Устройство для гибкой связи энергосистем Советский патент 1985 года по МПК H02J3/06 

1 Изобретение относится к области производства и потребления электроэнергии, конкретно к электромеханическим преобразователям для связи источников переменного тока. Ъ известных электромеханическихустройствах для гибкой связи энерго систем используются две каскадно включенные асинхронные машины, расположенные на общем валу. Роторные обмотки машин соединены с прямым ил обратным порядком чередования фаз, а статорные подключены к объединяемым энергосистемам. Регулирование перетока активной мощности осуществ ляется вспомогательным двигателем с системой управления, установленным на общем валу. Устройство отличается простотой, невысокой мощностью и надежностью D Однако устройство не может обеспечить регулируемый переток реактив ной мощности между энергосистемами. Наиболее близким к изобретению является устройство для гибкой .связ энергосистем, состоящее из двух кас:кадно включенных асинхронных машин с фазными роторами, установленными на общем валу вспомогательного ддиг теля с системой управления на этом валу. Один из статоров каскада неподвижен, а второй йожет прворачиваться в пределах полюсного деления Поворот статора в пределах полюсног деления обеспечивается посредствс м серводвигателя и червячного редукто jpa связанных механически со станиной. Такое устройство обеспечивает регулируемый переток как активной, так и реактивной мощности между системами, сохраняя простоту, надеж ность, невысокую стоимость С23.. Недостатком этого устройства является невысокое быстродействие, связанное с механической инерцией поворачиваемого статора, снижающее качество электроэнергии особенно пр связи сетей с резкопеременной нагру кой и системы со стабильным напряже нием. . Цель изобретения - повьппение .качества электроэнергии путем увели чения быстродействия связи при сохранении простоты, надежности и невысокой стоимости устройства. Указанная цель достигается тем, что в устройстве, включающем две каскадно включенные трехфазные асин8хронные машины с общим валом, статорная обмотка одной подключена к одной из связываемых энергосистем, вспомогательный приводной двигатель на валу машин с системой уп1 авления, обмотки трехфазных асинхронных машин соединены в треугольник, каждая обмотка статора второй машины выполнена с отпайками, а устройство снабжено коммутатором, который установлен между второй из связываемых энергосистем и отпайками статорной обмотки второй машины. На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства. Обмотка статора 1 первой машины соединена в треугольник и подключена к энергосистеме 2, обмотка статора второй машины 3 также соединена в треугольник. От секций обмоток 3 сделаны отпайки, присоединенные к коммутатору 4. Общие фазные шины коммутатора 4 присоединены к шинам системы 5. Роторные обмотки машин 6 и 7 соединены с прямым или обратным поряд|сом чередования фаз. Вспомогательная приводная машина 8 с системой управления 9 обеспечивает вращение вала устройства с заданной частотой. Число отпаек определяет плавность регулирования активной и реактивной мощностей, поскольку переток активной и реактивной мощностей обеспечивается при повороте статора или его поля в пределах 90 эл. град. Если коммутатор 4 находится в позиции сг то векторы магнитных индукций статоров 1 и 3 ориентированы в пррстранстве одинаково, а векторы ЭДС роторов 6 и 7 равны и направлены встречно. .Токи статоров при этом равны токам холостого хода, а ток роторов равен нулю. При переключении коммутатора 4 в положение b или Ь (по направлению или против направления вращения поля), а также на последующие отпайки происходит поворот вектора магнитной индукции статора 3 по отношению к вектору статора I на определенный угол. Этот угол определяется числом пазов, которые занимает коммутируемая секция. При этом на такой же угол поворачивается вектор ЭДС ротора 7, тогда как вектор ЭДС ротора 6 сохраняет саое прежнее направление. Результи31рующая ЭДС роторов не равна нулю, поэтому в цепи роторов появляется ,ток, активная и реактивная составляющие этого тока могут по направлению совпадать с ЭДС одного ротора и иметь направление, противоположное ЭДС второго ротора в пределах поворота поля на 90 эл. град. В этом диапазоне изменения угла поворота поля одна машина каскада работает в двигательном режиме, а вторая - в генераторном. Например, при переключении коммутатора 4 в позицию b и далее (по направлению вращения поля) в двигательном режиме работают машины 3,7, а в генераторном - 1,6. При переключении коммутатора в противоположную сторону - позиция Ъ и далее - режимы машин изменяются на противоположные. В том случае, когда реактивная составляющая тока роторов противоположна ЭДС одного из роторов зтот ротор отдает реактивную мощность статору. Избыток этой мощности генерируется в систему. Очевидно, что полная реактивная мощность, необходимая для намагничивания каскадной машины, воспринимается из другой системы. - При повороте поля :Статора сверх +90 эл.град, обе машины переходят в 84 двигательный режим, поэтому отпайки коммутируются лишь на половину полюс ного деления машины в обе стороны от нейтральной . Если направление потоков мощности одностороннее, например из системы 2 всистему 5, то эта зона составляет половину полюсного деления в одном направлении (Ь), а число от- паек уменьшается вдвое. Коммутатор 4 по .своей природе может быть полупроводниковым или механическим. Использование предлагаемого устройства повысит быстродействие гибкой связи, а следовательно, гибкость и маневренность связи между системами, поскольку поворот поля при помощи коммутатора происходит на порядок быстрее, чем поворот статора при помощи электромеханической системы, где это занимает несколько секунд. Использование предлагаемого устройства наиболее целесообразно для присоединения малой системы к круп ной, когда первая имеет потребителей с резкопеременной нагрузкой, что связано со снижением напряжения сети и необходимостью компенсации этого снижения путем перекачивания реактивной мощности из крупной систе яы.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГИБКОЙ СВЯЗИ ЭНЕРГОСИСТЕМ, содержадее две каскадяо 81слк}Ченные трехфазные асинхронные машины с общим валом, статорная обмотка одной из которых подключена к одной нз связьшаемых энергосистем, вспомогательный приводной двигатель на валу машин с системой управления, отличающееся тем, что, с целью повышения качества электроэнергии путем повышения быстродействия связи, обмотки трехфазных асинхронных машин соединены в треугольник, каждая обмотка второй машины вьшолнена с отпайками, а устройство снабжено коммутатором, который установлен между второй из связываемых энергосистем и отпайками статорной обмотки второй машины. (Л ел со о 00 00