УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО АГРЕГАТА Российский патент 1997 года по МПК H02P9/10 

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к системам регулирования электроэнергетических установок, и может быть использовано для стабилизации выходного напряжения ветроэлектрической установки.

Известна система регулирования нагрузки ветроэлектрической установки [1] в которой электрогенератор подключен к нагрузке через датчик тока нагрузки и регулятор величины нагрузки.

Недостатками этой системы являются низкая точность регулирования и надежности, обусловленные непосредственной зависимостью регулирования от нагрузки. Это приводит к тому, что в случае выхода из строя одного из потребителей (нагрузки) надежное регулирование становится невозможным.

Известно устройство для регулирования электроэнергетического агрегата [2] питающего основную нагрузку, содержащее устройство регулирования загрузки дополнительных нагрузок, мощности которых связаны соотношением P_n= P₁2^n-1, включающее элементы, управляющие подключением дополнительных нагрузок и n-разрядный аналого-цифровой преобразователь.

Недостатком этой системы также является низкая надежность устройства, так как регулирование системы с помощью подключения и регулирования величиной дополнительных нагрузок недостаточно.

Задачей изобретения является повышение надежности регулирования электроэнергетической системы путем стабилизации выходного напряжения.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве регулирования электроэнергетического агрегата, содержащем электрогенератор, основную нагрузку, устройство регулирования загрузки дополнительных нагрузок, выходная обмотка генератора выполнена в виде обмоток, число витков в которых связано соотношением N_n=N₁2^n-1 и каждая из которых включена в первую диагональ диодно-тиристорного моста к точкам соединения анод тиристора катод диода, вторая диагональ моста зашунтирована диодом, анод которого соединен с анодами диодов, а катод с катодами тиристоров этого моста, в котором катоды диодов этой диагонали через стабилизирующий дроссель соединены с другим концом резистора и управляющими электродами тиристоров диодно-тиристорного моста, в другую диагональ диодного моста включена обмотка трансформатора, установленного на выходе реверсивного счетчика, подключенного к компаратору, связанному с выходом генератора и источником опорного напряжения, при этом шунтирующие диоды соединены последовательно и катодами последнего через конденсатор связаны с устройством регулирования загрузки дополнительных нагрузок.

Повышение надежности регулирования в предлагаемой схеме устройства обусловлено стабилизацией выходного напряжения электроэнергетического агрегата путем отслеживания выходного напряжения генератора от номинального с помощью цепей выходной обмотки генератора, представленной в виде включаемо-отключаемых отдельных обмоток с числом витков, связанных соотношением N_n=N₁2^n-1. Это позволяет повысить точность отслеживания отклонений выходного напряжения генератора, расширить диапазон регулирования.

На чертеже представлена схема устройства регулирования электроэнергетического агрегата.

Устройство содержит электрогенератор 1 с обмоткой 2 возбуждения. Выходная обмотка 3 генератора 1 выполнена в виде обмоток 3₁.3_n. Число витков в этих обмотках связано соотношением N_n=N₁2^n-1, где N число витков в обмотке. Каждая из обмоток 3₁.3_n включена в диагональ выпрямительно-ключевого моста 4, выполненного на диодах 4, 5 и тиристорах 7, 8 в точки катод диода 5 анод тиристора 8, катод диода 6 анод тиристора 7. Параллельно другой диагонали моста 4 включен диод 9 анодом к анодам диодов 5, 6, катодом к катодам тиристоров 7, 8. Управляющий электрод тиристоров 7, 8 соединен с регистром 10 и через стабилизирующий дроссель 11 с катодом диодов 12, 13 первой диагонали выпрямительного моста 14. Аноды диодов 15, 16 моста 14 соединены с резистором 10, катодом диода 9. Ко второй диагонали моста 14 подключена обмотка трансформатора 17, вторая обмотка которого включена на выходе счетчика 18, связанного с компаратором 19. Диоды 9₁. 9_n соединены последовательно. Анод диода 9₁ связан с компаратором, а катод диода 9_n через конденсатор 20 с устройством регулирования загрузки дополнительных нагрузок.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии, когда скорость ротора генератора 1 мала, тиристоры 7, 8 моста 4 открыты, диоды 9 заперты выходным напряжением диагонали моста 4. При увеличении скорости ротора, когда выходное напряжение генератора 1 выше среднего номинального уровня, сигнал с счетчика 18 отключает напряжение на какой-либо обмотке или обмотках трансформатора 17. При этом напряжение на управляющих электродах тиристоров 7, 8 уменьшается, тиристоры 7, 8 запираются, диод или диоды 9 в соответствующих цепях обмоток открываются и шунтируют обмотку или обмотки 3. ЭДС, наводящаяся в этих обмотках, уменьшается. Выходное напряжение генератора 1 соответствует номинальному значению.

Одновременно в устройстве 21 регулирования загрузки дополнительных нагрузок сравниваются частота пульсаций выпрямленного напряжения генератора 1 и частота сигнала скорости ветра. Формируются сигналы управления коммутацией нагрузок, мощность которых связана соотношением P_n= P₁2^n-1, таким образом, чтобы отношение скорости ветра и скорости ротора генератора 1 было постоянным и оптимальным.

Использование: в электроэнергетике, ветроэлектрических установках. Сущность изобретения: выходная обмотка электрогенератора выполнена в виде обмоток, число витков в которых связано соотношением N_n = N₁2^n-1 и каждая из которых включена в одну диагональ диодно-тиристорного моста 4. Вторая диагональ моста 4 зашунтирована диодом 9, катод которого связан с катодами тиристоров 7, 8 моста 4, резистором 10 и анодами диодов 15 и 16 диагонали диодного моста 14. Управляющие электроды тиристоров 7, 8 моста 4 связаны с резистором 10 и через стабилизирующий дроссель 11 подключены к катодам диодов 12, 13 первой диагонали моста 14. В другую диагональ моста 14 включена обмотка выводного трансформатора 17 счетчика 18, подключенного в компаратору 19, связанному с выходом генератора 1 и источником опорного напряжения. Диоды 9 соединены последовательно, и катод последнего из них через конденсатор 20 связан с устройством 21 регулирования загрузки дополнительных нагрузок. В результате повышается надежность путем стабилизации выходного напряжения. 1 ил.

Устройство регулирования электроэнергетического агрегата, содержащее электрогенератор, основную нагрузку, устройство регулирования загрузки дополнительных нагрузок, отличающееся тем, что выходная обмотка генератора выполнена в виде n обмоток, число витков N в которых связано соотношением N_n N₁ • 2^n-1 и каждая из которых включена в первую диагональ диодно-тиристорного моста к точкам соединения анод тиристора катод диода, вторая диагональ моста защунтирована диодом, анод которого соединен с анодами диодов, а катод с катодами тиристоров этого моста, одним концом резистора и анодами диодов диагонали диодного моста, в котором катоды диодов этой диагонали через стабилизирующий дроссель соединены с другим концом резистора и управляющими электродами тиристоров диодно-тиристорного моста, в другую диагональ диодного моста включена обмотка трансформатора, установленного на выходе реверсивного счетчика, подключенного к компаратору, связанному с выходом генератора и источником опорного напряжения, при этом шунтирующие диоды соединены последовательно и катодом последнего через конденсатор связаны с устройством регулирования загрузки дополнительных нагрузок.