Способ электрического торможения синхронного генератора Российский патент 2019 года по МПК H02J3/24 H02P3/24 H02P9/08 

Предлагаемое изобретение относится к области электроэнергетики и может быть использовано в электроэнергетических системах, системах электроснабжения, электрических сетях для сохранения динамической устойчивости синхронных генераторов и электрических станций.

Известен способ электрического торможения синхронного генератора (авторское свидетельство СССР №900365, М. Кл³. Н02J 3/24, 1982) путем подключения к нему с началом паузы автоматического повторного включения тормозных резисторов, мощность которых определяют в зависимости от предаварийной мощности генератора и тяжести аварии, и отключения тормозных резисторов при достижении скольжением синхронного генератора отрицательного значения, в котором с целью повышения качества переходного процесса, при достижении скольжением отрицательного значения отключают часть тормозных резисторов, мощность которых выбрана в пределах 30-80% мощности подключенных резисторов, а оставшуюся часть резисторов отключают одновременно с окончанием паузы автоматического повторного включения.

Указанный способ обладает следующими недостатками: мощность тормозных резисторов не остается постоянной, но варьируется дискретно в конкретной аварии в зависимости от предаварийной мощности генератора и тяжести аварии; мощность тормозных резисторов разбивается на части, и оставшуюся часть резисторов отключают одновременно с окончанием паузы автоматического повторного включения. Эти недостатки усложняют и удорожают установку и схему управления ею, не обеспечиваются минимальное скольжение и разность углов между синхронизируемыми напряжениями на момент повторного включения, предел по динамической устойчивости не достигает предела по статической устойчивости.

Кроме того, известен способ электрического торможения синхронного генератора путем параллельного включения тормозных резисторов (Кощеев Л.А. Автоматическое противоаварийное управление в электроэнергетических системах. Ленинградское отделение Энергоатомиздата. 191065 Ленинград, Д-65, Марсово поле, I. Типография ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. 195220 Ленинград, К-220, Гжатская ул., 21., Стр. 55-63), являющийся прототипом предлагаемого изобретения и заключающийся в подключении тормозных резисторов к шинам отдельных генераторов или к высоковольтным шинам электростанции при коротком замыкании с последующим их отключением в определенный момент времени, который зависит от начальных условий и изменения режимных параметров (электрической мощности, угла, скорости его изменения и др.)

Указанный способ обладает следующим недостатком при затяжных коротких замыканиях (например, при работе устройства резервирования отказа выключателя) угол δ может достичь величин, не позволяющих предотвратить выпадение генераторов из синхронизма, что приводит к недостаточно эффективному торможению. Кроме того, существует вероятность выпадения из синхронизма в первом или втором цикле качаний.

Задачей (техническим результатом) предлагаемого изобретения является повышение эффективности электрического торможения синхронного генератора.

Поставленная задача решается за счет того, что в известном способе, заключающемся в том, что тормозной резистор подключают при возникновении аварийных ускоряющих небалансов мощности синхронного генератора, в котором синхронный генератор отключают от сети при подключении тормозного резистора, а включают в сеть при выполнении условий синхронизации, а именно при скольжении и разности углов синхронизируемых напряжений менее допустимых значений, с одновременным отключением тормозного резистора.

На чертеже представлено устройство, реализующее предлагаемый способ - схема электрической сети с синхронным генератором СГ, включенным в сеть на параллельную работу с другими синхронными генераторами энергосистемы.

Устройство (схема) электрической сети содержит СГ (1), шины СГ (2), устройство синхронизации УС (3), шины подключения СГ к сети (4), выключатель В1 (5), выключатель В2 (6), существующая релейная защита РЗ (7), тормозной резистор TP (8).

К шинам (2) СГ через выключатель (6) В2 подключен TP (8), который устраняет небалансы активной мощности СМ при аварии. Выключатель В1 (5) отключает СГ от сети и включает ее в сеть. УС (3) измеряет взаимный угол и скольжение между шинами (2) и (4) и дает команду на включение В1 (5) и отключения В2 (6) при выполнении условий синхронизации. Команды на включение выключателя 6 (В2) и отключение выключателя 5 (В1) при возникновении аварии поступают от существующей РЗ (7).

Способ осуществляется следующим образом. Аварию, которая может привести к нарушению динамической устойчивости СГ (1), фиксирует существующая РЗ (7) и дает команды на отключение В1 (5) и включение В2 (6). В1 (5) отключает СГ (1) от сети, что устраняет зависимость текущей мощности TP (8) от вида аварии, уровня напряжения в сети при аварии и повышает эффективность действия TP (8). Так как СГ (1) на время торможения отключен от шин сети (4), то асинхронного хода между шинами (2) и (4) не возникает и нет взаимного влияния напряжений указанных шин. В момент снижения взаимных скольжения и угла между шинами (2) и узлом (4) до значений уставок отключается выключатель В2 (6) и включается выключатель В1 (5). Таким образом, выполняется точная синхронизация СГ (1) с минимальными возмущениями, что позволяет существенно повысить доаварийную активную мощность СГ (1), довести ее до предела по статической устойчивости, отказаться от дополнительного сетевого строительства, вызванного необходимостью выполнения нормативов по сохранению динамической устойчивости.

Таким образом, в отличие от прототипа, предлагаемый способ решает задачу (получает технический результат) повышения эффективности электрического торможения синхронного генератора, за счет того что синхронный генератор отключают от сети при подключении тормозного резистора, а включают в сеть при выполнении условий синхронизации, а именно при скольжении и разности углов синхронизируемых напряжений менее допустимых значений, с одновременным отключением тормозного резистора, что приводит к устранению влияния на успешность электрического торможения синхронного генератора таких факторов как длительность короткого замыкания, интенсивность изменения угла δ, изменения напряжения на шинах генератора после включения тормозного резистора.

Изобретение относится к области электроэнергетики и может быть использовано в электроэнергетических системах, системах электроснабжения, электрических сетях для сохранения динамической устойчивости синхронных машин и электрических станций. Технический результат заключается в повышении эффективности электрического торможения синхронного генератора. Способ электрического торможения синхронного генератора заключается в том, что тормозной резистор подключают при возникновении аварийных ускоряющих небалансов мощности синхронного генератора, в котором синхронный генератор отключают от сети при подключении тормозного резистора, а включают в сеть при выполнении условий синхронизации, а именно при скольжении и разности углов синхронизируемых напряжений менее допустимых значений, с одновременным отключением тормозного резистора. 1 ил.

Способ электрического торможения синхронного генератора, заключающийся в том, что тормозной резистор подключают при возникновении аварийных ускоряющих небалансов мощности синхронного генератора, отличающийся тем, что синхронный генератор отключают от сети при подключении тормозного резистора, а включают в сеть при выполнении условий синхронизации, а именно при скольжении и разности углов синхронизируемых напряжений менее допустимых значений, с одновременным отключением тормозного резистора.