Устройство для связи двух энергосистем

 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для гибкой связи источников переменного тока. Цель изобретения - улучшение качества электроэнергии в энергосистеме. В качестве фазосдвигающего устройства 5 используется переключатель фаз, необходимый для перевода асинхронизированной машины 1 из одного режима в другой при возбуждении от вспомогательного асинхронизированного синхронного генератора 2. Если до переключения машина 1 работала в двигательном режиме при подключении подвижных контактов фазосдвигающего устройства 5 соответственно к фазам А, В и С сети через трансформатор 6, то после переключения при изменении направления перетока мощности подвижные контакты фазосдвигающего устройства 5 будут подключены соответственно к фазам В, С и А сети. Это будет соответствовать генераторному режиму машины 1. Синхронная машина 3 будет работать в двигательном режиме. Регулирование перетока мощности осуществляется путем изменения величины тока возбуждения машин. В машине 1 это выполняется с помощью блока 4 регулирования возбуждения, получающего управляющий сигнал от блока 7 рассогласования о необходимой величине перетока мощности. Блок 8 выявления энергосистемы с дефицитом мощности определяет величину и направление необходимого перетока мощности из одной энергосистемы в другую путем сравнения параметров двух энергосистем, например частот. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ со 1иАлистичесних

РЕСПУБЛИК

6 А1 (19) (Н) (51) 5 Н 02 J 3/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ пО изОБРетениям и ОтнРытияи

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ", " 1

2 (54) УСТРОЙСТВО. ДЛЯ СВЯЗИ ДВУХ ЭНЕРГОСИСТЕМ

Н А ВТОРСН0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ л 1 (21) 4338660/24-07 (22) 08.12.87 (46) 15 04 90, Бюл, В 14 (72) Н.С,Чернов и А.В.Шипунов (53) 621,311.016(088,8) (.56) Авторское свидетельство СССР

Ф 600662, кл. Н 02 J 3/06, 1978, Авторское свидетельство СССР

Ф 729746, кл. Н 02 3 3/06, 1980.

Авторское свидетельство СССР

М 955356, кл. H 02 J 3/06, 1982, (57) Изобретение относится к электро техник е, а именно к ус тройс тв ам для гибкой связи источников переменного тока. Цель изобретения — улучшение качества электроэнергии в энергосистеме. В качестве фазосдвигающего устройства 5 используется переключатель фаз, необходимый для пере-1557626

Синхронная машина 3 будет работать в двигательном режиме. Регулирование перетока мощности осуществляется пу"

5 тем изменения величины тока возбуждения машин. В машине 1 это выполняется с помощью блока 4 регулирования возбуждения, получающего управляющий сигнал от блока 7 рассогласования о необходимой величине перетока мощнос" ти, Блок 8 выявления энергосистемы с дефицитом мощности определяет величину и направление необходимого перетока мощности из одной энергосистемы в другую путем сравнения параметров двух энергосистем например часе тот, 2 ил, Изобретение относитсяк электротехнике, а именно к устройствам для гиб. кой связи источников переменного тока.

Цель изобретения — улучшение ка-. чества электроэнергии в энергосистеме ° 25

На фиг, 1 представлено устройствсМ для связи двух энергосистем; на фиг.2переключатель фаэ. . Устройство для связи двух энер, госистем содержит асинхронизиро- 30 ванную синхронную машину (АСМ)

1 и вспомогательный асинхронизированный синхронный генератор (ВАСГ) 2 с одинаковым числом пар полюсов. синхройрую машину (СМ) 3, блок

4 регулирования возбуждения, фазосдвигающее устройство 5., трехфазный трансформатор 6, блок 7 рассогласования и блок 8 выявления энергосистемы с дефицитом мощности {БВЭДМ). 40

В качестве фазосдвигающего устройства 5 используется переключатель фаз, содержащий подвижные контакты

9-11 и неподвижные контакты .фазы А 12 и 13, фазы 14 и 15 и фазы С 16 и . 45

17, а также привод 18 переключателя.

Фазосдвигающее устройство 5 подключено к трансформатору 6 со стороны неподвижных контактов 12-17„

Ввиду того, что для возбуждения 50

АСМ 1 используется ВАСГ 2, имеющий с ней,равное число пар полюсов, под- . ключенный к той же энергосистеме через трехфазный трансформатор 6, то

1 частота напряжения на выходе ACM задаваемая ВАСГ 2: вода асинхронизированной машины 1 из одного режима в другой при возбуждении от вспомогательного асинхронизированного синхронного генератора 2.

Если до переключения машина 1 работала в двигательном режиме при подключении подвижных контактов фазосдвигающего устройства 5 соответственно к фазам А, В и С сети через трансформатор 6, то после переключения при изменении направления перетока мощности подвижные контакты фазосдвигающего.устройства 5 будут подключены соответственно к фазам

В, С и А сети. Это будет соответстBoBBTb генераторному режиму машины 1

Щь — - +Е

60 60 60 где 5f= — f — частота напряжения

ТИ) 0

60 на выходе ВАСГ 2.

Частота f не зависит от частоты вращения вала, задаваемой CM 3, равной n =, т,е, ВАСГ 2 обеспе60 fz

Рс чивает нормальную электромеханическую связь по частоте между энергосистемами.

Для достижения минимальных потерь мощности на ВАСГ 2, а следовательно, его минимальных габаритов и максимального КПД, необходимо обеспечить в нем достаточное скольжение, т.е. достаточную величину а1.. Для этого необходимо выполнение неравенства примерно в 1, 5 раза и более, что, например, при равенстве номинальных величин частот f< и f< достигается соотношением рс, и р, т,.е. числом пар полюсов рс, меньшим р с

Перетоки мощности между энергосистемами можно обеспечить при работе

АСМ 1 и СМ 3 в разных режимах: одной - s двигательном, другой — в генераторном, в зависимости от направления перетока.

Для перевода СМ 3 из режима в режим трудностей не существует, а для перевода АСМ 1 из одного режима в другой при возбуждении от ВАСГ 2 необходимо фазосдвигающее устройство 5, иначе невозможно создать необходимую реакцию якоря АСМ, определяющую режим работы машины.

5 15576

Возможно использование фазосдвигающих устройств на реактивных элементах, но они увеличивают габариты системы и удорожают ее. В предлагаемом

5 устройстве в качестве фаэосдвигающего устройства используется переключатель фаз, сдвигающий магнитное поле статара, а следовательно, и трехфазную систему напряжений ротора ВАСГ 2 на 10

120 эл.град,, который создает. вращающееся магнитное поле в роторе ACM

1, также сдвинутое на 120 эл.град, Допустим, что до переключения ACN 1 работала в двигательном режиме, т,е. 15 магнитное поле ротора ACM 1 отставало от магнитного поля статора на

60 эл,град,, при подключении первого

9, второго 10 и третьего 11 подвижных . контактов фаэосдвигающего устройства

5 соответственно к фазам А, В и С сети (неподвижные контакты 12, 14 и 16) через трансформатор 6. После переключения при изменении направления перетока мощности первый 9, второй

10 и третий 11 подвижные контакты подключаются соответственно к фазам В, С и A сети (неподвижные контакты 15, 17 и 13), в результате чего магнитное поле ротора ACN 1 сдвигается на 30

120 эл.град. в сторону опережения и магнитное поле ротора опережает магнитное поле статора на 60 эл,град.

Это соответствует генератарному режиму АСМ 1. СМ 3 работает в противоположном режиме, Регулирование перетока мощности осуществляется путем изменения величины тока возбуждения машин, В ACM 1 эту функцию осуществляет блок 4 регулирования возбужде- 40 ния получая управляющий сигнал от блока 7 рассогласования о необходимой величине перетока мощности.

Блок 4 регулирования возбуждения выполнен из пар тиристоров встречно- 45 параллельного включения, включенных. в каждую фазу;.регулировайие тока возбуждения в нем осуществляется путем изменения угла открытия тиристоров, определяемого сигналом от блока 7 рассогласования. При работе тиристоров не вносятся субгарманические колебания в сеть, так как тиристорМ работают с частотой, равной частоте сети, и блок 4 не является преобразователем частоты.

БВЭДМ 8 определяет величину и направление необходимого перетока мощности из одной энергосистемы в другую путем сравнения параметров двух энергосистем, характеризующих недостаток мощности в энергосис-.åìå, например частот. В этом случае оп должен быть выполнен на базе датчиков частоты энергосистем, Получаемый в

ВВЭР!"1 8 постоянный разностный сигнал по частоте, полярность которага зависит от соотношения частот, используется дпя управления устройством через блок 7 рассогласования. Блок рассогласования осуществляет преабраэование этого сигнала в сигналы двух видов: в сигнал с переменной полярностью, зависящей от необходимого направления .перетока мощности„ для управления фазосдвигающим устройством 5 и в сигнал, имеющий постоянную полярность, но с величиной, saвисящей от необходимой величины перетока мощности, для управления блоком

4 регулирования возбуждения. Сигнал постоянной полярности может быть получен с помощью двухполупериоднога выпрямителя.

Таким образом, применение в устройстве для связи двух энергосистем

ВАСГ, включенного в цепь возбуждения АСИ, а также блока. регулирования возбу«дения, фазосдвигающего устройства, блока рассогпасования и

БВЗЩ повышает качество электроэнергии, так как устройство не содержит тпристорных преобразователей частоты, вносящих субгарманические копебания реактивной мощности и ухудшаю щих качество электроэнергии. изобретения

Ф о р м у л а

Устройство для связи двух энерго-. систем, содержащее агрегат из двух электрических машин, размещенных на одном валу, одна из которых выполнена асинхрониэираванной синхронной с трехфазным ротором, другая синхронной, статорные обмотки машины подсоединены каждая зажимом для подключения к соответствующей энергосистеме, трехфазный трансформатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, чта, с целью улучшения качества электроэнергии в энергосистеме, в него введены вспомогательный асинхронизированный синхронный генератор, размещенный на валу агрегата и имеющий равное число пар полюсов с асинхрониэированнай синхронной машиной, ротор1557626

Составитель И,Поляков

Редактор А,Огар Техред А.Кравчук КоРРектор 0,Öèïëå

Заказ 721 Тираж 413 Полписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина,!01 ные обмотки этих машин соединены между собой,.блок регулирования возбуждения, подключенный к статору вспомоrательного асинхроиизированного синх5 ронного генератора, фазосдвигающее устройство, к входу которого подключена вторичная обмотка трансформатора, первичная обмотка трансформатора подключена к зажимам для подключения к энергосистеме, соединенным с асинхронизированной синхронной машиной, выход фазосдвигающего устройства.подключен к. входу блока регулирования возбуждения, блок рассогласования, выходы которого подключены к управляющим входам фазосдвигающего устройства и блока регулирования возбуждения, блок выявления энергосистемы с дефицитом мощности, под- 20 ключенный к зажимам для подключения к энергосистемам и к входу блока рассогласования, причем числа пар полюсов машин выбраны из условия выпол" нения неравенства

f и ра рс где f и f — частоты энергосистем., к которым подключены соответственно асинхрбниэированная синхронная машина и синхронная машина; р и р — числа пар полюсов соответственно асинхронизированной синхронной машины и синхронной машины.