Устройство для гибкой связи энергосистем

Устройство для гибкой связи энергосистем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик 729746 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 20.12.77 (21} 2556083/24 — 07 с присоединением заявки М (23) Приоритет (53)M. К.п.

Н 02 Х 3/06

Гасударстввввый кеютвт

СССР вв дивм яавбрвтвввв я втврктвй

Опубликовано 25.04.80. Бюллетень М 15

Дата опубликования описания 25.04.80 (53) УД К621З.052.

ЬЗ (088.8} (72) Авторы изобретения

В. А. Веников, Н. И. Зеленохат, М. А. Поляков, Ю. Г. Шакарян и Р. С. огоев

Московский ордена Ленина энергетический институт и Всесоюзный научно-исследовательский институт электроэнергетики (71) Заявителвв (54} УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГИБКОЙ СВЯЗИ ЭНЕРГОСИСТЕМ

Изобретение относится к передаче электрической энергии по линиям переменного тока, а именно к электромеханическим преобразователям частоты для гибкой связи энергосистем с различающимися частотами.

Известны устройства для связи электроэнергетических систем, выполненные на базе двух асинхроннзированных синхронных ма иин с жестко соединенными валами, статорные цепи которых подключаются -раздельно к энергосистемам. Для питания роторных цепей асинхронизированных синхронных машин в известном устройстве применяется расположенная на общем валу коллекторная машина или статический преобразователь частоты с соответствующим регулятором (11.

Однако наличие потребителей мощности для питания роторных цепей снижает пропускную способность и КПД устройства связи.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для объе20 динення энергосистем, содержашее две ассинхронизированные синхронные машины с жестко соединенными валами, статорные цепи которых подсоединены каждая к соответствующеи энергосистеме, а к роторным цепям машин подсоединены статические преобразователи частоты и регулятор с блоком формирования функций регулирования (21.

При таком выполнении устройства связи в зависимости от соотношения частоты f и f в объединяемых энергосистемах через статический преобразователь частоты обмотками роторов асинхронизированных синхронных ма шин только потребляется или только выдается активная мощность Р = S Ð... где S— скольжение ротора асннхронизированной машины относительно частоты энергосистемы, к которой подключены статорные цепи.рассматриваемой асинхронизированной машины (при ее работе со скольжением).

Пропускная способность известного устройства зависит от активной мощности Р, выдаваемой или потребляемой обмотками роторов асинхронизированных машин электромеханического преобразователя в зависимости от колебаний частоты связываемых энергосистем. При снижении частоты приемной энергосистемы мощgIgA гз "- М Г Р з 729746 ность возвращается на шины передающей энергосистемы и наоборот (при снижении частоты передающей энергосистемы мощность Р возвращается на шины приемной энергосистемы).

Таким образом, пропускная способность всего устройства оказывается сниженной на величину Р, т.е. через электромеханический преобразователь частоты можно передавать не всю номинальную мошность, а лишь. часть мощности (Р— Р1). В то же время при снижении га частоты в приемной энергосистеме, обусловленном дефицитом активной мощности в этой энергосистеме, крайне необходимо обеспечить наибольшую возможную пропускную способность устройства — тем в большей мере это необходимо, чем значительнее снижение частоты, т.е. чем больше величина Р1.

Для повышения пропускной способности и

KII3 устройства для гибкой связи энергосистем при взаимном скольжении объединяемых подсистем в известное устройство, содержащее две. асинхронизированные синхронные машины с жестко соединенными валами, статорные цепи которых подсоединены каждая к соответствующей энергосистеме и статические преоб- 25 разователи частотьг в роторных цепях каждой машины, на вход которых поступают сигналы от общего для роторных цепей асинхронизированных машин регулятора с блоком формирования функции регулирования, введен переклю- 3II чатель, замыкающие контакты которого подключены к одной энергосистеме, а размыкающие контакты — к другой энергосистеме. Бля осуществления и реключений переключатель снабжен блоком управления, содержащим дат- зс . чики сигналов направления мощности, подключенные к статорным и роторным цепям асинхронизированных машин, и элемент сравнения этих сигналов.

На чертеже дана схема предлагаемого уст- 4О ройства.

Устройство для гибкой связи энергосистем 1 и 2 состоит из двух асинхронизированных синхронных машин 3 и 4 с жестко соединенными валами. Цепи роторов асинхронизированных машин 3 и 4 через статические преобразователи частоты 5 и б и переключатель 7 соединены со статорными цепями асинхронизированных машин т.е. с энергосистемами 1 и 2.

На вход статических преобразователей частоты

5 и 6 поступает сигнал от регулятора 8 с блоком формирования функции регулирования. К управляемым элементам переключателя 7 подключено . устройство управления переключателем, представляющим собой элемент сравне- у ния 9, на вход которого присоединены датчики 10, 11, 12 сигналов направления мощности в роторных и статорных цепях асинхронизированных машин 3 и 4, 4

Возможны два положения переключателя 7, при которых питание роторных цепей асинхронизированных MRIIIK! 3 и 4 Осушествггяется от сети передающей 1 или приемной 2 энергосистемы. 11ри передаче мощности Р через электромеханический преобразователь частоты из энергосистемы 1 в 2 асинхронизированная машина 3 будет работать в двигательном, а асинхронизированная мапгина 4 — в генераторном режимах. Если частоты, и f в эти энергосистемах находятся в соотношении

> т, с роторов обеих машин должна (l. 4 сниматься мощность Р = Р + P, В этом случае переключатель 7 переводится в положение, при котором мощность Р< будет передаваться в энергосистему 2, В результате через статор, работающей генератором асинхронизированной машины 4, будет передаваться мощность P-P<, а через статические преобразова- . тели частоты 5 и б — дополнительная мощность Р (на чертеже направление перетоков активных мощностей для данного случая показано сплошными стрелками): тем самым будет обеспечиваться передача в энергосистему

2 полной мощности P. При соотношении частот 1 < т и сохранении направления

*4 Й перетока мощности Р в цепь ротора вводят обе асинхронизированные машины мощности и Р . В этом случае действием переклюлеля 7 система питания возбуждения обеих асинхронизированных машин 3 и 4 подключается к энергосистеме 1, благодаря чему обеспечивается передача в энергосистему 2 через статор асинхронизированной машины 4 мошности P (на чертеже 1 перетоки мощности в данном случае показаны пунктирными стрелками), Управление переключателем 7 осуществляется в соответствии с простым алгоритмом при помощи устройства управления переключателем, представляюшего собой элемент сравнения 9, на вход которого подаются сигналы (sI ü ) направления мощности в статорных цепях асинхронизированных машин 3 и 4 от датчиков 11 и 12 и в роторных цепях асинхронизированных машин 3 и 4 от датчика 10.

Если принять за положительное направление активных мощностей направление их в обмотку статора и ротора асинхронизированных машин 3 и 4; то при ьыполнении условия.

SQQ P @Iffy Р

Ъ срабатывает элемент сравнения 9 и действует на переключатель 7, который подключает цепи роторов обеих асинхронизированных машин

3 и 4 к шинам энергосистемы 1. При вьнюлнении условия.

29746 6 ные машины с жестко соединенными валами, статорные цепи которых подсоединены каждая к соответствующей энергосистеме, а к роторным цепям машин подсоединены статические преобразователи частоты и регулятор с блоком формирования функций регулирования, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения пропускной способности и KII3 устройства, оно снабжено переключателем, эамы10 кающие контакты которого подключены к эдной энергосистеме, а размыкающие контакты — к другой энергосистеме, и блоком уп1 равления переключателем, содержащим датчики сигналов направления мощности и элемент

15 сравнения этих сигналов, причем датчики подсоединены к статорным и роторным цепям асинхронизированных машин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Ботвинник М. М. Асинхронизированная синхронная машина, ГЭИ, 1960.

2. Авторское свидетельство СССР N 502445, кл, Н 02 д 3/06, 1974.

Заказ 1299/49

Подписное

ЦН ИПИ

Тираж 783

5 7 н-включатель 7 обеспечивает подключение цепей роторов асинхрснизированных машин 3 и 4 к энергосистеме 2. Принятый алгоритм управления остается в силе при изменении направления перетока мощности P через электромеханический преобразователь частоты.

Предлагаемое устройство может быть применено на межсистемных связях объединяемых энергосистем как с неодинаковыми, так и с одинаковыми номинальными частотами, причем в энергосистемах наблюдаются взаимные колебания частот. Пропускная способность устройства с увеличением разности частот объединяемых энергосистем не уменьшается, что эквивалентно дополнительной генерации в приемной энергосистеме мощности лР = ЬР

НО ч

Расчет показывает, что при Є— 500 МВТ и S =4% дополнительная генерация составит

20 МВТ, т.е. КПЛ электромеханического преобразователя частоты увеличивается на 4%.

Формула изобретения

Устройство для гибкой связи энергосистем, содержащее две асинхронизированные синхронФилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4