DE3742554A1 - On-line-test- und diagnosesystem fuer einen leistungssystem-stabilisator - Google Patents
On-line-test- und diagnosesystem fuer einen leistungssystem-stabilisatorInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Einrichtung zum
Testen elektrischer Geräte und insbesondere auf eine Einbau-Test
einrichtung zum Durchführen von ON-LINE-Tests und zur Lieferung
einer Diagnosefähigkeit eines digitalen Leistungssystem-Stabili
sators für ein elektrisches Turbinengeneratorsystem.
Ein Leistungssystem-Stabilisator ist eine Hilfssteuervorrichtung,
die in Verbindung mit großen Leistungsturbinengenerator-Erre
gungssystemen verwendet wird, um die Dämpfung der elektrome
chanischen Schwingungen des Leistungssystems zu vergrößern. Die
Arbeitsweise und Einzelheiten eines Leistungssystem-Stabilisa
tors sind allgemein bekannt, und es gibt verschiedene Arten der
Implementation. Im allgemeinen liefert jedoch ein Leistungssystem-
Stabilisator eine einstellbare Größe des Gewinnes bzw. der Ver
stärkung und der Phasenvoreilung zwischen einem Signal, das der
Generatorwellendrehzahl proportional ist, und einer Generator
ausgangsspannung, die einen selbsttätigen Spannungsregler und
einen Generatorerreger verwendet. In der Vergangenheit wurde der
Leistungssystem-Stabilisator durch analoge Techniken unter Ver
wendung analoger Filter implementiert, deren Charakteristiken
so ausgelegt waren, daß der gewünschte Gewinn und das Phasen
verhalten erhalten wurden. In der jüngeren Vergangenheit ging
die Technik in Richtung auf digitale Steuerungen und Regelungen
einschließlich der Implementation von digitalen Leistungssystem-
Stabilisatoren.
Eine weit verbreitete Anwendung von Leistungssystem-Stabilisa
toren wurde jedoch behindert durch das Erfordernis für periodi
sche Untersuchungen der Einrichtung, um deren Betriebsstatus zu
erfassen. Diese Tests haben üblicherweise einen qualifizierten
Experten erfordert, um Frequenzmessungen am Ort des Generators
unter Verwendung komplexer Testgeräte durchzuführen.
Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Tech
nik zum Testen eines elektrischen Energieerzeugungssystems zu
schaffen. Weiterhin sollen ein Verfahren und eine Einrichtung
zum Testen eines Energiesystem-Stabilisators geschaffen werden,
der in Verbindung mit einem elektrischen Energieerzeugungssystem
verwendet werden. Das Verfahren und die Einrichtung sollen einen
ON-LINE-Test des Stabilisators durchführen. Weiterhin soll ein
Leistungstest des Stabilisators entweder lokal oder entfernt
durchgeführt werden, um das Bestehen von gewissen Betriebspara
metern für eine gegebene Konfiguration eines elektrischen Gene
ratorsystems zu überprüfen. Dabei soll das Testen des Stabilisa
tors von einer entfernten Stelle durchgeführt werden, ohne daß
ein Spezialist von einem zentralen Ingenieurbüro losgeschickt
werden muß, um eine erforderliche Wartung und einen Leistungs
test am Ort des Generators durchzuführen.
Erfindungsgemäß werden ein Verfahren und eine Vorrichtung ge
schaffen, um einen vollständigen Funktionstest des Leistungs
system-Stabilisators durchzuführen, indem zwei Tests durchge
führt werden, nämlich ein ON-LINE-Modulationstest und ein System
ansprechtest.
Bei dem ON-LINE-Modulationstest wird eine von einem Mikroprozes
sor erzeugte interne Sinuswelle mit einer Frequenz von 0,5 Hertz
(Hz) als ein frequenzmodulierendes Eingangssignal an einen eine
kontinuierliche Welle liefernden Frequenzwandler angelegt, der
in dem Leistungssystem-Stabilisator enthalten ist. Ein richti
ger Betrieb hat eine Ausgangsspannung bei der erzeugten Modula
tionsfrequenz zur Folge. Das Ausgangssignal aus dem Frequenz
wandler wird sowohl vor und nach der Einleitung des Tests verar
beitet und in einem digitalen Speicher gespeichert. Ein Vergleich
der Ergebnisse liefert eine Bestimmung sowohl des Gewinnes bzw.
der Verstärkung als auch der Phasenverschiebung, um den richti
gen Betrieb des Stabilisators zu zeigen.
Bei dem zweiten Test wird ein Signal in Form einer Spannungs
stufe bzw. eines Rechteck-Signals erzeugt und an den Ausgang
des Leistungssystem-Stabilisators angelegt, der mit der Erre
gerschaltung des Generators verbunden ist. Dies hat die Wirkung,
daß gewisse Schwingungsmoden des Systems stimuliert werden. Die
Reaktionen des Generators auf diese Stimulation werden abgeta
stet, gespeichert und anschließend verwendet, um die Dämpfung
des Systems unter den bestehenden Systembedingungen zu ermit
teln.
Diese einfachen Tests können dazu verwendet werden, den Betriebs
status des Leistungssystem-Stabilisators und die Angemessenheit
seiner Einstellungen zu überprüfen. Weiterhin sind ein lokales
Terminal und ein Telefonmodem vorgesehen und mit einem Kommuni
kationsport eines Mikroprozessors verbunden, der in dem Stabili
sator enthalten ist und für ein Einbau-Test-Merkmal sorgt, das
angesprochen werden kann, wobei die Ergebnisse entweder lokal
oder an einer Stelle entfernt von dem Leistungssystem ausgewertet
werden können.
Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen an
hand der Beschreibung und Zeichnung von Ausführungsbeispielen
näher erläutert.
Fig. 1 ist ein elektrisches Blockdiagramm und zeigt schema
tisch ein elektrisches Turbinengenerator-Leistungs
system, das einen damit verbundenen Stabilisator des
Leistungssystems aufweist.
Fig. 2 ist ein elektrisches Blockdiagramm und zeigt den in
Fig. 1 dargestellten Stabilisator.
Fig. 3 ist ein genaueres elektrisches Blockdiagramm von
einem digitalen Stabilisator des Leistungssystems,
der in Verbindung mit der Erfindung verwendet ist.
Fig. 4 ist ein elektrisches Blockdiagramm von einem eine
kontinuierliche Welle liefernden Frequenzwandler,
der ein Teil des in Fig. 3 gezeigten Stabilisators
ist.
Fig. 5 ist ein Fließbild von einem Computerprogramm zum Er
zeugen eines sinusförmigen Signals zum Modulieren
des in Fig. 4 gezeigten Frequenzwandlers.
Fig. 6 ist ein Fließbild von einem Computerprogramm, um die
diskrete Fourier-Transformation zu erhalten, um Ver
stärkungs- und Phaseninformation in Verbindung mit
einem ON-LINE-Modulationstest gemäß der Erfindung zu
erhalten.
Fig. 7 ist ein Blockdiagramm von einem Phasenausfall-Detek
tor, der in dem in Fig. 4 gezeigten Frequenzwandler
enthalten ist.
Fig. 8 ist ein elektrisches Blockdiagramm von dem komplexen
Leistungswandler, der einen Teil des in Fig. 3 ge
zeigten Stabilisators bildet.
In Fig. 1 ist ein Wechselspannungs-Leistungserzeugungssystem
mit einem Wechselspannungsgenerator 10 gezeigt, der typisch ein
dreiphasiger Turbinengenerator mit einer Netzfrequenz von 50 bzw.
60 Hz ist und der mit einem Verbrauchersystem 12 über eine drei
phasige Übertragungsleitung 14 verbunden ist. Bekanntlich kann
ein derartiges System unerwünschte elektromechanische Schwin
gungsmoden aufweisen, die, wenn sie nicht in geeigneter Weise
gedämpft werden, Schwingungen erzeugen können, die sich aufbauen
und dazu führen, daß der Turbinengenerator von dem System ge
trennt wird, und/oder zu einer katastrophalen Beschädigung des
Generators und der zugehörigen Einrichtungen führen. Diese
Schwingungen werden durch einen Leistungssystem-Stabilisator 16
unterdrückt, der Eingangsspannungen und Eingangsströme von einem
Satz dreiphasiger Spannungstransformatoren 18 und Stromtransfor
matoren 20 erhält. Der Stabilisator 16 erzeugt ein analoges Rück
führungssignal, das einem selbsttätigen Spannungsregler 22 zuge
führt wird, der den Erreger 24 für den Generator 10 steuert bzw.
regelt.
Bei relativ niedrigen Schwingungsfrequenzen des Leistungssystems
zwischen 0,1 und 2,0 Hz weisen der Spannungsregler 22, der Erre
ger 24 und der Generator 10 eine Phasennacheilung auf. Der Sta
bilisator 16 wird dazu verwendet, ein Signal proportional zu der
Rotordrehzahl des Generators, der Netzfrequenz, der elektrischen
Leistung und/oder Kombinationen davon in den Spannungsregler 22
einzugeben und für eine Phasenvoreilung zu sorgen, um diese Pha
sennacheilung zu kompensieren. Der Turbinengenerator 10 kann
auch mechanische Torsionsresonanzen aufweisen, deren Dämpfung
ebenfalls durch die Wirkung des Stabilisators des Leistungs
systems vermindert werden kann. Der Stabilisator muß deshalb eine
geringe Verstärkung bei Frequenzen entsprechend den mechanischen
Torsionsresonanzen aufweisen. Da die vorherrschende Frequenz die
Grundfrequenz des Systems ist, d. h. 60 Hz für ein 60 Hz-System
bzw. 50 Hz für ein 50 Hz-System, liefert der Stabilisator 16
auch eine kleine Verstärkung bei der Grundfrequenz des Leistungs
systems, um das Grundfrequenzrauschen zu minimieren.
Der Stabilisator 16 des Leistungssystems ist schematisch in Fig. 2
gezeigt und enthält typisch u. a. einen elektrischen Wandler,
der ein Signal erzeugt, das entweder der Rotordrehzahl, der Gene
ratorfrequenz, der elektrischen Leistung des Generators oder ge
wissen Kombinationen davon proportional ist. Vorzugsweise weist
der Wandler 26 einen eine kontinuierliche Welle erzeugenden Fre
quenzwandler CWFT auf, der ein analoges Gleichspannungs-Ausgangssignal
proportional zu der Frequenz der Generatorklemmenspannung erzeugt.
Dieses Signal wird in eine Amplitudenformschaltung 28 eingegeben,
der eine Phasenformschaltung 30 folgt. Das Ausgangssignal aus
der Phasenformschaltung 30 wird dann in einen Signalbegrenzer 32
und dann in eine Pufferschaltung 34 eingegeben, die für eine rich
tige Skalierung und Trennung zwischen dem Stabilisator des Lei
stungssystems und des in Fig. 1 gezeigten Spannungsreglers sorgt.
Zusätzlich ist auch eine Schutzschaltung 36 vorgesehen, die die
Eingangssignale von dem Wandler 26 und dem Begrenzer 32 empfängt,
um die Signalübertragung von dem Puffer 34 zu hemmen, wenn dies
erforderlich ist.
Fig. 3 zeigt einen digitalen Leistungssystem-Stabilisator 16′,
der in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Schaltung verwendet
wird und einen Teil davon bildet. Wie in Fig. 3 dargestellt ist,
ist der Ausgang des Stabilisators 16′ mit dem elektrischen Gene
rator 10 durch einen Spannungsregler 22 und einer Erregerein
heit 24 verbunden, die mit einer Feldwicklung 25 des Generators
10 verbunden ist. Der Generator 10 weist eine dreiphasige
Synchronmaschine mit Phasen A, B und C auf, die mit drei elektri
schen Leistungsausgangsleitungen L A, L B , L C verbunden ist. Wei
terhin sind in Fig. 3 drei Spannungstransformatoren 18 1, 182
und 183 gezeigt, deren Primärwicklungen auf entsprechende Weise
mit den Netzleitungen L A , L B und L C verbunden sind. Die Aus
gangswicklungen dieser Transformatoren liefern auf entsprechende
Weise Signale, die den Leiter-Sternpunkt-Klemmenspannungen V NA ,
V NB und V NC entsprechen. Diese sind gemeinsam mit dem Frequenz
wandler 26 und einem komplexen Leistungswandler 27 durch Leiter
38, 40 und 42 verbunden. 3 Stromtransformatoren 20 1, 20 2 und 20 3
sind mit ihren entsprechenden Primärwicklungen mit den drei
Phasennetzleitungen L A, L B und L C in Reihe geschaltet, um in ih
ren entsprechenden Sekundärwicklungen Signale zu liefern, die
den Leitungsströmen I A, I B und I C entsprechen. Diese Leitungs
stromsignale werden dem komplexen Leistungswandler 27 über die
Signalleiter 44, 46 und 48 zugeführt. Die Einzelheiten des Fre
quenzwandlers 26 und des Leistungswandlers 27 sind in den Fig. 4
und 8 gezeigt und werden nachfolgend näher erläutert.
Der Frequenzwandler 26 liefert zwei Ausgangssignale auf Signal
leitern 50 und 52, die auf entsprechende Weise einer Ableitung
von der Generatorleitungsfrequenz (Δ f) und der Leitungsfrequenz
(f) entsprechen. Der Frequenzwandler 26 empfängt auch ein Fre
quenzreferenz-Gleichspannungseingangssignal auf dem Leiter 54
und, während eines ON-LINE-Tests gemäß der Erfindung, ein fre
quenzmodulierendes Eingangssignal auf einer Signalleitung 56.
Die Ausgangssignale aus dem eine kontinuierliche Welle liefern
den Frequenzwandler 26 und dem komplexen Leistungswandler 27
sind analoge Signale, die als nächstes digitalisiert werden;
bevor sie jedoch in digitale Signale konvertiert werden, werden
sie durch einen Satz von Anti-Aliasing-Signalfiltern 58 gelei
tet, die dazu verwendet werden, Hochfrequenzkomponenten in den
analogen Signalen zu beseitigen. Diese Hochfrequenzkomponenten
haben eine Tendenz, eine Verformung bzw. Verzerrung aufgrund
eines Sampling-Prozessors einzuführen, der von Natur aus ein
Teil der Handhabungsoperationen von digitalen Signalen ist.
Diese gefilterten Analogsignale werden durch einen Analog/Digi
tal-Wandler 74 in Digitalsignale konvertiert bzw. umgewandelt.
Das Ausgangssignal aus dem A/D-Wandler 74 wird einem digitalen
Mikroprozessor 76 zugeführt, der beispielsweise ein Mikropro
zessor Intel 80286 ist, der mit programmierten Instruktionen
programmiert ist, um durch Software ein amplitudenformendes
Digitalfilter 78, ein phasenformendes Digitalfilter 80, einen
Sinuskurven-Testgenerator 84, einen Rechteck-Testgenerator 86,
eine Signalsummierstelle 88 und einen Ausgangsbegrenzer 90 zu
implementieren.
Die zwei Filter 78 und 80 sorgen für die erforderliche Verstär
kungs- und Phasenkompensation, die zur Dämpfung von Schwingungs
moden des Leistungssystems erforderlich ist. Der Ausgangsbe
grenzer 90 begrenzt den Bereich des Ausgangssignals aus den di
gitalen Filtern 78 und 80, so daß der digitale Stabilisator des
Leistungssystems die normale Reglerwirkung während des Großsig
nalbetriebs nicht übersteuern bzw. überdecken kann. Der Signal
summierer 88 arbeitet in Verbindung mit dem Rechteckwellen-Test
generator 86, um eine Rechteck-Spannung in die Ausgangsgröße des
Stabilisators gemäß einem zu beschreibenden Test einzuführen.
Zu dem Mikroprozessor 76 gehören weiterhin ein digitaler Spei
cher 92 und ein mit einer Schnittstelle RS232C kompatibles di
gitales Kommunikationsport 94, das seinerseits mit einem Modem
96 oder einem lokalen Zugangsterminal 98 verbunden ist. Ein bi
direktionaler digitaler Datenbus 100 verbindet den Mikroprozes
sor 76 mit dem Speicher 92, während das Kommunikationsport 94
mit dem Speicher indirekt über einen bidirektionalen digitalen
Datenbus 102 verbunden ist, der mit dem Mikroprozessor 76 in
Verbindung steht. Das Kommunikationsport ist auch mit dem Modem
96 und dem lokalen Terminal über den Datenbus 103 verbunden.
Die digitale Ausgangsgröße aus dem Ausgangsbegrenzer 90, der in
dem Mikroprozessor 76 enthalten ist, wird einem Digital/Analog-
Wandler 104 zugeführt. Die analoge Ausgangsgröße aus dem D/A-
Wandler 104 wird dann einem Pufferverstärker 106 zugeführt, wo
sie einer Summierstelle (nicht gezeigt) des Spannungsreglers 22
zugeführt wird, um in üblicher Weise ein Stabilisierungssignal
zuzuführen. Erfindungsgemäß wird dieses Signal über ein Satz
von Relaiskontakten 108 und einem Signalleiter 110 zugeführt.
Die Relaiskontakte 108 sorgen für eine EIN/AUS-Steuerung des
Stabilisatorsignals, falls ein abgetasteter Systemfehler durch
die Systemschutz-Software 91 abgetastet wird. Der Satz von Re
laiskontakten 108 wird durch einen Steuerblock 93 des Mikropro
zessors 76 gesteuert. Der Steuerblock 93 steuert auch einen
zweiten Satz von Relaiskontakten 112, die im geschlossenen Zu
stand ein Signal von dem Sinuskurven-Testgenerator 84 über den
D/A-Wandler 104, die Anti-Aliasing-Filter 58 und zum Frequenz
wandler 26 über den Signalleiter 56 zuführen.
Der Sinuskurven-Testgenerator 84 wird für eine Frequenzmodula
tion des Frequenzwandlers 26 verwendet, um einen ON-LINE-Be
triebstest durchzuführen. Andererseits wird der Rechteckwellen-
Testgenerator 86 dazu verwendet, eine Störung in das System
einzuführen, wie es nachfolgend näher erläutert wird, um die
Einstellungen des Stabilisators des Leistungssystems durch die
Erregereinheit 24 zu testen. Eine lokale Kommunikation mit dem
digitalen Stabilisator 16, um diese beiden Tests einzuleiten,
erfolgt durch das lokale Terminal 98 und das Kommunikationsport
94. Eine Fernkommunikation mit dem digitalen Stabilisator 16,
um diese Tests einzuleiten, erfolgt durch das Modem 96, das mit
einer Telefonleitung 114 und dem Kommunikationsport 94 verbun
den ist.
Wie bereits ausgeführt wurde, hat der Stabilisator 16′ des Lei
stungssystems im Grunde die Funktion, eine Phasenvoreilung zwi
schen dem Ausgang des eine kontinuierliche Welle liefernden
Frequenzwandlers 26 und der Ausgangsspannung des Generators 10
zu bilden. Im Ruhezustand ist dessen Ausgangsgröße normalerweise
Null oder sehr nahe bei Null. Da die Phasenverschiebung kritisch
ist für einen richtigen Betrieb des Stabilisators des Leistungs
systems und da ein normaler Betrieb im wesentlichen keine Aus
gangsspannung erzeugt, ist die Verwendung eines geeigneten Test
signals erforderlich für eine adäquate Ermittlung des Betriebs
status des Stabilisators 16′.
Die Schwingungsfrequenzen von einer Ansammlung von mehre
ren Turbinengeneratoreinheiten an dem einen Ende eines Netzwer
kes, die gegen eine Ansammlung von Generatoreinheiten an dem an
deren Ende eines Netzwerkes schwingen, sind als Zwischenschwin
gungen bekannt. Die Grundfrequenz von Zwischenschwingungsmoden
liegt typisch in dem Bereich von 0,2 bis 0,5 Hz. Da dieser
Schwingungstyp viele Einheiten beinhaltet, die als das Äquiva
lent einer einzigen großen Einheit schwingen, sind die Schwin
gungen relativ unempfindlich gegenüber einer Stimulation bzw.
Anregung von einer einzelnen Turbinengeneratoreinheit.
Wenn also eine Frequenz nahe der Zwischenschwingungsfrequenz für
ein Testsignal verwendet wird, spricht das System sehr wenig an,
so daß das Ansprechverhalten des Stabilisators des Leistungs
systems auf das Testsignal in diesem Bereich durch Systemantwor
ten nicht beeinflußt wird. Deshalb wird erfindungsgemäß ein
Testsignal mit 0,5 Hz durch den Sinuswellen-Testgenerator 84
des Mikroprozessors 76 generiert und dem Frequenzwandler 26 in
dem digitalen Stabilisator 16′ für einen ON-LINE-Modulations
test zugeführt.
In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel des eine kontinuierliche
Welle liefernden Frequenzwandlers 26 gezeigt. Dieser Wandlertyp
ist besonders brauchbar, da gefunden wurde, daß er unempfindlich
gegenüber Rauschen ist, das typisch in einem derartigen Leistungs
system besteht. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, enthält der Eingang
zu dem Frequenzwandler insbesondere die drei Phasen V NA , V NB und
V NC der Generatorklemmenspannung, die auf den Signalleitern 38,
40 und 42 (Fig. 3) auftreten. Die drei Klemmenspannungssignale
werden einer dreiphasigen Multiplizierschaltung 118 zugeführt, die auch die
drei sinusförmigen Ausgangssignale empfängt, die auf den drei
Signalleitungen 120 A , 120 B und 120 C von einem dreiphasigen Spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) 121 auftreten. Die drei letzt
genannten Signale sind gegenseitig um 120 Grad elektrisch ver
schoben und sind senkrecht zu den drei Generatorklemmenspannun
gen, die auf den Eingangsleitern 38, 40 und 42 auftreten. Der
Multiplizierer 118 multipliziert gleiche Signalpaare und summiert
die entstehenden Ausgangsgrößen. Die summierte Ausgangsgröße des
Multiplizierers 118 wird einem Integrator 120 über ein Sperrfil
ter 122 für die zweite Harmonische zugeführt. Die Ausgangsgröße
des Integrators wird dann einer Voreilungsschaltung 124 mit einer
Übergangsfunktion von 1+ST zugeführt, wobei S der Laplace-Trans
formator und T die Zeitkonstante der Voreilungsschaltung sind.
Im normalen Betrieb erscheint die Ausgangsgröße der Voreilungs
schaltung an dem Knotenpunkt 126 und weist ein Signal unter
schiedlicher Amplitude proportional zu der Differenz (Δ f) zwi
schen der augenblicklichen Frequenz der Generatorklemmenspannun
gen und der angenommenen Nominalfrequenz auf. Das an dem Knoten
punkt 126 erscheinende Signal wird einem Ausgangsverstärker 127
mit einer vorbestimmten Verstärkung und dem einen Eingang von
einer Summierstelle 128 zugeführt, dessen anderer Eingang ein
Referenzsignal mit positiver Gleichspannung ist. Dieses Referenz
signal kann beispielsweise von dem Schleiferarm eines geeigneten
Potentiometers (nicht gezeigt) abgenommen werden, das zwischen
eine Quelle für ein positives Potential und Erde bzw. Masse in
bekannter Art geschaltet ist. Im normalen Betrieb bildet die
Ausgangsgröße der Summierstelle 128 den Eingang zu dem spannungs
gesteuerten Oszillator 121. Das Gleichspannungs-Referenzsignal
wird auf einen Wert gesetzt, der beim Fehlen irgendeines Signals
am Knotenpunkt 126 bewirkt, daß der spannungsgesteuerte Oszilla
tor 121 bei einer Frequenz gleich der angenommenen Frequenz des
Eingangssignals, beispielsweise 60 Hz für ein 60 Hz-System,
schwingt.
Erfindungsgemäß ist eine zusätzliche Summierstelle 130 zwischen
der Summierstelle 128 und dem spannungsgesteuerten Oszillator
(VCO) 121 angeordnet, wie es in Fig. 4 gezeigt ist. Der Zweck
der Summierstelle 130 besteht in der Zuführung des vorgenannten
0,5 Hz-Testsignals, das durch den Sinuskurven-Testgenerator 84
generiert und in Software durch den Mikroprozessor 76 implemen
tiert ist, um für eine Frequenzmodulation des spannungsgesteuer
ten Oszillators 121 zu sorgen. Das sinusförmige 0,5 Hz-Testsig
nal wird über einen Signalleiter 56 zugeführt, das zu dem Sinus
wellen-Testgenerator 84 über den Signalleiter 85, der mit dem
D/A-Wandler 104 verbunden ist, die Relaiskontakte 112 und die
Anti-Aliasing-Filter 58 zurückgeführt ist.
Während des ON-LINE-Modulationstestbetriebs demoduliert die Fre
quenzabtastschaltung, die den dreiphasigen Multiplizierer 118
in dem Frequenzwandler 26 aufweist, den spannungsgesteuerten
Oszillator 121, wobei ein 0,5 Hz Ausgangssignal auf dem Leiter
50 des Verstärkers 127 mit einer Amplitude erzeugt wird, die
der Frequenzabweichung (Δ f) proportional ist.
Um einen derartigen Test durchzuführen, speichert der digitale
Speicher 92, der mit dem Mikroprozessor 76 durch den Datenbus
100 verbunden ist, Werte der 0,5 Hz Testeingangsspannung, die
auf dem Signalleiter 96 auftritt, die Ausgangsspannung von dem
Frequenzwandler 26 auf dem Leiter 50 und die Ausgangsspannung
von dem Stabilisator 16′, die am Ausgang des Puffers 106 er
scheint und die zu dem A/D-Wandler 74 über den Leiter 109 und
die Filter 58 rückgeführt ist. Ein Zugang zu den Testergebnissen,
die in dem Speicher 92 gespeichert sind, wird über den Kommunika
tionsport 94 erhalten.
Die Daten werden in dem Speicher 92 mit einer geeigneten Folge
frequenz, beispielsweise 20 Hz, gespeichert, damit der Digitali
sierungsprozeß keine übermäßige Phasenverschiebung in die ge
speicherten Signale einführt. Die gespeicherten Daten gestatten,
daß die Verstärkung und Phasenverschiebung durch den Stabilisie
rer 16′ ermittelt werden, indem die einzelnen Datenpunkte ent
sprechend dem Pufferausgangssignal des Stabilisierers, das auf
dem Signalleiter 109 erscheint, und dem Eingangsmodulationssig
nal, das dem Wandler auf der Leiter 56 zugeführt wird, aufge
zeichnet (geplottet) wird. Diese Berechnung kann dann mit vor
hergehenden Daten verglichen werden, um zu ermitteln, ob irgend
eine Änderung gegenüber einem Satz von Parametern aufgetreten
ist, die während eines vorhergehenden Eingabeverfahrens in das
System eingegeben wurden.
Es wird nun kurz die Erzeugung des 0,5 Hz Sinuskurven-Testsignals
zum Ausführen des ON-LINE-Modulationstests betrachtet. Der Test
generator 84 generiert eine stufenförmige Annäherung einer Sinus
welle durch einen gespeicherten Satz von Instruktionen oder eine
Subroutine, die allgemein als ein Programm bezeichnet wird. Fig. 5
zeigt das Fließbild, das für die Implementation des sinus
förmigen Signals mit einer Frequenz von 0,5 Hz verwendet wird.
Der Mikroprozessor 76 ist so programmiert, daß er eine Tabelle
von Sinuswerten in dem Bereich zwischen 0° und 90° enthält. Ein
nicht gezeigter Programmzähler, der in dem Mikroprozessor 76
enthalten ist, wird für jeden Durchlauf des Programms inkremen
tiert und läuft mit einer Frequenz von 60 Hz oder Netzfrequenz.
Ein Viertel einer Sinuswelle (90°) entspricht dreißig Durchläu
fen durch das Programm. Das Programm kann darüber hinaus Sinus
werte von 90° bis 360° mit dem in Fig. 5 gezeigten Schema gene
rieren.
Der erste Entscheidungsblock 132 ermittelt die Einleitung eines
ON-LINE-Modulationstests. Die Entscheidungsblöcke 134, 136, 138
und 140 geben nachfolgend ausgeführte Schritte an, um zu ermit
teln, in welchem Quadranten die erzeugte Sinuswelle liegt. Die
Blöcke 142, 144, 146 und 148 enthalten Quadrantentabellen-Ein
stellschritte mit unterschiedlichen Argumenten in Abhängigkeit
von dem Quadranten, für den die Sinuswerte erwünscht sind. Um
das Testsignal zu skalieren, werden die Werte aus der Einstell
tabelle mit einem Amplitudenfaktor im Schritt 150 multipliziert,
wobei das Zählinkrement im Schritt 156 verfolgt wird. Am Ende
von jedem Sinuswellen-Zyklus geben die Blöcke 152 und 154 Schrit
te an für die Ausgabe für sin 0° bei der ersten Zählung (Zäh
ler=1). Ein Digital/Analog-Umwandlungsschritt wird als näch
stes durchgeführt, wie es durch den Block 157 angegeben ist, und
dieser Schritt wird in dem D/A-Wandler 104 (Fig. 3) implemen
tiert, wo das Signal dann zu dem Frequenzwandler durch die Anti-
Aliasing-Filter 58 über die Relaiskontakte 112 und den Signal
leiter 113 zurückgeführt wird, wo es dann in die Summierstelle
130 gemäß Fig. 4 eingegeben wird.
Da die Daten bei einer einzigen Frequenz erhalten werden, kann
eine sehr genaue Verstärkungs- und Phaseninformation aus den im
Speicher 92 gespeicherten Testergebnissen erhalten werden durch
Verwendung einer bekannten Technik, die die diskrete Fourier-
Transformation (DFT) genannt wird. Fig. 6 zeigt ein Fließbild
von einem im Mikroprozessor 76 implementierten Programm, um die
Fourier-Transformation für jede gemessene Variable zu erhalten.
Die Einzelheiten einer derartigen Subroutine sind bekannt und
beispielsweise in einer Veröffentlichung mit dem Titel "Use A
Personal Computer And DFT To Extract Data From Noisy Signals",
von C. Foley et al., in EDN, 5. April 1984, Seiten 215-232 be
schrieben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Verstärkung dadurch be
rechnet, daß die Amplitude der Ausgangsgröße des Stabilisators
aus dem Puffer 106, die auf dem Signalleiter 109 erscheint, wie
es in Fig. 3 gezeigt ist, durch die Amplitude des sinusförmi
gen Modulationssignals dividiert wird, das dem Frequenzwandler
26 auf dem Signalleiter 56 zugeführt wird. Die Phasenverschie
bung wird dadurch erhalten, daß die Phase des Modulationssignals
auf dem Leiter 56 von der Phase des Ausgangssignals des Stabili
sators, das auf dem Signalleiter 109 erscheint, subtrahiert wird.
Es wird in Verbindung mit Fig. 6 deutlich, daß die Amplituden-
und Phasenwerte in Schritten 160 und 162 ermittelt werden, woran
sich die Berechnung von gewissen Skalarwerten in Schritten
164 und 166 anschließt. Die Verstärkung und Phasenverschiebung
werden im Schritt 168 berechnet.
Es sei darauf hingewiesen, daß der eine kontinuierliche Welle
liefernde Frequenzwandler 26 weiterhin richtig arbeitet während
des Bestehens eines Zustandes, der als Gegenkomponente bekannt
ist, wobei eine oder zwei der Eingangsphasenspannungen V NA , V NB
oder V NC ausgefallen sind. Die niedrige Frequenz des 0,5 Hz
Modulationstests beeinträchtigt nicht die Integrität des Ein
gangsspannungssignals. Jedoch bewirkt der Verlust (Ausfall) von einer
oder zwei Phasen der Generatorklemmenspannung, daß eine große zweite
Harmonische der Generatornetzfrequenz am Ausgang des drei
phasigen Multiplizierers 118 (Fig. 4) des Frequenzwandlers 26
erzeugt wird. Normalerweise wird dieses Signal für die zweite
Harmonische der Integratorschaltung 120 und der Voreilungsschal
tung 124 zugeführt. Hier ist jedoch ein Sperrfilter für die
zweite Harmonische zwischen dem Multiplizierer 11′ und dem Inte
grator 120 eingefügt. Das Sperrfilter für die zweite Harmonische
wird darüber hinaus gemäß der Erfindung durch ein "biquadrati
sches" Aktivfilter implementiert, wie es in der Filtertechnik
allgemein bekannt ist. Obwohl es nicht gezeigt ist, liefert der
eine Abschnitt dieses Filters ein Signal der zweiten Harmoni
schen, wenn sie vorhanden ist. Weiterhin ist eine Detektorschal
tung 170 für die zweite Harmonische in dem Frequenzwandler 26
enthalten, wie er in Fig. 4 gezeigt ist, um ein Signal zu lie
fern, das das Vorhandensein dieser zweiten Harmonischen anzeigt.
Die Einzelheiten des Detektors für die zweite Harmonische sind
in Fig. 7 gezeigt.
Gemäß Fig. 7 wird die Detektorschaltung 170 von einer einen
Präzisionsgleichrichter und ein Filter enthaltenden Schaltung
gebildet, die durch den Block 172 gezeigt ist und die ein Signal
auf dem Leiter 174 liefert, das proportional zu dem mittleren
Signalgehalt der zweiten Harmonischen ist. Dieses Signal wird
dann mit einem Gleichspannungs-Referenzsignal in einer Kompara
torschaltung 176 verglichen. Das Referenzsignal wird von einer
Quelle einer variablen Gleichspannung (nicht gezeigt) zugeführt,
die mit dem Leiter 178 verbunden ist. Die Ausgangsgröße des
Komparators verändert ihren Zustand, wenn die Amplitude des die
zweite Harmonische darstellenden Signals den Gleichspannungs-
Referenzschwellwert überschreitet, wobei das entsprechende Sig
nal auf einem Leiter 180 erscheint. Die Ausgangsgröße des Kompa
rators wird einer Zeitverzögerungsschaltung 182 zugeführt, die
ihren Zustand nach einer vorbestimmten Zeitverzögerung ändert
und ein Phasenverlustsignal auf dem Leiter 184 liefert. Dieses
Phasenverlustabtastsignal, das auf dem Leiter 184 erscheint,
wird anschließend umgewandelt in TTL-Logikwerte in dem Block
186, wie er in Fig. 4 gezeigt ist. Ein digitales Phasenverlust
signal erscheint auf dem Leiter 188, der mit dem Mikroprozessor
76 verbunden ist, wie es in Fig. 3 gezeigt ist. Diese Zustands
änderung wird durch die Schutz-Solftware 92 gelesen, die ihrer
seits dazu dient, einen entsprechenden Alarm auszulösen. Diese
Zusammenarbeit mit dem sinusförmigen Niederfrequenz-Modulations
test gestattet einen vollständigen Funktionstest der Steuer
schleife des Stabilisierers.
Zusätzlich zu der Fähigkeit, den Funktionsstatus des Stabilisie
rers 16′ des Leistungssystems zu testen und zu überprüfen, ist
es von höchster Bedeutung, die Angemessenheit der Einstellungen
demonstrieren zu können, die beim Einstellen der gewünschten
Filter-Charakteristiken der digitalen Amplitudenform- und Phasen
formfilter 78 und 80 des Stabilisierers 16′ vorgenommen sind,
wie es in Fig. 3 gezeigt ist. Die derzeitige Praxis bedingt,
daß die Einstellungen für die Verstärkung und die Zeitkonstante
des System-Stabilisierers unter Verwendung bekannter Simulations-
und Testtechniken gefunden werden. Diese Einstellungen sind
weiterhin normalerweise ein Kompromiß, der für angemessene Sta
bilitätsgrenzen für angenommene Lasten und Systemkonfigurationen
darstellt.
Bei Erregungssystemen, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, die kleine
Zeitkonstanten aufweisen, und für System-Konfigurationen, die
eine kleine Dämpfung der vorherrschenden Schwingungsfrequenz
des Systems zur Folge haben, hat die Erfindung als eine ihrer
Hauptaufgaben zusätzlich zu dem ON-LINE-Modulationstest, die
Aufgabe, bekannte Schwingungsmoden, örtliche bzw. lokale Moden
genannt, zu stimulieren durch Einfügen eines rechteckförmigen
Spannungssignals in dem Spannungsregler 22, wie er in Fig. 3
gezeigt ist. Zu diesem Zweck enthält der Mikroprozessor 76 ein
Programm, das einen Stufentestgenerator implementiert, wie er
durch den Block 86 dargestellt ist, und der ein kleines Stufen-
oder Rechteck-Signal generiert, das dem Spannungsregler 22 über
den digitalen Signalsummierer 88, den Ausgangsbegrenzer 90, den
D/A-Wandler 104, den Puffer 106, die Relaiskontakte 108 im ge
schlossenen Zustand und den Signalleiter 110 zugeführt wird.
Das Anlegen des Stufen- oder Rechteck-Signals an den Spannungs
regler 22 bewirkt, daß die Generatorfeldspannung, die durch den
Erreger 24 gesteuert ist, abrupt auf einen neuen Wert wechselt.
Diese abrupte Änderung in der Feldspannung stimuliert die ge
wünschten lokalen Schwingungsmoden. Der komplexe Leistungswand
ler 27, der in Fig. 3 gezeigt ist, und der eine kontinuierliche
Welle liefernde Frequenzwandler 26, der in dem Stabilisierer 16′
enthalten ist, tasten die dann auftretenden Generatorparameter
ab und wandeln sie in Signale um, die für eine Verwendung durch
den Mikroprozessor 76 geeignet sind.
In Fig. 8 ist ein Blockdiagramm des komplexen Leistungswandlers
27 gezeigt. Der komplexe Leistungswandler empfängt die drei Eingangsklemmenspannungen
V NA , V NB und V NC und die drei Leitungseingangsströme
I A , I B und I C , die auf den Leitern 38, 40, . . . 48
erscheinen. Diese analogen Eingangssignale werden entsprechenden
Skalierungsschaltungen 188, 190, . . . 198 zugeführt. Die Ausgangsgröße
dieser Skalierungsschaltungen werden zunächst sechs
entsprechenden Wechselspannungs/Gleichspannungsschaltungen 200,
202, . . . 210 zugeführt, die typisch Gleichrichter sind und die
Phasenspannungs- und Leitungsstrom-Ausgangsgrößen auf Signalleitern
60, 62, . . . 70 liefern. Zwei zusätzliche Ausgangsgrößen,
die der Blindleistung (VAR) und der Wirkleistung (Watt) entsprechen,
werden auf entsprechenden Signalleitungen 59 und 72 geliefert.
Das die Blindleistung darstellende Ausgangssignal wird
durch drei 90°-Phasenschieber 212, 214 und 216 erzeugt, die auf
entsprechende Weise mit den Skalierern 188, 190 und 192 für die
Phaseneingangsspannungen V NA , V NB und V NC verbunden sind. Der
Ausgang der Phasenschieber 212, 214 und 216 ist auf entsprechende
Weise mit drei Multiplizierschaltungen 218, 220 und 222 zu
sammen mit Eingängen von Leitungsstromsignal-Skalierern 194,
196 und 198 für die Phasenströme I A , I B und I C verbunden. Die
Ausgangsgrößen der drei Multiplizierer 218, 220 und 222 werden
der Summierschaltung 224 zugeführt, die ein zusammengesetztes
Signal der drei Blindleistungs-Ausgangssignale auf dem Leiter
59 liefert. Der komplexe Leistungswandler enthält zusätzlich
einen zweiten Satz von drei Multiplizierschaltungen 226, 228
und 230, die mit den Phasenspannungs- und Leitungsstromsignalen
von den Skalierern 188, . . . 198 verbunden sind, um dreiphasige
Leistungssignale für die Phasen A, B und C zu liefern, die der
Summierschaltung 232 zugeführt werden. Der Ausgang der Summier
schaltung liefert ein zusammengesetztes Signal der drei Lei
stungssignale auf dem Leiter 72.
Die drei Phasenspannungssignale, die drei Leitungsstromsignale,
das die Generatorwirkleistung darstellende Signal und das die
Generatorblindleistung darstellende Signal, die auf den Aus
gangsleitern 59 bis 72 erscheinen, werden durch den A/D-Wandler
74 (siehe Fig. 3) in digitale Signale umgewandelt, durch den
Prozessor 76 verarbeitet und dann in dem Speicher 92 gespeichert
zusammen mit zwei anderen Signalen, die der Abweichung der Gene
ratorfrequenz und der Generatorfeldspannung entsprechen, die auf
Leitungen 50 und 53 von dem Frequenzwandler 26 bzw. der Feld
wicklung 25 erscheinen, und sie werden, wie in Fig. 3 gezeigt
ist, den Anti-Aliasing-Filtern 58 zugeführt, woraufhin sie dann
durch den A/D-Wandler 74 konvertiert werden.
Diese Signale sind angemessen zur Ermittlung der relativen Sta
bilität der Schwingungsmoden des Systems und somit der Angemes
senheit der Einstellungen des Stabilisierers. Die einzelnen
Datenpunkte, die in dem Speicher 92 gespeichert sind, werden
durch den Kommunikationsport 94 entweder zur lokalen oder zur
entfernten Ausnutzung abgegeben.
Eine der Hauptaufgaben der Erfindung besteht darin, diese Lei
stungstests von einem entfernten Ort einzuleiten und auszuwerten.
Wie bereits ausgeführt wurde, kann auf den Prozessor 76, der in
dem digitalen Stabilisierer 16 enthalten ist, unter Verwendung
einer üblichen Telefonleitung 116, dem Modem 96 und dem Kommu
nikationsport 94 zugegriffen werden. Man kann deshalb einfach
das Modem 96 von einem entfernten Ortanwählen und zu den einge
bauten Testfähigkeiten Zugang gewinnen, die in den Mikroprozes
sor 76 einprogrammiert sind. Es kann dann von einer entfernten
Stelle entweder der 0,5 Hz Modulationstest oder die Stimulation
der lokalen Moden durch Einführen einer Spannungsstufe in den
Spannungsregler eingeleitet werden, wobei die Testergebnisse
im Speicher 92 gespeichert und anschließend abgegeben werden
durch die Telefonleitungsverbindung mit dem Modem 96.
Weiterhin muß, um eine einzelne Stationssteuerung über einen
Zugang zu dem Stabilisierer 16 des Leistungssystems zu gestat
ten, ein Schlüsselschalter 95 (Fig. 3), der auf dem Stabilisie
rer 16′ angebracht ist, vorher durch Stationspersonal in den
Testmodus gebracht werden, woraufhin ein richtiges Paßwort von
einer entfernten Stelle eingegeben wird. Diese Möglichkeit für
ein Ferntesten des Stabilisierers 16′ vermeidet das Erfordernis
für periodische Besuche von entfernt gelegenen Generatorplätzen,
um Wartungstests für den Stabilisierer des Leistungssystem durch
zuführen. Wie bei dem lokalen Test können Testergebnisse, die
in dem Speicher 92 gespeichert sind, unter Verwendung des Kommu
nikationsports 94 und dem Modem 96 abgerufen und an einer ent
fernten Stelle aufgetragen werden, um Verstärkungs- und Phasen
verschiebungsinformation zu ermitteln, oder, wenn es erwünscht
ist, kann eine diskrete Fourier-Transformation sowohl für das
Ausgangssignal des Stabilisierers, das auf der Signalleitung
109 erscheint, als auch das Modulationssignal durchgeführt wer
den, das auf dem Signalleiter 56 zu dem Frequenzwandler 26 er
scheint, um die Verstärkung und die Phasenverschiebung zu ermit
teln, die in dem Stabilisierer des Leistungssystems existiert.
Somit wurde eine Technik gezeigt und beschrieben, um sowohl
einen Frequenzansprechtest als auch einen Test durchzuführen,
um die Angemessenheit der Einstellungen von einem digitalen
Stabilisierer eines Leistungssystems sowohl lokal als auch von
einer entfernten Stelle zu prüfen unter Verwendung eines einge
bauten Testleistungsvermögens, das durch einen Mikroprozessor
implementiert ist, der in dem Stabilisierer des Leistungssystems
enthalten ist.
Claims (42)
1. Verfahren zum Testen einer elektrischen Energieerzeu
gungseinrichtung ,
gekennzeichnet durch :
- a) Generieren eines Testsignals vorbestimmter Art beim Einleiten einer Testprozedur,
- b) Eingeben des Testsignals in die Einrichtung an einer vorbestimmten Stelle,
- c) Abtasten und Speichern von Signalen, die einer ge wählten Anzahl von System-Betriebsparametern ent sprechen, sowohl vor als auch nach dem Eingeben des Testsignals,
- d) Abrufen der gespeicherten Signale und
- e) anschließendes Vergleichen entsprechender Signal- Charakteristiken der abgerufenen Signale vor und nach dem Eingeben des Testsignals zum Ermitteln irgendwelcher Unterschiede dazwischen und zur Lie ferung einer Anzeige des Betriebsstatus der elek trischen Energieerzeugungseinrichtung.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Testsignal in die Einrichtung an einem Lei
stungssystem-Stabilisator eingegeben wird und auf die
gespeicherten Signale zugegriffen wird und diese abge
rufen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß beim Generieren des Testsignals ein sinusförmiges
Testsignal mit einer Frequenz in dem Bereich der Eigen
frequenz von Zwischenschwingungsmoden des Energieer
zeugungs-Systems generiert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Frequenz des sinusförmigen Testsignals in dem
Bereich zwischen und einschließlich 0,2 und 0,5 Hz
liegt.
5. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Frequenz des Testsignals eine Frequenz von 0,5 Hz
aufweist.
6. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Energiesystem-Stabilisator zusätzlich einen
elektrischen Wandler aufweist, der ein Signal propor
tional zu der Frequenz der Generatorklemmenspannung
erzeugt, wobei das Testsignal zur Frequenzmodulation
an den Wandler angelegt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß beim Generieren des Testsignals dieses Signal lokal
generiert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß beim lokalen Generieren des Testsignals das Test
signal innerhalb des Energiesystem-Stabilisators gene
riert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß beim Generieren des Testsignals das Testsignal digi
tal generiert wird und zusätzlich das Testsignal in
ein analoges Signal umgewandelt und anschließend das
analoge Testsignal dem Wandler zugeführt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß beim Abtasten und Speichern der Signale die abge
tasteten Signale in digitale Signale umgewandelt und
dann in einem digitalen Speicher gespeichert werden.
11. Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß beim Abrufen der gespeicherten Signale auf den digi
talen Speicher von einer entfernten Stelle zugegriffen
wird und die gespeicherten digitalen Signale dann davon
abgerufen werden.
12. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß durch ein Modem, das mit einer Telefonleitung ver
bunden ist, auf den digitalen Speicher zugegriffen wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Generieren des Testsignals von einer entfernten
Stelle durch das Modem und die Telefonleitung eingelei
tet wird.
14. Verfahren nach Anspruch 10 ,
dadurch gekennzeichnet,
daß beim Abrufen der gespeicherten Signale auf den digi
talen Speicher lokal durch ein örtliches Terminal, das
mit dem digitalen Speicher verbunden ist, zugegriffen
wird.
15. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Signal, das dem Testsignal entspricht, das dem
Wandler zugeführt wird, gespeichert wird, ein Signal
entsprechend dem Ausgangssignal des Wandlers gespei
chert und ein Signal gespeichert wird, das dem Aus
gangssignal des Stabilisators der Energieerzeugungs
einrichtung gespeichert wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Signale im wesentlichen 0,5 Sekunden vor dem
Eingeben des Testsignals und im wesentlichen 10 Sekun
den nach dem Eingeben des Testsignals abgetastet und
gespeichert werden.
17. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein rechteckförmiges oder stufenförmiges Testsignal
generiert wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Testsignal in das Erregungssystem eines Genera
tors eingegeben wird, der mit dem Stabilisator der
elektrischen Energieerzeugungseinrichtung verbunden
ist.
19. Verfahren nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß das stufenförmige Testsignal in den Ausgang des
Stabilisators eingegeben wird, wobei der Stabilisator
anschließend das Testsignal an das Erregersystem des
Generators abgibt.
20. Verfahren nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Testsignal lokal generiert wird.
21. Verfahren nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Testsignal innerhalb des Stabilisators der Ener
gieerzeugungseinrichtung generiert wird.
22. Verfahren nach Anspruch 21,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein digitales Testsignal generiert wird, das in ein
analoges Signal konvertiert bzw. umgewandelt wird, das
seinerseits anschließend an den Ausgang des Stabilisa
tors der Energieerzeugungseinrichtung angelegt wird.
23. Verfahren nach Anspruch 22,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein stufenförmiges Testsignal generiert wird und
das digitale, stufenförmige Testsignal gespeichert wird.
24. Verfahren nach Anspruch 23 ,
dadurch gekennzeichnet,
daß beim Abrufen gespeicherter Signale auf den digita
len Speicher von einer entfernten Stelle zugegriffen
wird.
25. Verfahren nach Anspruch 24,
dadurch gekennzeichnet,
daß beim Zugriff auf den Speicher von einer entfernten
Stelle auf den Speicher durch ein Modem, das mit einer
Telefonleitung verbunden ist, zugegriffen wird.
26. Verfahren nach Anspruch 23,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf den Speicher durch ein lokales Terminal, das
mit dem Speicher gekoppelt ist, lokal zugegriffen wird.
27. Verfahren nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß beim Abtasten und Speichern Signale gespeichert
werden, die entsprechen: (i) der elektrischen Generatorausgangsleistung,
(ii) der Ausgangsblindleistung des
Generators, (iii) wenigstens einer Phasenspannung der
Generatorklemmenspannung, (iv) dem Generatorleitungsstrom,
(v) der Generatorausgangsfrequenz und (vi) der
Generatorfeldspannung.
28. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Test von einer entfernten Stelle eingeleitet
bzw. ausgelöst wird und die Signal-Charakteristiken
ebenfalls von der entfernten Stelle verglichen werden.
29. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Freigabeschalter lokal betätigt wird und an
schließend ein Paßwort von einer entfernten Stelle zu
dem System übertragen wird zum Einleiten bzw. Auslösen
des Generierens des Testsignals.
30. Einrichtung zum Testen einer elektrischen Energieerzeu
gungseinrichtung,
gekennzeichnet durch :
- a) wenigstens einen elektrischen Generator mit einem Erregersystem,
- b) einen Leistungssystem-Stabilisator, der mit dem Er regersystem verbunden ist, zum Dämpfen von elektro mechanischen Schwingungen der Energieerzeugungsein richtung,
- c) eine Einrichtung zum Generieren eines Testsignals in dem Leistungssystem-Stabilisator,
- d) Mittel zum Aktivieren der Einrichtung zum Generie ren eines Testsignals,
- e) Mittel zum Eingeben des Testsignals an einem vorbe stimmten Punkt in die Energieerzeugungseinrichtung,
- f) Mittel zum Abtasten gewählter Systemparameter und zum Generieren entsprechender Signale,
- g) Mittel zum Speichern der Parameter-Signale und
- h) Mittel zum selektiven Zugreifen auf die Speicher mittel und zum Abrufen der Parameter-Signale, wobei die entsprechenden Parameter-Signale verglichen werden können vor und nach dem Eingeben des Test signals zum Ermitteln der Systemleistungsfähigkeit entweder lokal oder an einer entfernten Stelle.
31. Einrichtung nach Anspruch 30 ,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Testsignal ein niederfrequentes sinusförmiges
Signal in dem Bereich der Eigenfrequenz von Zwischen
schwingungsmoden der Energieerzeugungseinrichtung auf
weist.
32. Einrichtung nach Anspruch 31,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Leistungssystem-Stabilisator zusätzlich einen
elektrischen Wandler aufweist, der ein Signal proportio
nal zur Frequenz der Generatorklemmenausgangsspannung
erzeugt, wobei die Mittel zum Eingeben des Testsignals
Mittel aufweisen zum Eingeben des niederfrequenten
sinusförmigen Signals in dem Wandler für eine Frequenz
modulation des Wandlers.
33. Einrichtung nach Anspruch 31,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Wandler ein kontinuierlicher Frequenzwandler
ist.
34. Einrichtung nach Anspruch 33,
dadurch gekennzeichnet,
daß das niederfrequente sinusförmige Signal ein Signal
mit einer Frequenz in dem Bereich zwischen und ein
schließlich 0,2 und 0,5 Hz ist.
35. Einrichtung nach Anspruch 30,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Testsignal ein rechteck- bzw. stufenförmiges
Signal ist.
36. Einrichtung nach Anspruch 35,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mittel (e) zum Eingeben des Testsignals Mittel
aufweisen zum Anlegen des Spannungsstufensignals an
das Erregersystem des elektrischen Generators.
37. Einrichtung nach Anspruch 30,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Leistungssystem-Stabilisator einen digitalen
Leistungssystem-Stabilisator mit einem Mikroprozessor
aufweist, der einen Satz gespeicherter Komparatorpro
gramme enthält, die die das Testsignal generierenden Mit
tel implementieren.
38. Einrichtung nach Anspruch 37,
dadurch gekennzeichnet,
daß eines der gespeicherten Computerprogramme ein 0,5 Hz
sinusförmiges Testsignal generiert zum Stimulieren
von Zwischenmoden-Schwingungen und ein anderes gespei
chertes Computerprogramm ein Stufenfunktionssignal
generiert zum Stimulieren lokaler Schwingungsmoden.
39. Einrichtung nach Anspruch 38,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mittel zum Speichern der Parameter-Signale einen
digitalen Speicher aufweisen, der mit dem Mikroprozes
sor in Verbindung steht.
40. Einrichtung nach Anspruch 39,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mittel (h) zum selektiven Zugreifen auf den
Speicher ein digitales Kommunikationsport und zusätz
lich ein lokales Terminal aufweisen, das mit dem digi
talen Kommunikationsport verbunden ist.
41. Einrichtung nach Anspruch 39,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mittel (h) zum selektiven Zugreifen auf den
Speicher ein digitales Kommunikationsport und zusätz
lich ein Modem aufweisen, das mit dem digitalen Kommu
nikationsport verbunden und mit einer Telefonleitung
verbunden ist, wodurch von einer entfernten Stelle auf
die Parameter-Signale zugegriffen werden kann.
42. Einrichtung nach Anspruch 41,
dadurch gekennzeichnet,
daß zusätzlich ein lokaler Schalter zum Freigeben eines
Tests und Mittel vorgesehen sind zum Übertragen eines
Paßwortes von der entfernten Stelle zu dem Mikropro
zessor zum Einleiten des Generierens von wenigstens
einem der Testsignale.
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