Comparing the Low-Cost Measuring Devices for Standstill Frequency Response (SSFR) Testing for Electric Machines

Abstract

This paper compares the different versions of hardware realization of low-cost device for standstill frequency response SSFR testing. The SSFR testing is a modern method used for testing and parameter identification for electrical machines especially for synchronous machines (high power generators for power stations). This paper shows the methods how to realize this SSFR testing device for machine identification by general purpose components (to achieve universal device not only for SSFR testing but also for purposes of more universal usage (i.e. measuring of non-linear power systems, power system fault identification, nonsymmetrical differences measurement, etc.). This modern method makes it possible to replace the Sudden Shortcircuit Measurement Method and thus saves the mechanical construction and lifetime of the machine, which might be otherwise reduced due to the strong dynamic forces that occur in this type of measurement. Proposed devices were realized in university laboratories for purpose of getting acquainted with the practical properties of this method and also for didactic purposes (both in terms of the SSFR method itself and in term of realization of a real equipment with given properties).

Identificação de Parâmetros Dinâmicos de Máquinas Síncronas de Polos Salientes de Pequena Potência através de Ensaios de Resposta em Frequência

“…O SSFR e vários outros ensaios são detalhados em [3]. Esta seção tem por objetivo discutir o procedimento padrão de aplicação do teste.…”

“…As correntes de frequência variável aplicadas à máquina devem ter amplitude pequena o suficiente para evitar mudanças na temperatura, geralmente na faixa de 0,5% da corrente nominal do estator [2], que podem afetar o valor de resistência dos enrolamentos. É recomendado o uso de um analisador de resposta em frequência capaz de medir frequências na faixa de 0,001 a 1 kHz [3]. É necessário o uso de um gerador de sinais que atenda a essa faixa de frequências.…”

“…Entre os principais ensaios, o SSFR é um procedimento normatizado pela IEEE [4], utilizado principalmente no levantamento de parâmetros de grandes unidades geradoras. Esse ensaio apresenta vantagens sobre outros métodos de caracterização dinâmica, uma vez que não submete a máquina a altos estresses eletromecânicos como o teste de curto-circuito abrupto e não necessita instrumentação especial, podendo ser realizado com baixo custo [3]. O SSFR é baseado em um modelo de pequenos sinais do GS em um sistema de eixos dq0 centrados no rotor.…”