Устройство для гибкой связи энергосистем Советский патент 1983 года по МПК H02J3/06 

Изобретение относится к производству и потреблению электроэнергии, а более конкретно к электромеханическим преобразователям для связи источников переменного тока. В электроэнергетике для связи отдельных энергосистем в единую систему известно применение электромеханических или статических вставок. В известных электромеханиче.ских устройствах для гибкой связи энергосистем по крайней мере одна из машин, установленных на обш.ем валу и подключенных первичными цепями к различным энергосистемам, является машиной двойного питания. Во вторичную цепь этой машины включается статический преобразователь частоты 1. Недостатками такого устройства для связи энергосистем являются необходимость применения отдельных устройств для запуска при вводе в эксплуатацию или после ремонта и низкая надежность, связанная с наличием контактных колец на роторах электрических машин, входящих в преобразователь. Наиболее близким к изобретению является устройство для гибкой связи энергосистем, представляюшее собой две установленные на общем валу асинхронные машины с фазными роторами, обмотки которых электрически соединены между собой и имеют противоположную последовательность фаз. Статорные обмотки асинхронных машин подключены к линиям электропередач объединяемых энергосистем. Каскадно включенные асинхронные машины управляются относительно маломощным приводным двигателем, система управления которого обеспечивает регулирование активной мощности, передающейся через машины независимо от разности частот в электрических системах. При изменении частоты в одной из энергосистем, система регулирования выдает сигнал на изменение частоты вращения приводного двигателя, а следовательно, и обеих асинхронных машин. Устройство отличается простотой и надежностью 2. Однако устройство не обеспечивает перетока реактивной мошности между системами, т.е. обладает меньшими по сравнению с известными устройствами возможностями. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения перетока реактивной мощности в энергосистемах и, следовательно, увеличение гибкости и маневренности устройства при сохранении простоты и надежности. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для гибкой связи энергосистем, содержащем две каскадно включенные асинхронные машины с общим валом, статорные обмотки которых подключены к связываемым энергосистемам, а роторные выполнены с противоположной последовательностью фаз, и вспомогательный приводной двигатель на валу асинхронных машин с системой управления, статор одной из асинхронных машин выполнен с возможностью поворота в пределах полюсного деления относительно неподвижно установленного статора другой машины. Поворот статора в пределах полюсного деления в сочетании с регулированием частоты врашения позволяет не только разгружать от реактивного тока один из статоров, но и работать с опережающим током. Подвод реактивной мощности в этом случае осуществляется со стороны ротора и другого статора за счет реактивной мощности, получаемой этим статором из соответствующей энергосистемы. На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства для гибкой связи энергосистем; на фиг. 2 - векторные диаграммы, поясняющие работу устройства. Роторы асинхронных машин 1 и 2 расположены на общем валу, а обмотки роторов, имеющие противоположную последовательность фаз, соединены между собой. Статор-ные обмотки асинхронных машин 1 и 2 подключены через выключатели 3 и 4 к связываемым энергосистемам 5 и 6, которые могут быть соединены также непосредственно выключателем 7. Статор одной из асинхронных машин, например машины 2 выполнен поворотным. Для его поворота установлен серводвигатель 8 с редуктором 9. Асинхронные машины приводятся во вращение вспомогательным двигателем 10, на который воздействует система 11 управления. При работе устройства в режиме гибкой связи энергосистем с перетоком мощности между ними выключатели 3 и 4 замкнуты, а выключатель 7 разомкнут. Направление потока активной и реактивной мощностей определяется соответственно направлением вращения приводного двигателя 10 и направлением и углом поворота статора машины 2. При этом каждая из машин представляет собой машину двойного питания, причем ротор одной машины является для другой источником добавочной ЭДС частоты скольжения при данной частоте вращения. Если статоры ориентированы в пространстве одинаково, а обмотки роторов включены с обратным порядком следования фаз, то вследствие возникающего неравенства их ЭДС при вращении роторов по их обмоткам протекает активный ток. В таком режиме мощность из одной системы поступает в статор, воспринимается первым pOTopoiyi, подводится к второму ротору и далее к второму статору за вычетом потерь в этих цепях. Эта мощность активная, поскольку ЭДС, отличаясь по величине, находятся в

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГИБКОЙ, СВЯЗИ ЭНЕРГОСИСТЕМ, содержащее две каскадно включенные асинхронные машины с общим валом, статорные обмотки которых подключены к связываемым энергосистемам, а роторные выполнены с противоположной последовательностью фаз, и вспомогательный приводной двигатель на валу асинхронных мащин с системой управления, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем обеспечения возможности перетока реактивной мощности между энергосистемами, статор одной из асинхронных машин выполнен с возможностью поворота в пределах полюсного деления относительно неподвижно установленного статора другой машины. (Л ел CQ to О5