Нагрузочное устройство Советский патент 1983 года по МПК H02P9/42 H02J3/00 

Изобретение относится к электротехнике, в частности может быть использовано для нагружения в процессе испытаний автономных электростанций. Известно нагрузочное устройство, позволяющее нагружать электрической сетью переменного тока например,(заводской) испытуемые автономные электростанции. Оно отличается высокой экономичностью: вырабатываемая привбдны ми двигателями испытуемой электростанции энергия утилизируется в сет 8 известном устройстве для согласов ния параметров выходн 1Х цепей автономной электростанции с параметрами сети переменного тока использован преобразователь частоты с промежуточ ным звеном постоянного тока, состоящий из последовательно соединенных управляемого выпрямителя и зависимого (ведомого сетью) инвертора, включенных между выходными шинами автономной электростанции и входными шинами сети. Такое включение согласующего устройства позволяет нагружать испытуемую электростанцию сетью независимо от разности частот и амплитуд указанных выше напряжений ij . Недостатком известного нагрузочного устройства является сравнительно высокая стоимость согласующих устройства, которая тем выше, чем больше мощность испытуемой электростанции. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является нагрузочное устройство, основу которого составляет преобразователь частоты с промежуточным звеном постоянног тока, состоящий из соединенных последовательно преобразовательных агрегатов и снабженный системами автоматического регулирования (CAP) то ка и коэффициента мощности нагрузки испытуемой электростанции. Преобразовательные агрегаты включены между выходными шинами испытуемой электростанции (АЭС) и входными шинами первого участка нагружающей электрической сети, а дополнительная секционированная нагрузка подключена к выходу АЭС. Преобразовательные агрегаты имеют системы импульсно-фазового управления (СИФУ). При этом САР тока связана с СИФУ выпрямителя преобразователя частоты 2j . В качестве секционированной нагрузки предполагается использование Q S3 потребителей электроэнергии сравнительно большой мощности в единице, создающих более или менее стабильную нагрузку. Такими потребителями являются, например, компрессоры (их приводные двигатели) . Число таких потребителей., как правило, ограничено. Для коммутации секционированной нагрузки нагрузочное устройство необходимо комплектовать дополнительными коммутирующими эт1ементами, работающими в тяжелых условиях. Кроме того, дополнительная секционированная нагрузка непригодна для нагружения электростанций постоянного тока. Цель изобретения - упрощение и уменьшение мощности устройства. ,Указанная цель достигается тем, что в нагрузочном устройстве, содержащем преобразователь частоты с промежуточным звеном постоянного тока, состоящий из двух соединённых-последовательно преобразовательных агрегатов, включенных между выходными шинами испытуемой АЭС и входными шинами первого участка нагружающей электрической сети, дополнительную нагрузку, подключенную к выходу АЭС, сиотемь (мпульсно-фазового управления (СИФУ) преобразовательными агрегатами , систему автоматического регулирования тока, связанную с СИФУ выпрямителя преобразователя частоты, в качестве дополнительной нагрузки использован второй участок нагружающей электрической сети, к которому подключены зажимы переменного тока первого преобразовательного агрегата, а устройство снабжено САР мощности, связанной с СИФУ инвертора преобразователя частоты, переключателем и блоком сравнения уровней напряжения участков нагружающей сети, двумя входами соединенным Суказанными участками, а выходом - с первым входом переключателя , вт(Э|эой и третий входы которого соединены с выходами САР тока и мощности, п-ервый и второй выходы переключателя соединены со входами СИФУ соответствующих преобразовательных агрегатов. На чертеже представлена схема нагрузочного устройства. Устройство содержит испытуемую автономную электростанцию переменного тока 1-1, испытуемую автономную электростанцию постоянного тока 1-2, участки нагружающей сети 2-1 и 2-2. .

Нагрузочное устройство содержит также первый 3 и второй k преобразовательные агрегаты, датчики тока и блок сравнения ;6 уровней напряжений участков нагружающей электрической сети, коммутатор 7 шин преобразовательных агрегатов, датчик 8 мощности нагрузки автономной электростанции переменного тока, суммирующие блоки 9 и to, усилители рассогласования 11 и 12, переключатель 13, СИФУ и 15 преобразовательных агрегатов.

Испытуемая электростанция переменного тока подключается к первому 2-1 участку нагружающей сети через преобразователь частоты З, а ко второ му 2-2 - непосредственно. Уровни напряжений участков контролируются ПОДключенным к ним блоком сравнения 6, выход которого подключен ко входу переключателя 13. САР тока нагрузки включает задатчик режима 3, и датчик тока 5-1, подключенные ко входу сумматора 10, выход которого соединен со входом усилителя 12, откуда сигн1ал через переключатель 13 подается на вход одной из СИФУ I или 15 преобразов телей Зили соответственно. САР мрщностй нагрузки состоит;и задатчика Р и датчика мощности В, подключенн 1х ко входу сумматора 9, выход которого соединен со входом усилителя М, откуда Сигнал через переключатель 13 подается на вход одной из СИФУ 1 или преобразователей 3 или Ц соответственно.

Испытуемая электростанция постоямного тока 1-2 через датчик тока 5-2 и коммутатор шин 7 подключается ко входам постоянного тока преобразовательных агрегатов 3 и . Выходные сигналы датчиков 5-1 и 8 при этом отсутствуют, а ни входы сумматоров 9 и 10 подается выходной сигнал постоянного tOKa 5-2, что приводит к организации в составе нагрузочного устро ства двух САР постоянного тока.

При равенстве напряжений первого и второго участков сети с помощью начальных регулировок преобразователю частоты задается такой режим работы, чтобы он создавал, если необходимо, только, реактивную нагрузку (коэффициент мощности преобразователя в за;- висимости от УГЛОВ регулирования его вентиле1 может изменяться, как из вестно, от нуля до единицы), а необходимый режим работы автономной электростанции задается воздействием на.

ее систему подачи топлива. При повушенйи напряжения второго участка ( при уменьшении мощности его потребителей) уменьшается нагрузка АЭС, что фиксиjруется датчиком тока 5-1 и мощности 8, выходные сигналы которых через САР тока и мощности воздействуют на СИФУ первого и второго преобразователей таким образом, чтобы восстановить заданный режим нагрузки АЭС. Другими словами, уменьшение мощности потребителей второго участка компенсируется подключением к АЭС через преобразователь частоты потребителей электроэнергии первого участка. При увеличении нагрузки второго участка сети, что скажется на величине его напряжения, блок сравнения 6 зафиксирует факт превышения напряжением первого участка напряжения второго участка сети, в результате чего его выходной сигнал осуществит коммутацию в переключателе 13 таким образом, что выход САР мощности выход блока 11) окажется подключенным ко входу СИФУ И первого преобразователя 3 а выход САР тока (выход блока 12) - ко входу СИФУ 15 второго преобразователя t, что приведет к переводу первого преобразователя в режим инвертирования, а второго в режим выпрямления. Изменение направления потока мощности через преобразователь частоты приведет к повышению напряжения во втором участке сети и к восстановлению заданного режима нагрузка АЭС.

Начальные регулировки могут быть и другими, что не принципиально. Однако, приведенный выше выриант, позволяет максимально использовать возможности преобразователей 3 и t.

При испытании АЭС постоянного тока с помощью к,оммутатора шин 7 зажимы постоянного тока преобразователей 3 и 4 соединяются параллельно и оба преобразователя переводятся при этом э инверторный режим. При изменениях состояния участков нагружающей сети каждая САР тока так изменяет режим работы преобразователей, чтобы ток нагрузки АЭС .оставался неизменным блок сравнения 6 при этом отключается).

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет простыми средствами увеличить предельную мощность нагрузки по сравнению с мощностью преобразователей электрической энергии.

НАГРУЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО, с,одержащее преобразователь частоты с промежуточным звеном постоянного тока, состоящий из двух соединенных после-, довательно преобразовательных агрегатов, включенных между выходными шинами испытуемой автономной электростанции (АЭС) и входными шинами первого участка нагружающей электрической сети, дополнительную нагрузку, подключенную к выходу АЭС, системы импульсно-фазЬвого управления (СИФУ) преобразовательными агрегатами, систему автоматического регулирования (САР) тока, связанную с СИФУ выпрямителя преобразователя частоты, о т- . ли чающееся тем, что, с целью упрощения и уменьшения мощности устройства, в качестве дополнительной нагрузки использован второй участок нагружающей электрической сети, к которому подключены зажимы переменного тока первого преобразовательного агрегата, а устройство снабжено САР мощности, связанной с СИФУ инвертора преобразователя Частоть, переключателем и блоком сравнения уровней напряжений участков нагружающей сети, i двумя входами соединенным с указанны(Я ми участками, а выходом - с первым входом переключателя, второй и третий входы которого соединены с выходами САР тока и мощности, а первый и второй выходы переключателя соединены со входами СИФУ соответствующих преобразовательных агрегатов. 00 ел СП СО