Способ повышения динамическойустойчивости электрических систем

ОПИСАНИЕ

ИЗОЬГЕт ЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пп 508856

Союз Советских

Соцналнстнческнх

Республнк (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26.11.73 (21) 1972883/24-7 с присоединением заявки М (51) М Кч 2 Н 02J 3/24

Сонета Министров СССР ло делам изобретений н открытий (53) УДК 621.311,016.53 (088.8) Опубликовано 30.03.76. Бюллетень ¹ 12

Дата опубликования описания 04.05.7б (72) Автор изобретения

В. М. Чебан (71) Заявптсль

Новосибирский электротехнический институт (54) СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИСТЕМ

ГосУдарстеенный комнтет (23) Приоритет

Изобретение относится к электроэнергетике, может использоваться для осуществления параллельной работы электрических генераторов и электростанций и для автоматического регулирования электрических сетей и применяться в электрических системах и электропередачах, содержащих многоцепные линии связи, для улучшения динамической устойчивости, т. е. обеспечения синхронной параллельной работы генераторов и станций при больших возмущениях.

Известен способ повышения динамической устойчивости 11), заключающийся в дополнительном управлении активной мощностью генераторов электрической системы путем фазового управления элементами электрической системы.

По этому способу фазовый сдвиг осуществляется путем изменения группы соединения трансформаторов или посредством кругового переключения фаз во время паузы автоматического повторного включения (ЛПВ) .

Однако, хотя принципиально способ применим в случае одноцепных и многоцепных линий электропередач, практически при наиболее часто встречающихся возмущениях, вызванных повреждением линии, его можно эффективно использовать только для одноцепных электропередач, которые при современном уровне развития электрических систем встречаются редко. В случае двух и более цепей (линий) электропередачи предусматриваемая этим способом общая пауза для осуществления фазового переключения во всех параллельных ветвях схемы приводит к полному разрыву связи между станциями и обуславливает неблагоприятное соотношение энергий ускорения и торможения генераторов системы, что в большинстве случаев приводит к ухуд10 шению устойчивости по сравнению с отключением и обычным, без фазового сдвига, АПВ только поврежденной цепи. Кроме того, трудно привести схему в статическое состояние в связи с тем, что во время паузы при переклю15 ченни происходит также разрыв всей электропередачи, что связано с расхождением роторов генераторов системы и ухудшением устойчивости.

Цель изобретения — повышение эффектив20 ности воздействия на активную мощность (момент) генераторов при динамических переходах в многоценных электропередачах и обеспечение перехода системы в статическое сосгояние с сохранением связи между генерато25 рамп.

=.>÷0 достигается тем. что по предлагаемому способу фазовое управление осуществляют путем автоматического повторного включения цепи электропередачи, на которой было по3 1 вреждение, со сдвигом фаз по отношению к

508856

3 другим цепям, контролируют соотношение энергии ускорения и торможения генераторов и в момент оптимального соотношения указанных энергий переключают другие цепи на тот же фазовый угол, что и цепь, на которой было повреждение.

На фиг. 1 приведена одна нз возможных схем электрической системы с многоцепной линней электропередачи, в частности двухцепной, иллюстрирующей предлагаемый способ; на фиг. 2 — трехлинейная схема фазосдвигающего устройства на примере кругового переключения фаз выключателями линии со сдвигом в цепи на 120 эл. град.; на фиг. 3 характеристики активной мощности генератора.

Схема электрической системы (фиг. 1) состоит из передающей части (эквивалентный генератор 1, связанный с трансформатором 2, к которому присоединена группа выключателей 3 — 8), соединенной двумя цепями 9 и 10 линии с приемной системой (выключатели 11 и 12, которыми к линни подключен трансформатор 13, связанный с эквивалентным генератором 14).

На трехлинейной схеме фазосдвигающего устройства (фиг. 2) показаны выключатели 3, 4 и 5, причем положение их контактов соответствует исходному режиму, выключатель 3 включен, а выключатели 4 и 5 отключены. На фиг. 2 приведено также обозначение фаз 1, В, С. Схема включения выключателей 6, 7 и 8 аналогична.

На фиг. 3 приведены характеристики активной мощности генератора 1 на отдельных этапах динамического перехода, где 15 — характеристика активной мощности, т. е. зависимость активной мощности генератора (Р) в функции угла положения ротора (о) в нормальном режиме до аварии, причем Ро и 6 в активная мощность и угол ротора генератора в нормальном режиме; 16 — характеристика активной мощности при отключении одной цепи линии, 17 — результирующая характеристика мощности при несинфазном режиме работы цепей; 18 — характеристика при включенной одной цепи с фазовым сдвигом на

120 эл. град.; 19 — характеристика после фазового регулирования в обеих цепях на

120 эл. град. Характеристики на фиг. 3 для упрощения построены и рассмотрены при следующих допущениях; мощность генератора 14 во много раз превышает мощность генератора

1, рассматривается успешное ЛПВ и мощность турбины (Ро) в течение динамического перехода принята постоянной.

При повреждении, например, в цепи 9 при угле ротора генератора 6 отключаются выключатели 3 и 11, и в период паузы АПВ мощность передается по цепи 10 (фиг, 1), что соответствует характеристике 16 (фиг. 2). После устранения повреждения при угле б осуществляется трехфазное АПВ включением выключателей 4 и 11 (создается несинфазный режим цепи 9 по отношению к цепи 10) со сдвигом

4 фазы напряжения в начале цепи 9 на

i20 эл. град. в сторону отставания. В результате такого фазового регулирования результирующая характеристика активной мощности эквивалентного генератора 1 смещается на угол порядка 60 эл. град. в сторону вращения

его ротора, способствуя его торможению, а также появляется уравнительный ток между цепями, вызывающий дополнительные потери

10 активной мощности в проводах цепей линии.

Зтому режиму соответствует характеристика 17.

С целью повышения эффективности воздействия на активную мощность генератора 1 пу15 тем многократного торможения его и приведения схемы системы после описанного фазового регулирования в нормальное статическое состояние, в момент времени, соответствующий

1ребуемому соотношению энергий ускорения и

20 торможения генератора при угле ро" îðà оз, отключается выключатель 6 цепи 10 и с минимальной по условиям деионизации паузой при угле б4 включается выключатель 7, осуществляя фазовый сдвиг в цепи 10 на 120 эл. град.

25 Б период паузы между отключением выключателя 6 и включением выключателя 7 связь генератора 1 с приемной системой осуществляется по цепи 9, чему соответствует характеристика 18.

30 После включения выключателя 7 результирующая характеристика мощности получает общее смещение на 120 эл.град. в сторону вращения ротора генератора (характеристика

19) . При этом восстанавливается амплитуда

35 характеристики, которая уменьшалась в неполнофазном режиме.

Если полученная в результате этого фазового регулирования дополнительная энергия тормо кения окажется недостаточной для обес40 печения динамической устойчивости, то описываемый выше процесс фазового регулирования может быть многократно продолжен до ооеспечения устойчивости. 1 аким образом, предлагаемый способ по45 зволяет в случае электрических систем, содержащих многоцепные линии, повысить уровень динамической устойчивости за счет форсированной передачи избыточной энергии из передающей системы в приемную с одновре50 мепным использованием проводов линии для рассеяния части электрической энергии путем преобразования ее в тепло, т. е. в качестве тормозных сопротивлений. При этом предусматривается возможность многократного по55 вторення указанных процессов вплоть до обеспечения устойчивости.

В часто встречающемся случае двухцепной электропередачи целесообразно применение простого фазосдвигающего устройства, в виде

00 системы трех (трехфазных) выключателей на одну цепь, обеспечивающих круговую перестановку фаз. В этом случае для реализации предлагаемого способа требуется дополнительная установка четырех выключателей на электропередачу. Соче гание многократного фазо508856 фиг.1

h цюпи9 вого регулирования с несинфазным промежуточным режимом устраняет полный разрыв электрической связи передающей и приемной частей системы при осуществлении фазового сдвига после аварии, что уменьшает небалансы активной мощности (момента) на валах генераторов и способствует сохранению их синхронной параллельной работы.

Формула изобретения

Способ повышения динамической усгойчпвости электрических систем, заключающийся в дополнительном управлении активной мощностью генераторов электрической системы путем фазового управления элементами электрической системы, отлича ющийся тем, что, с целью повышения эффективности воздействия на активную мощность генераторов при динамических переходах в многоценных электропередачах и о! спечения г!ерехода системы в статическое сосгояппс с сохранением связи между генера горами, указанное фазовое управление осуществляют путем автоматического повторного включения цепи электропередачи, па которой было повреждение, со сдвигом фаз по отношению к другим цепям, контролируют соотношение энергии ускорения и торможения генераторов и в момен- оптималь10 ного соотношения указанных энергий переключ. : Г д!!уг!!с :"!!и и. . О ж - ф !Зовый угол, ч о !! Цепь, па h.;"!10130 г! оыло г!ОВ1)еждснпе, 1. В. М. Чебан. Ко.,!плексное применение !!;:ол.-.лино-поперечного регулирования с це15 лью повыш !я устойчивости и надежности

=лктр!r iсcк»х с. с:ем. Доклады на 111 Всесо-!

Озном з -и!о-тех! ."еском совещании по ус то!". !ивости .. надежно ти эпергос!!стем СССР. . 1.,,гЗ!!:;ñ:ðïè.:., 1973.

508856

Составитель К. Фотина

Редактор Е. Караулова

Техред Т. Рыбалко

Корректор Е. Рожкова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 995/6 Изд. ¹ 1221 Тираж 882 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5