Автономная электрическая станция

Автономная электрическая станция

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СО303 СОВетских

Соцнапистичесиих

Республик

< >8О1188 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 02047g (21) 2743683/24-07 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 300 l81. Бюллетень Ио 4

Дата опубликования описания 300181 (Я)м. кл.з

Н 02 J 3/46

Государствеииый комитет

СССР по делам изобретений и открытий! (53) УДК 621. 311. .2.016.32(088.8) (72) Авторы изобретения

Г

В.Г. Несветаев, В.Я. Вейгандт и H.Ã. Кузенков (71) Заявитель (54) АВТОНОМНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ

Изобретение относится к электро-технике, а более конкретно к регулированию электрических машин.

Известны автономные станции,состоящие из агрегатов с синхронными генераторами, имеющими регуляторы, обеспечивающие статическую характеристику напряжения генераторов при параллельной работе.

Перевод активной нагрузки с одного генератора на другой осуществляется воздействием на регуляторы приводных двигателей,а реактивной нагрузки — воздействием на установки напряжения регуляторов генераторов (1) .

Недостатками известных электростанций являются низкая точность поддержания напряжения, так как устойчивая параллельная работа возможна только при статизме не менее 3-5% " .номинального напряжения, а такI же необходимость оперативного воздействия на два исполнительных о1!>гана каждого агрегата; уставку напряжения генератора и регулятор приводного двигателя, что усложняет эксплуатацию, затрудняет автоматизацию процесса перевода нагрузки.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является автономная станция, состоящая из агрегатов с синхронными генераторами,каждый из которых имеет систему возбуждения с регулятором напря>кения, в.измерительную цепь которого включено своим первым выходом двухплечевое устройство параллельной работы, вход которого подклсочен к трансформатору тока, включенному в цепь якоря генера, а в-орой выход соединен с уравнительными соединителями.

Введение уравнительных соединений позволяет осуществить устойчивую параллельную работу по астатической.характеристике поддер>кания напряжения на генераторах и равномерное распределение реактивной нагрузки (2).

Перевод активной нагрузки при разгрузке одного агрегата осуществляет20 ся воздействием на регулятор приводного двигателя, а перевод реактивной нагрузки может быть обеспечен только, при отключении уравнительных соединений и переводе одного или нескольких генераторов в режиме статического поддержания напряжения, что значительно снижает устойчивость генераторов электростанции в момент перевода нагрузки, способствуя возникновению аварийных ситуаций. Поэтому, обычно

801188 в таких электростанциях осуществляется не плавный перевод реактивной нагрузки, а "переброс". нагрузки с одного генератора ну"другие, путем отключения коммутирующими аппаратами генератора под нагрузкой, что приводит к возникновению нежелательных переходных процессов в электростанциях и к преждевременному износу коммутирующих аппаратов.

Все более широкое примененне,например, в судовых электростанциях, находят агрегаты с утилизационными приводными двигателями или валогенераторами с отводом мощности от главного двигателя судна, нри этом, в целях максимального использования укаэанных агрегатов при параллельной . работе с агрегатами, имекщимн обычные приводные двигатели, осуществляется неравномерная загрузка агрегатов активной нагрузкой, а реактивная наг- 3Q рузка прн наличии уравнительных соединений распределяется равномерно.

Для обеспечения устойчивости работы генераторов и более экономичной работы электростанции необходимо распределять реактивную нагрузку по заданному закону пропорционально активным нагрузкам, что невозможно обеспечить в известных электростанциях.

Цель изобретения - устранение переходных процессов при переводе нагрузки с одного генератора на другой и повышение устойчивости генераторов при дйнамических набросах активной нагрузки путем автоматического распределения реактивной нагрузки прософционально активной нагрузке.

Укаэанная цель достигается тем, что автономная электрическая станция, сО@ержащая агрегаты с синхронными генераторами, каждый из которых име- Щ ет систему возбуждения с регулятором напряжения, в измерительную цепь которого включено своим первым выходом двухилечевое устройство параллельной работы с питанием от трансформатора тока, включенного в цепь якоря генератора, а вторым выходом— на уравнительные соединения, снабжена дополнительным устройством параллельной работы, реагирующим на активную составляющую тока нагрузки, -вход которого подключен к дополнительному трансформатору тока в цепи якоря генератора, а выходы связаны соответственно с уравнительными соединениями и выходом двухплечевого 55 устройства параллельной работы.

При этом первый выход дополнительного устройства параллельной работы включен в цепь второго выхода двухплечевого устройства параллельной работы, а второй выход подключен на дополнительно введенные уравнительные соединения.

Или первый выход дополнительного устройства параллельной работы включен последовательно с первым выходом двухплечевого устройства параллельной работы, а второй выход — на дополнительно введенные уравнительные соединения.

Или первый выход дополнительного устройства параллельной работы включен последовательно с первым выходом двухплечевого устройства параллельной работы, а второй выход — последовательно со вторым выходом двухплечевого устройства параллельной работы, включенным на уравнительные соединения.

На фиг. 1-3 представлены схемы автономной электростанции из двух синхронных генераторов (варианты), на фиг. 4 - векторные диаграммы цепей измерения напряжения регуляторов при параллельной работе.

Синхронные генераторы 1, 2 имеют

СИстемы возбуждеиия 3 и 4 и регуляторы 5 и 6. В измерительные цепи регуляторов 5 и б первыми выходами включены двухплечевые устройства параллельной работы 7 и 8, питающиеся от трансформаторов тока 9 и 10. Вторые выходи устройств 7 и 8 включены на уравнительные соединения 11 через контакты генераторных 12 и 13 и секционного 14 и через первые выходы дополнительных устройств параллельной работы 15 и 16, питающиеся от трансформаторов тока 17 и 18 (фиг.1).

Вторые выходы дополнительных устройств 15 и 16 включены через контакты аппаратов 12-14 на уравнительные соединения 19 (фиг. 1, 2).

На фиг. 2 первый выход дополнительного устройства параллельной работы 15 включен последовательно с первым выходом устройства параллельной работы 7.

На фиг. 3 второй выход дополнительного устройства параллельной работы 15 включен последовательно со вторым выходом устройства параллельной работы 7.

Каждое устройство параллельной работы 7 и 8 состоит нз трансформатора

20 и нагрузочных резисторов 21 и 22, а дополнительное устройство - иэ трансформатора 23, нагрузочных резис-. торов 24 и 25 и конденсаторов 26 и 27.

На фиг. 4а изображено равномерное распределение активной и реактивной нагрузок между генераторами, на фиг. 4б и 4в — внезапное неравномерное распределение активной нагрузки при равномерном распределении реактивной нагрузки, фиг. 4г и 4д - установившийся режим при неравномерном распределении активной нагрузки и распределении реактивной нагрузки пропорционально активной, где Огнапряжение на общих шинах генераторов при параллельной работе; 0 ®

8д1188 активной нагрузки пропорционально активной нагрузке (Фиг. 4г и 4д).

При переводе нагрузки электростанции на один агрегат генератор, разгружаемый от активной нагрузки, автоматически разгружается и от реактивной нагрузки, т.е. полная разгрузка генератора осуществляется только под воздействием на регулятор приводного двигателя агрегата.

На диаграммах рассматривается случай, когда включением трансформаторов тока 17 и 18 в фазу В генераторов и подключением конденсаторов 2б и 27 параллельно резисторам 24 и 25 угол между падениями напряжений 0

«! f и 024 и соответственно 022 и Од получен равным . Однако необходимь1й

2 закон распределения реактивной нагрузки в зависимости от распределения активной нагрузки между генераторами может быть получен и при углах, неравных — " .

Применение предлагаемого изобретения обеспечивает распределение реактивных нагрузок генераторов пропорционально активным, что позволяет

»О

U напряжения на измерительном ор-. гане регулятора генераторов 1 и 2 соответственно; 02, 1, 024 1 U2+2 024 2падение напряжений на сопротивлении

21 и 24, пропорциональных току нагрузки генераторов 1 и 2; 02 1,U2< q, 02, 02 — пацение напряжений сопротивлении 22 и 25>пропорциональных суммарному току нагрузки генераторов.

В цепь уравнительных соединений основного устройства параллельной работы каждого генератора вводится сигнал, пропорциональный распределению активной нагрузки между генераторами.

При равномерном распределении активной нагрузки сигнал отсутствует, 1 и реактивная нагрузка также распре:деляетая равномерно. При равномерном распределении активной и реактивной нагрузки между генераторами 1 и 2 20 (фиг. 1) падение напряжения 0« q

02<-2 0?????? u>22 H ОЫ-q = ОдЛ-2

= 02 - - 02 -2,тогда Ur = О„„

Оир 2 (фиг.4а).

При внезапном изменении распреде - 2» ления активной нагрузки между генераторами в первоначальный момент (фиг. 4б и 4в), вследствие неравенства падений напряжений 024 < > 02 измеряемое напряжение Ощ „„„ меньше Ur, G Ок м g 6oJIbULG U г так K&K 0242 (Вследствие разности измеряемых напря10изм- < Ои м- t регулятор 5 будет формировать возбуждение генератора 1, а регулятор б — уменьшать возбуждений генератора 2 до тех пор, пока реактивная нагрузка не распределится между генераторами таким образом, чтобы (u>

Формула изобретения

Автономная электрическая станция, содержащая агрегаты с синхронными генераторами, каждый из которых имеет систему возбуждения с регулятором на" пряжения, в измерительную цепь которого включено своим первым выходом двухплечевое устройство параллельной работы, вход которого подключен к трансформатору тока, включенному в цепь якоря генератора, а вторым выходом — на уравнительные соединения, О т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью устранения переходных процессов при переводе нагрузки с одного генератора на другой и повышения устойчивости генераторов при динамических набросах активной нагрузки путем автоматического распределения реактивной нагрузки пропорционально активной нагрузке, станция снабжена дополнительным устройством параллельной работы, реагирующим на активную составляющую тока нагрузки, вход которого подключен к дополнительному трансформатору тока в цепи якоря генератора, а выходы связаны соответственно с уравнительными соединениями и выходом двухплечевого устройства параллельной работы.

2. Станция по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что первый выход дополнительного устройства параллельной работы включен в цепь второго выхода двухплечевого устройства параллельной работы, а второй выход подключен на дополнительно введенные уравнительные соединения.

3. Станция -по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что первый выход дополнительного устройства параллельной работы включен последовательно с первым выходом двухплечево"

801188

4 го устройства параллельной работы,а второй выход — на до1толнительно введенные уравнительные .соединения.

4. Станция по пп. 1-3, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что первый вход дополнительного устройства параллельной работы включен последовательно с первым выходом двухплечевого устройства параллельной работы,а второй выход — последовательно со. вторым выходом двухплечевого устройства параллельной работы, включенным на уравнительные соединения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Максимов Ю.И.и Павлюченков A.М.

5;Эксплуатация судовых синхронных генераторов. М,, "Транспорт", 1969, с. 132-133, 2. Максимов |O.È.è Павлюченков А.М.

Эксплуатация судовых синхронных генераторов. М., "Транспорт", 197б, с. 49-57.

801188

Фиг. е

Составитель К. Фотина

Редактор Н-. Кеыеля Техред A. Ач Корректор Н. Стец

Заказ 10451/75 Тираж б86 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4