定子磁場的轉速，所述方法的特征在于所述發(fā)電機轉子的轉速的所述降低包括通過用連接器將與所述發(fā)電機軸和所述原動機軸同軸布置的電磁制動器機械連接到所述發(fā)電機轉子并且連接到所述原動機轉子，來將所述發(fā)電機轉子機械制動；連續(xù)測量所述發(fā)電機端子的電壓以及所述發(fā)電機定子電流，以從所述電壓和電流確定所述發(fā)電機的電磁功率；將所獲得的所述發(fā)電機的電磁功率與所述擾動之前的電磁功率進行比較；如果被比較的值大于特定值，則生成控制信號以啟動所述電磁制動器，在如此進行時，從所測量的電磁功率與在所述擾動之前的電磁功率的值之間的差異來確定制動扭矩，并且通過確定所述擾動之后的所述發(fā)電機轉子的轉速并且將其與所述擾動之前的值進行比較，來從所述發(fā)電機轉子的轉速中的變化確定應用所述制動扭矩的時間；當所述發(fā)電機組的轉子的實際轉速與所述擾動之前的所述轉子的速度之間達到均等并且在所測得的所述發(fā)電機的電磁功率與所述擾動之前的所述渦輪機的機械功率相等時，終止所述電磁制動器。
8.一種用于衰減電功率系統(tǒng)的機電振蕩的方法，所述方法包括監(jiān)測同步交流發(fā)電機的轉子的轉速以及定子的電壓和電流；連續(xù)測量所述發(fā)電機端子的電壓以及所述發(fā)電機定子電流，以確定來自所述電壓和電流的發(fā)電機的電磁功率；確定通過所述發(fā)電機端子的電壓的時間導數(shù)；確定所述發(fā)電機定子電流的時間導數(shù)；從穩(wěn)態(tài)模式下的轉速確定所測得的所述轉子的轉速的偏差；確定所測得的所述轉子的轉速的時間導數(shù)；將所獲得的電壓和電流的時間導數(shù)、所述發(fā)電機轉子的轉速的偏差和所述轉速偏差值的信號進行求和，以生成控制電信號，所述控制電信號被提供給電壓互感器以衰減振蕩。
9.一種用于改進電功率系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性并用于衰減電功率系統(tǒng)的機電振蕩的方法，所述電功率系統(tǒng)包括多個原動機和同步交流發(fā)電機、功率變壓器、電力線路、切換設備和電負載，所述方法包括監(jiān)測同步交流發(fā)電機的轉子的轉速，并且在將擾動應用于所述系統(tǒng)之后，將所述同步交流發(fā)電機的轉子的轉速降低至定子磁場的轉速，其特征在于所述發(fā)電機轉子的轉速的所述降低包括通過用連接器將與所述發(fā)電機軸和所述原動機的軸同軸布置的電磁制動器機械連接到所述發(fā)電機轉子和所述原動機轉子，來將所述發(fā)電機轉子機械制動；連續(xù)測量所述發(fā)電機端子的電壓以及所述發(fā)電機定子電流，并且確定來自所述電壓和電流的發(fā)電機的電磁功率；將所獲得的所述發(fā)電機的電磁功率與在所述擾動之前的電磁功率進行比較；如果被比較的值大于特定值，則生成控制信號以啟動所述電磁制動器，在如此進行時，從所測量的電磁功率與在所述擾動之前的電磁功率之間的值的差異確定制動扭矩；通過確定所述擾動之后的所述發(fā)電機轉子的轉速并且將其與所述擾動之前的值進行比較，來從所述發(fā)電機轉子的轉速的變化確定應用所述制動扭矩的時間；然后衰減所述電功率系統(tǒng)的機電振蕩，確定所述發(fā)電機端子的電壓的時間導數(shù)；確定所述發(fā)電機定子電流的時間導數(shù)；從穩(wěn)態(tài)模式下的轉速確定所測得的所述轉子的轉速的偏差；確定所測得的所述轉子的轉速的時間導數(shù)；將所獲得的電壓和電流的時間導數(shù)、所述發(fā)電機轉子的轉速的偏差和所述轉速偏差值的信號進行求和，以生成控制電信號，所述控制電信號被提供給電壓互感器以衰減振蕩。
10.一種用于改進電功率系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性并用于衰減電功率系統(tǒng)的機電振蕩的系統(tǒng)，所述電功率系統(tǒng)包括多個原動機和同步交流發(fā)電機、功率變壓器、電力線路、切換設備和電負載，所述系統(tǒng)包括發(fā)電機轉子轉速傳感器；發(fā)電機轉子轉速降低裝置，用于在將擾動應用于所述系統(tǒng)之后將所述發(fā)電機轉子的轉速降低至定子磁場的轉速，所述發(fā)電機轉子轉速降低裝置為電磁制動器，所述電磁制動器包括制動盤以及由磁導體和電感線圈形成的電磁系統(tǒng)，所述盤布置在磁隙中，所述系統(tǒng)的特征在于所述電磁制動器與所述發(fā)電機軸和所述原動機軸同軸布置并且通過連接器機械連接到所述發(fā)電機轉子和所述原動機的轉子，所述系統(tǒng)還包括用于生成電磁制動控制信號的控制單元，所述控制單元包括發(fā)電機電磁功率確定單元、用于對所述擾動之后的發(fā)電機電磁功率與所述擾動之前的電磁功率進行比較的比較單元、及用于在被比較值大于特定值時生成電磁制動啟動信號的電磁制動啟動信號生成單元；所述系統(tǒng)還包括用于確定通過所述發(fā)電機端子的電壓的電壓傳感器，以及發(fā)電機定子電流傳感器，兩個所述傳感器均連接到所述控制單元，發(fā)電機轉子轉速傳感器、制動扭矩值和時間互感器以及電源也連接到所述控制單元，所述制動扭矩值和時間互感器具有連接到所述控制單元的輸出端的輸入端和連接到所述電磁制動線圈的輸出端，并且所述電源電氣連接到所述互感器。
11.根據權利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于為了提供所述機械連接，將所述電磁制動器布置在以下三個位置中的一個中在所述發(fā)電機側、在所述原動機側、在所述發(fā)電機與所述原動機之間。
全文摘要
本發(fā)明用于改進電功率系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性的方法包括監(jiān)測同步交流發(fā)電機的轉子的轉速，并且在將擾動應用于該系統(tǒng)之后，通過將發(fā)電機轉子機械制動來將所述同步交流發(fā)電機的轉子的轉速降至定子磁場的轉速。為了這種目的，該方法還包括通過連接器將電磁制動器機械連接到該發(fā)電機轉子并且連接到原動機轉子；連續(xù)測量該發(fā)電機箝位上的電壓以及該發(fā)電機定子電流，以確定該發(fā)電機的電磁功率；將所述功率與該擾動之前的電磁功率進行比較，如果被比較的值大于特定值，則生成用于接通該電磁制動器的控制信號；在所測得的電磁功率與該擾動應用之前的電磁功率的值之間的差異的基礎上確定制動扭矩；根據在該擾動應用之后的該發(fā)電機轉子的轉速中的變化確定該制動扭矩應用的時間，并且將其與在該擾動之前的值進行比較。當該轉子的實際轉速與該擾動之前的該轉子的轉速之間達到均等并且在所測得的功率與該擾動應用之前的功率相等時，切斷該電磁制動器。本發(fā)明還公開了一種用于改進電功率系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性的系統(tǒng)以及用于衰減電功率系統(tǒng)的機電振蕩的方法和系統(tǒng)。
文檔編號H02P9/06GK101790841SQ200880104682
公開日2010年7月28日 申請日期2008年7月15日 優(yōu)先權日2007年7月19日
發(fā)明者尤里·弗拉基米羅維奇·沙羅夫, 伊利亞·德拉優(yōu)·揚科維奇, 奧列格·尼古拉耶維奇·庫茲涅佐夫 申請人:尤里·弗拉基米羅維奇·沙羅夫, 伊利亞·德拉優(yōu)·揚科維奇, 奧列格·尼古拉耶維奇·庫茲涅佐夫