Устройство для электропитания потребителей

Устройство для электропитания потребителей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ, содержащее синхрюнныП генератор, подключенный к энергосистеме, и шины с подключенными потребителями, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы энергосистемы и электроснабжения потребителей собственных нулод генератора, оно снабжено асинхронизированной синхронной машиной, вал которой механически соединен с валом генератора, а статорные обмотки подключены к шинам с потребителями, управляемым преобразователем частоды, функциональным преобразователем, датчиками частоты и напряжения на шинах потребителей , датчиком частоты на шинах энергосистемы , подключенным к входу функционального преобразователя, двумя сумматорами, двумя дифференцирукщими элементами и регулятором возбух(дения, входы которого подсоединены к выходам сумматоров и дифференцирующих элементов, входы одного из сумматоров подсоединены соответственно к датчику и дополнительно введенному задатчику напряжения , а выход соединен с первым дифференцирующим элементом, входы друi гого сумматора подсоединены к выхо (Л дам датчика частоты шин потребителей и функционального преобразовас теля, а выход соединен с вторым дифференцирующим элементом, вход регулятора возбуждения подключен к управляемому преобразователю частоты асинхронизированной синхронной машины . со ел со о 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) Н 02 1 11 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3546660/24-07 (22) 21.01.83 (46) 30.05.84, Бюл. М 20 (72) E.Â.Kàëåíòèoíîê. (71) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (53) 621.316.1 (088.8) (56) 1. Ботвинник М.М. Асинхронизированная синхронная машина. M., ГЭИ, 1960, с. 55-57.

2. Авторское свидетельство СССР

9 508859, кл. Н 02 J 11/00, 1976. (54) (57) УСТРОЙСТВО Д31Я ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ, содержащее синх-. ронный генератор, подключенный к . энергосистеме, и шины с подключенными потребителями, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения надежности работы энергосистемы и электроснабжения потребителей собственных нужд генератора, оно снабжено асинхронизированной синхронной машиной, вал которой механически соединен с валом генератора, а статорные обмотки подключены к шинам с

09) SU 81> А потребителями, управляемым преоб разователем частоты, функциональным преобразователем, датчиками частоты и напряжения на шинах потребителей, датчиком частоты на шинах энергосистемы, подключенным к входу функционального преобразователя, двумя сумматорами, двумя дифференцирующими элементами и регулятором возбуждения, входы которого подсоединены к выходам сумматоров и дифференцирующих элементсв, входы одного из сумматоров подсоединены соответственно к датчику и дополнительно введенному задатчику напряжения, а выход соединен с первым диф ференцирующим элементом, входы другого сумматора подсоединены к выходам датчика частоты шин потребителей и функционального преобразователя, а выход соединен с вторым дифференцирующим элементом, вход регулятора возбуждения подключен к управляемому преобразователю частоты асинхронизированной синхронной машины.

1095308

Изобретение относится к электротехнике, а именно к схемам питания вспомогательного оборудования электростанций.

Известно устройство для электроснабжения собственных нужд самолета, содержащее асинхронизированную синхронную машину и регулятор возбуждения с управлением по параметрам частоты и напряжения (1).

Однако осуществление регулирования только по отклонению частоты и напряжения нв обеспечивает собственные нужды качественной энергией, поскольку не позволяет поддержать постоянство частоты и напряже,5 ние собственных нужд при изменении режима их работы.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для электропитания потребителей, содержащее синхронный генератор и трансформаторы, од- 20 ни выводы первичных обмоток которых подключены к главным выводам обмоток якоря генератора, а к выводам вторичных обмоток подключаются потребители, причем вторые выводы пер- 25 вичных обмоток трансформаторов подключены к дополнительно выводам обмоток якоря генератора в точках с максимальной поперечной составляю-щей напряжения, к которьм подключе- 3Q ны и вторые выводы вторичных обмоток трансформаторов, имеющие полярность, обратную полярности выводов первичных обмоток (2).

Недостатком известного устройства является зависимость режима работы потребителей собственных нужд от режимных параметров энергосистемы, что снижает надежность работы генераторов как при кратковременных снижениях напряжения и частоты из-за

40 отключения элементов или близких коротких замыканиях в энергосистеме, так и при длительных отклонениях режимных параметров, приводящих изза снижения производительности, соб- 45 ственных нужд к лавине частоты или из-за опрокидывания двигателей к лавине напряжения, вызывающих останов электростанций.

Цель изобретения — повышение на- 5О дежности работы энергосистемы и электроснабжения потребителей собственных нужд генератора.

Указанная цель достигается тем, что устройство для электропитания потребителей, содержащее синхронный генератор, подключенный к энергосистеме, и шины с подключенными потребителями, снабжено асинхронизированной синхронной машиной, вал которой механически соединен с валом генератора, а статорные обмотки подключены к шинам с потребителями, управляемым преобразователем частоты, функциональным преобразователем, двумя сумматорами, датчиками частоты и 65 напряжения на шинах потребителя, датчиком частоты на шинах энергосистемы, присоединенным к функциональному преобразователю, двумя дифференцирующими элементами и регулятором возбуждения, входы которого подсоединены к сумматорам и к дифференцирующим элементам, входы одного из сумматоров подсоединены соответственно к датчику и дополнительно введенному задатчику напряжения, а выход соединен с первым дифференцирующим элементом, входы другого сумматора подсоединены к выходам датчика частоты шин потребителей и функционального преобразователя, а выход соединен с вторым дифференцирующим элементом, вход регулятора возбуждения подключен к управляемому преобразователю частоты асинхронизированной машины, На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг.2— пример зависимооти частоты шин потребителей собственных нужд генератора от частоты шин энергосистемы.

Устройство состоит из синхронного генератора 1, статорная обмотка которого подключена к шинам 2 энергосистемы, а вал механически связан с турбиной 3 и валом асинхронизированной синхронной машины 4, статорная обмотка которой подключена к шинам 5 потребителей собственных нужд генератора 1. Обмотки ротора асинхронизированной машины 4 через управляемый преобразователь 6 частоты соединены с шинами 5. Вход управляемого преобразователя 6 частоты соединен с регулятором 7 возбуждения, вход которого соединен с сумматорами 8 и 9, а также с дифференцирующими элементами 10 и 11. Выход сумматора 8 соединен с входом дифференцирующего элемента 10, а выход сумматора 9 соединен с входом дифференцирующего элемента 11. На вход сумматора 8 вводится уставка по напряжению. Выход датчика 12 частоты шин 2 энергосистемы соединен с входом функционального преобразователя 13, выход которого соединен с входом сумматора 9, Датчик 14 напряжения шин 5 потребителей соединен с входом сумматора 8, а датчик 15 частоты шин 5 потребителей соединен с входом сумматора 9.

Устройство работает следующим образом.

Механическая мощность турбины 3, преобразованная генераторами в электрическую, передается от синхронного генератора 1 в энергосистему, а от асинхронизированной синхронной машины 4 потребителям собственных нужд генератора 1. Работа асинхронизированной машины 4 основывается на регулировании возбуждения с полной компенсацией запаздывания в цепи рото1095308

При аварийном снижении частоты ниже допустимого уровня, что свидетельствует о дефиците активной мощ-ь ности в энергосистеме, частота на собственных нуждах генератора повышается, что приводит к увеличению мощности генератора и тем самым к уменьшению дефицита мощности энергосистемы. При увеличении частоты выше допустимого уровня доля снижения частоты на собственных нуждах уменьшается, что приводит к уменьшению мощности генератора и соответственно к снижению избытка активной мощности. Диапазон изменения частоты на шинах потребителей определяется допустимым режимом частоты его собственных нужд. Осуществление электропитания от асинхронизированной синхронной машины снижает также уровень токов короткого замыкания в системе собственных нужд генератора.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить уровень надежности работы энергосистемы в целом из-за возможности в аварийных режимах с дефицитом мощности оперативно изменять мощность генераторов и повышения надежности работы отдельных генераторов, поскольку потребители их собственных нужд получают высококачественную элек троэнергию, не зависящую от качества энергии в энергосистеме, практически исключается развитие лавинообразных процессов частоты и напряжения а также уменьшаются токи короткого замыкания в системе собственных нужд .

ln

Ул.mar

fn.н

Sn.mi.n

Усме си. k.тих 4 (Риг. 2 ра и питания обмоток возбуждения напряжением частотой

Е С С где w — частота напряжения статоС ра АСМ; 5

w — частота вращения вала двиГ гателя ACM.

В таком случае ток ротора асинхронизированной синхронной машины определяется только напряжением управления, что позволяет получать требуемые характеристики устройства для автономного энергоснабжения потребителей. В сумматоре 8 осуществляется вычитание действительного напряжения от напряжения уставки, в сумматоре 9 производится вычитание режимной частоты от заданного значения частоты, а на входы регулятора 7 возбуждения поступают сигналы, пропорциональные отклонениям и производным напряжения и частоты на шинах 5 потребителя. Это позволяет жестко поддерживать заданные значения частоты и напряжения на шинах потребителей собственных нужд генератора l.

В функциональный преобразователь

13 закладывают необходимую зависи- 30 мость частоты шин собственных нужд генератора от частоты шины энергосистемы, Поэтому введение в систему управления возбуждением асинхронизированной синхронной машины 4 дат-35 чика 12 частоты и функционального преобразователя 13 позволяет изменять в допустимых пре,делах частоту (й„,„— f „ „) на собственных нуждах генератора в зави-40 симости от частоты энергосистемы (фиг.2) и тем самым оперативно влиять на производительность собственных нужд, механическую мощность турбины 3, а следовательно, на электрическую мощность синхронного генератора 1.

Применение предлагаемого устройства наиболее актуально для электроснабжения собственных нужд атомных элек трос тан ций, где имею тс я особо ответственные электроприемники, требующие источников надежного питания.

ВНИИПИ Заказ 3685/37

Тираж 614 Подписное

Фили ал ППП " Г ате нт ", r. Ужгород, ул. Проектная, 4