Автономная электростанция

Автономная электростанция

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

-() .с )к ). з

ОП ИСАНЙЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (>>) 59e3L2

К АВТОРСКОМУ СВИДИТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено18.03.76 (21) 2334599/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Оцубликовано25.03.78. Бюллетень №1 (45) Дата опубликования описания 2Ф.02.78. (51) М. Кл.

Н 02 3 3/46

Н 02 Р 9/04

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изооретений и открытий (53) УЛК 621.3.11.23.

° 072.85(088.8) B А. Двинин, А. В. Орлов и В. В. Сапожников (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) АВТОНОМНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ

Изобретение относится к области электроэнергетики и может быть использовано, например, в автономных электроэнергетических судовых системах, работающих преимущественно с широким диапазоном изменения активной нагрузки.

Известны судовые электроэнергетические системы переменного тока.

Эти электроэнергетические системы содержат подключенные к общим шинам распределительного щита синхронные генераторы и асинхронные генераторы.

Известна также автономная электростанция, параллельно синхронному генератору которой подключены асинхронный генератор и асинхронная возбудительная машина, роторы которых соединены механически и электрически, причем статорная обмотка асинхронной возбудительной машины подключена к шинам распределительного шита через выпрямительно-инверторный каскад. Вращаются эти генераторы от дизелей или турбин. Первичные двигатели оснащены регуляторами скорости.

Активная нагрузка электропотребителей судна, в связи с широкой комплексной автоматизацией технических средств и увеличением количества электропотребителей с импульсными режимами работы, изменяется в большом ди1

2 апазоне. Процесс формирования величины активной нагрузки носит случайный характер н каждая энергетическая установка электроэнергетической системы работает с нагрузкой от номинальной до 50" (при одинаковой мощ5 ности двух установок). Это приводит к неоптима IbHoìó режиму работы первичных двигателей, преждс всего уменьшается К11Д двигателя. Оптимальным режимом работы дизеля является уменьшение его частоты вращения с уменьшением нагрузки. С уменьшением нагрузки дизеля расход топлива резка увеличивается, т. е. КПД дизеля уменьшается и при постоянной частоте вращения минимальный расход топлива достигаетсч только при определенной величине нагрузки.

Таким образом. указанным энергетическим системам, наряду с достоинствами — высокое качество напряжения, гарантированное снабжением электроэнергисй, прису ц и недостаток, заключающийся в том, что»«обеспечивается минимальный суммарный расход топлива генсрирующими агрегатами при заданном режиме потребления электроэнергии, т. t. в условиях изменяющейся нагрузки HP обеспечивается рсжим работы агрегатов с максимальным КПЛ.

Целью изобретения является повышение

КПД первичного двигателя.

599312

Для этого предложенная электростанция снабжена фазово-амплитудным регулятором, датчиками активных и реактивных токов генераторов и блоками контроля величины активных и реактивных токов, причем статорная обмотка возбудительной асинхронной машины подключена к шинам распределительного шита через фазово-амплитудный регулятор, входы управления которого соединены с выходами блоков контроля величины активных и реактивных токов, входы которых соединены с соответствующими датчиками активных и реактивных токов генераторов, причем второй выход блока контроля величины активных токов соединен с регулятором скорости первичного двигателя асинхронного генератора.

На чертеже представлена структурная схема судовой электростанции. содержащей шины

1 распределительного щита, к которым через датчики 2 активного .и реактивного тока подключены синхронный генератор 3 с первичным двигателем 4 и асинхронный генератор с принудительным синхронным потоком 5, а через фазово-амплитудный регулятор 6 возбудительчая асинхронная машина 7. Роторы асинхронного генератора 5 и возбудительной асинхронной машины 7 соединены электрически и механически, механически они также соединены с первичным двигателем 8. Датчики активного и реактивного токов соединены с блоками 9 величины активных и реактивных токов. Блок контроля величины активных токов соединен с фазово-амплитудным регулятором 6 и регулятором скорости первичного двигателя 8 асинхронного генератора, а блок контроля величины реактивного тока соединен только с амплитудно-фазовым регулятором.

Генераторы работают на общую нагрузку (суммарная активная нагрузка P), при этом наиболее высокие технико-экономические показатели синхронного генератора обеспечиваются, если он работает в режиме номинальной нагрузки с постоянной частотой вращения. Предложенная система работает так, что активная нагрузка Pi синхронного генератора остается неизменной и равна номинальной, а все изменения активной нагрузки воспринимаются асинхронным генератором, работающим с переменной частотой вращения (чем меньше активная нагрузка, тем меньше частота вращения), в результате достигается, максимальное значение К11Д при любом режиме нагрузки. Это обеспечивается тем, что управляющий сигнал, поступающий от блока контроля величины активных токов, пропорционален величине активного тока, равного разности суммарного активного тока и номинального тока синхронного генератора (P = P — P ) . Этот сигнал управляет фазо-амплитудным регулятором, так что активный ток асинхронного генератора 5 равен этому переменному активному току, — и регулятором скорости двигателя 8 таким образом, чтобы его частота вращения соответствовала минимальному расходу топлива при данном активном токе. Величина активного тока асинхронного генератора определяется углом сдвига ЭДС, созданной полем возбуждения от напряжения на его зажимах. Этот угол задается

2Е

60 и регулируется фазово-амплитудным регулятором 6. Постоянство частоты напряжения в данном случае обеспечивается тем, что независимо от частоты вращения ротора асинхронного генератора 5, его магнитный поток вращается с постоянной скоростью, соответствующей частоте напряжения на шинах 1 распределительного щита. Это достигается тем, что на ротор асинхронного генератора 5 подается напряжение частотой, равной частоте скольжения. Соответствующая частота напряжения в роторе обеспечивается возбудительной асинхронной машиной

7, статорная обмотка которой через фазово-амплитудный регулятор 6 подключена к шинам 1 распределительного щита. Фазово-амплитудный регулятор 6, изменяя величины выходного напряжения н функции величины суммарного реактивного тока по сигналу от блока контроля величины реактивного тока, обеспечивает изменение реактивного тока асинхронного генератора 5 так, чтобы синхронный генератор 3 работал с номинальным коэффициентом мощности, а все изменения реактивного тока воспринимались асинхронным генератором 5. 1IB чальное значение величины напряжения на выходе фазово-амплитудного регулятора 6 задано таким, что при холостом ходе асинхронного генератора 5 на его зажимах обеспечивалось номинальное напряжение. Напряжение асинхронного генератора 5 регулируется изменением амплитуды выходного напряжения фазовоамплитудного регулятора 6.

Предложенная электростанция позволяет значительно уменьшить расход топлива, особенно в системе с резко переменной активной нагрузкой, упростить процесс синхронизации, так как частота напряжения обоих генераторов одинакова, а следовательно отказаться от сложных устройств синхронизации и подгонки частоты. Кроме того, автоматически решается проблема устойчивости параллельной работы, что в целом повышает надежность электроэнергетической системы.

Формула изобретения

Автономная электростанция, например судовая, содержащая шины распределительного щита, к которым подключены синхронный генератор и асинхронный генератор с возбудительной асинхронной машиной, ротор которой электрически и механически связан с ротором асинхронного генератора, первичный двигатель которого выполнен с регулятором скорости, отличающаяся тем, что, с целью повышения

КПД первичных двигателей, она снабжена фазово-амплитудным регулятором, датчиками активных и реактивных токов генераторов и блоками контроля величины активных и реактивных токов, причем статорная обмотка возбудительной асинхронной машины подключена к шинам распределительного щита через фазовоамплитудный регулятор, входы управления которого соединены с выходами блоков контроля величины активных и реактивных токов, входы которых соединены с соответствующими датчиками активных и реактивных токов генераторов, причем второй выход блока контроля величины активных токов соединен с регулятором скорости первичного двигателя асинхронного генератора.

599312

Составитель К. Фотина

Техред О. Луговая Корректор H. Тупица

Тираж 892 Подписное

Редактор Е. Кравцова

Заказ 1426 41

11.НИИПИ Государственно о коми с а Советz Министров СССР по делам изооретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4j5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4