Способ регулирования инверторной преобразовательной подстанции ведомой синхронной машиной (компенсатором) (его варианты)

Способ регулирования инверторной преобразовательной подстанции ведомой синхронной машиной (компенсатором) (его варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. Способ регулирования инверториой преобразовательной подстанции ведомой синхронной машиной (компенсатором), механически сочлененной с машиной постоянного тока, питающейся от того же источника постоянного тока, что и инвертор, путем формирования или сигнала, пропорционального отклонению частоты приемной энергосистемы от номинальной, или сигнала, пропорционального отклонению числа оборотов синхронной машины от номинальной, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности электроснабжения и улучшения качества электроэнергии потребителей, подключенных на стороне переменного тока инвертора, этим сигналом одновременно воздействуют как на углы отпирания вентилей инвертора , так и на величину тока возбуждения машины постоянного тока. 2.Способ регулирования инверторной преобразовательной подстанции ведомой синхронной машиной (компенсатором ) , механически сочлененной с машиной постоянного тока, питающейся от того же источника постоянного тока, что и инвертор, путем формирования сигнала, пропорционального отклонению частоты приемной энергосистемы от номинальной,и сигнала, пропорционального отклонению числа оборотов синхронной машины от номинальной, отличающийся тем, что,с целью повышения надежности электроснабжения и улучшения качества электроэнергии потребителей, подключенных на стороне переменного тоЪкА . ка инвертора, сигналом отклонения скорости вращения синхронной машины 00 от номинальной, воздействуют на углы со опережения вентилей инвертора и од05 новременно сигналом отклонения частоты от номинальной - на величину тока возбуждения машины постоянного «ч тока. 3,Способ регулирования инверторной преобразовательной подстанции ведомой синхронной машиной (компенсатором , механически сочлененной с машиной постоянного тока, питающейся от того же источника постоянного тока, что и инвертор, путем формирования сигнала, пропорционального

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19у (И) 96.97 А

3(58 Н 02 J I 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ >

„c (21) 3525197/24-07 (22) 23. 12. 82. (46) 30,04.84, Бюл. В 16 (72) E.Ì. Берлин, Б.А.Мороз

l0.И.Яргомский (71) Научно-исследовательский институт по передаче электроэнергии постоянным током высокого напряжения (53) 621.316.728(088,8) (56) 1, В.Бенкер, С.Ранаже и др, Система управления передачи Кабора Васса.

Доклад на международной конференции по крупным электрическим системам высоко(о напряжения (СИГРЭ). В кн,:

Передачи энергии постоянным током высокого напряжения, М., "Энергия", 1978, с. 75-100.

2. K.Баудиш. Передача энергии постоянным током высокого напряжения.

Госэнергоиэдат, 1958, с. 91-109. (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ИНВЕРТОРН0А ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПОДСТАНЦИИ

ВЕДОМОЙ СИНХРОННОЙ МАШИНОЙ (КОМПЕНСАТОРОМ)(ЕГО ВАРИАНТЫ). (57) I. Способ регулирования инверторной преобразовательной подстанции ведомой синхронной машиной (компенсатором), механически сочлененной с машиной постоянного тока, питающейся от того же источника постоянного тока, что и инвертор, путем формированияили сигнала,пропорционального отклонению частоты приемной энергосистемы от номинальной, или сигнала, пропорционального отклоне нию числа оборотов синхронной машины от номинальной, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения надежности электроснабжения и улучшения качества электроэнергии потребителей. подключенных на стороне переменного тока инвертора, этим сигналом одновременно воздействуют как на углы отпирания вентилей инвертора, так и на величину тока возбуждения машины постоянного тока, 2, Способ регулирования инверторной преобразовательной подстанции ведомой синхронной машиной (компенсатором), механически сочлененной с машиной постоянного тока, питающейся от того же источника постоянного тока, что и инвертор, путем формирования сигнала, пропорционального отклонению частоты приемной энергосистемы от номинальной,и сигнала, пропорционального отклонению числа оборотов синхронной машины от номинальной, отличающийся тем, что,с целью повышения надежности электроснабжения и улучшения качества электроэнергии потребителей, подключенных на стороне переменного тока инвертора, сигналом отклонения скорости вращения синхронной машины от номинальной, воздействуют на углы опережения вентилей инвертора и одновременно сигналом отклонения час.тоты от номинальной — на величину тока возбуждения машины постоянного тока.

3. Способ регулирования инверторной преобразовательной подстан(ии ведомой синхронной машиной (компенсатором, механически сочлененной с машиной постоянного тока, питаюшейся от того же источника постоянного тока, что и инвертор, путем формирования сигнала, прОпорционального

1089б97 отклонению частоты приемной энепго системы от номинальной, н сигнала, пропорционального отклонению числа оборотов синхронной машины от номинальной, а т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью пав прения надежности энергоснабжения н улучшения качества электроснабжения потребителей, подключенных на стораИзобретение относится к энергетике, а именной к способам повышения надежности электроснабжения и качества электроэнергии потребителей переменного тока, питающихся от ш верторной преобразовательной подстанции ведомой синхронным комненсатором, Как известно, электропередачи постоянного тока небольшой мощности (до нескольких десятков МВт) с кабельными линиями экономически целесообразно применять для электра набжения объектов народного хозяйства в районах, где использование вазд,шных линий передач постаяннага така практически невозможно, например в горных условиях., при преодолении водных преград, в услазиях повышенной сейсмичности„ при черезвычайно неблагоприятьых климатических условиях (ураганные ветра „ прн повыше;-1ном гололеде) и т.д, Известен способ регулирования электропередачи "cc.òoã!íHÎÃÎ така в функции от частоты напряжения приемной энергосистемы (1) .

Указанная система регулирования содержит регулятор така на выпря-— мителе и регулятор угла по":èñîíÿ"-. и минимального тока на инвертаре.

Причем уставку регулятора тока выпрямителя изменяют в функции от частоты приемной сети переменнага тока.

".игнал, пропорциональный частоте, передают по линии связи. Нарушение работы линии связи может принести к аварийной частотной разгрузке приемной энергосистемы, что и является недостатком укаэанного способа. . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемоне пер менного тока инвертора, сигналом отклонения скорости вращения синхронной машины от номинальной воздействуют на величину тока воз-. б лкдения машины постоянного тока и одновременно сигналов отклонения частоты от номинальной на углы отпирания вентилей инвертара, му результату является способ регу- . лирования инверторной преобразовательной подстанции ведомой синхронной машиной, механически сочлененной с

5. машиной постоянного тока, питающейся

îг того же источника постоянного тока, что и инвертор, путем формирования или сигнала, пропорционального отклонению частоты приемной энерго.— системы от номинальной или сигнала, пропорционального отклонению числа оборотов синхронной машины от номинальной j2) .

При этом постоянство напряжения в сети переменного тока, питаемой инвертором, достигается регулированием тока возбуждения синхронного кампенсатора, а постоянство частотырегулированием углов отпирания венИ тилей инвертара, Обычно регулирование углов отпирания вентилей инвертора реализуется для случая питания инвертора от источника напряжения регулятором то25 ка, а для случая питания инвертора от источника тока — регулятором напряжения. Уставки этих регуляторов изменяются в зависимости от отклонения частоты напряжения на стороне пере 0 менного тока инвертора оТ номинальной

Однако известный способ обладает существенным недостатком, обусловленным тем обстоятельством, что при ряде кратковременных преходящих нару" шений в работе источника питания (выпрямителя), инвертора или линии передачи (пропуски зажигания, перекрытия изоляции и т.п,) нарушается баланс выдаваемой инвертором и потребля— ,:0 емай нагрузкой активной мощности, ко-.îðûé не может быть восстановлен регулированием углов отпирания их вен1089697

Поставленная цель достигается . тем, что, согласно способу регули-. рования инверторной преобразовательной подстанции ведомой синхронной машиной сигналом отклонения скорости вращения синхронной машины от номинальной воздействуют на величину тока возбуждения машины постоянного тилей инвертора, что неизбежно приводит к изменению (обычно уменьшению) частоты переменного тока и может вызвать останов синхронного компенсатора, а следовательно, нарушение электроснабжения потребителей.

Цель изобретения — повышение надежности электроснабжения и улучшение качества электроэнергии потребителей, подключенных к стороне пере- 10 менного тока инвертора.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу регулирования инверторной преобразовательной подстанции ведомой синхронной машиной, механически сочлененной с машиной постоянного тока, питающейся от того же источника постоянного тока, что и инвертор, путем формирования или сигнала, пропорционально- 20 го отклонению частоты приемной энергосистемы от номинальной, или сигнала, пропорционального отклонению числа оборотов синхронной машинъ от номинальной, этим сигналом одновремен- 25 но воздействуют как на углы отпирания вентилей инвертора, так и на величину тока возбуждения машины постоянного тока.

Поставленная цель достигается 30 тем, что согласно способу регулирования инверторной преобразовательной подстанции ведомой синхронной машиной {компенсатором), механически сочлененной с машиной постоянного тока, питающейся от того же источника постоянного тока, что и инвертор, путем формирования сигнала, пропорционального отклонению частоты приемной энергосистемы от номинальной, и сигнала, пропорционального отклонению числа оборотов синхронной машины от номинальной, сигналом отклонения скорости вращения синхронной машины от номинальной воздействуют 4> на углы опережения вентилей инвертора и одновременно сигналом отклоне" ния частоты от номинальной — на величину тока возбуждения малины постоянного тока.

50 тока и одновременно сигналом отклонения частоты от номинальной на углы отпирания вентилей инвертора.

На фиг.l-4 изображенъ| схема устройства для предлагаемого способа по вариантам.

К шинам переменного тока отправной энергосистемы через силовой трансформатор I присоединен выпрямитель 2. К шинам переменного тока приемной энергосистемы подключены потребители 3 электроэнергии, синхронная машина 4 и через силовой трансформатор 5 инвертор 6, Выпрямитель и инвертор соединены друг с другом линией 7 цередачи. В заземленный полюс инвертор» включена машина 8 постоянного тока, механически сочлененная с си,.хронным компенсатором 4 и электромашинным усилителем 9.

Трансформатор 10 постоянного тока подключен к ограничителю 11 тока, К шинам инвертора присоединен трансформатор 12 напряжения, выход которого подключен к регулятору 1Э напряжения синхронной машины и регулятору 14 частоты, на вход которого подается от устройства 15 уставки сигнал, пррпорциональный номинальному значению частоты в приемной энергосистеме. Сигнал рассогласования поступает на вход регулятора 16 тока и сравнивается со значением постоянного тока в линии передачи, поступающим от трансформатора 17. постоянного тока. Выходной сигнал с регулятора 16 тока задает углы олережения вентилей инвертора. Кроме того, выходной сигнал от регулятора

14 частоты подается на усилитель 18, управляющий тоМом возбуждения. электромашинного усилителя 9, в свою очередь регулирующего ток возбуждения машины 8 постоянного тока.

В нормальном режиме ток в линии передачи поддерживается постоянным с помощью регулятора 16 тока. Машина

8 постоянного тока работает практически в режиме холостого хода. Синхронная машина 4 работает в режиме синхронного компенсатора. Выпрямитель

2 работает с постоянным углом зажигания.

Изменение величины нагрузки 3 в приемной энергосистеме приводит к изменению частоты напряжения. Регулятор 14 частоты выявляет отклонение частоты от номинальной и тем

1089697 в энергосистеме синхронная машина полностью переходит в режим синхронного компенсатора, а увеличение нагрузки полностью компенсируется увеличением мощности, выдаваемой инв ер тором.

Аналогично система регулирования работает и.при уменьшении частоты,.

В этом случае машина постоянного тока переходит в режим генератора и синхронная машина тормозится„ далее 35 мощность, отдаваемая инвертором, уменьшается, Принцип работы устройств, представленных на фиг,2 практически не отличается от работы устройства, при- ng веденного на фиг,1, 30

В устройстве, изображенном на фиг.2 (в отличие от фиг.1), отклонение скорости вращения синхронной машины от номинальной (т.е. отклонение частоты переменного тока приемной энергосистемы оò номинальной) выявляется регулятором 19 скорости путем сравнения сигнала, пропорционального скорости вращения синхронной машины, полученной на выходе тахогенератора 20, механически сочле ненного с валом синхронной машины 4, с сигналом, пропорциональным номи-. нальной скорости вращения синхронной машины (который соответствует номинальному значению частоты в приемной энергосистеме), задаваемым устсамым изменяет уставку регулятора

16 тока и одновременно входнбй сигнал усилителя 18, изменяющего неличиру тока возбуждения управляющей обмоткой электромашинного усилителя

9, а следовательно, ток возбуждения машины 8 постоянного тока. Например, при увеличении нагрузки в приемной энергосистеме частота уменЬшается, что приводит к увеличению уставки регулятора 16 тока, т.е. к увеличению углов опережения зажигания вентилей инвертора, а, следовательно, к увеличению тока в линии передачи и одновременно к переходу машины 15

8 постоянного тока в режим двигателя.

В конечном итоге мощность, отда-. ваемая в приемную систему, увеличивается как за счет увеличения мощности, 20 отдаваемой инвертором, так и за счет мощности, генерируемой синхронной машиной. Однако по мере восстановления номинального значения частоты ройством 21 уставки и воздействием выходного сигнала регулятора 19 скорости как на углы отпирания вентилей инвертора (на вход регулятора 16 тока), так и на ток возбуждения машины постоянного тока (на усилитель 18).

На фиг.3 представлен вариант устройства,в котором выходной сигнал регулятора 19 скорости воздействует на углы опережения инвертора, а выходной сигнал регулятоора 14 частоты на ток возбуждения машины постоянного тока.

В устройстве, изображенном на фиг.4, выходной сигнал регулятора

14 частоты воздействует на углы опережения инвертора, а выходной сигнал регулятора скорости — на ток возбуждения машины постоянного тока, Выбор варианта устройства для реализации способа регулирования инверторной преобразовательной подстанции синхронной машиной (компенсатором) зависит от конкретных характеристик и параметров как автономной передачи постоянного тока, так и от характеристик и параметров приемной энергосистемы (ее нагрузок). Выбор того или иного варианта производится на основе расчета устойчивости всей системы и анализа качества переходных процессов в ней (выбирается вариант, работающий устойчиво во всем диапазоне нагрузок и обеспечивающий восстановление напряжения и частоты переменного тока приемной энергосистемы за минимальное время) .

При выходе из строя или во время планового ремонта инвертор можно отсоединить от линии передачи, а двигатель оставить подключенным к линии передачи, Учитывая, что на выпрямителе установлен ограничитель тока, величина тока двигателя близка по величине максимальному току, протекающего в линии передачи во время работы инвертора, В этом случае можно сохранить в работе ответственных потребителей электроэнергии, мощность которых не должна превьппать мощности двигarena постоянного тока.

При кратковременных нарушениях в работе выпрямителя или линии передачи (пропуски зажигания, автомати ческие повторные включения выпрямителя, перекрытия изоляции и т.п.) электроснабжение всех потребителей практически не нарушается, так как

1089б97 недостающая мояность . генерируется

sa счет энергии, накопленной в роторе синхронной машины, и эа счет работы машины постоянного тока в режиме двигателя. 5

Поддержание заданной величины напряжения на шинах переменного тока. осуществляется эа счет регулирования возбуждения синхронной машины.

Автоматический пуск передачи обес- 1О печивается путем включения выпрямителя на инвертор, в котором постоянный ток проводят два вентиля одной и той же фазы. При этом величина нагрузки должна соответствовать мощности двигателя постоянного тока.

После разгона синхронного компенсатора на номинальное число оборотов путем подачи импульсов управления на вентили вступает в работу инвертор и восстанавливается электроснабжение всех потребителей.

1089697

1089697

l089697

ВНИИПИ Заказ 2947/5! Тираж б14 По сное

Филиал ППП Патепт,™г. Укиород уп.Проектная, 4