Двухмашинный агрегат Советский патент 1985 года по МПК H02P7/42 H02P9/14 

О5 4

СХ)

ел

ГчЭ Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах переменного тока или энергетических установках электростанций при необходимости сочетания синхронного и асинхронного режима работы, обусловленной требованиями технологического процесса или последствиями аварийной ситуации. По основному авт.св. № 1086538 известен двухмашинный агрегат, содержащий две синхронные машины, одни выводы обмоток статоров которых электрически непосредственно соединены между собой, валы роторов маши жестко соединены между собой, обмотки возбуждения машин сдвинуты друг относительно друга на заданный угол, выводы обмоток возбуждения машин подключены к выходам управляемого преобразователя частоты, силовой вход которого подключен к выходу источника возбуждения, регулятор асинхронного режима, входы которого соответственно соединены с выходами датчиков частоты, углового положения ротора и мощности, входы последнего соединены с выходами датчиков тока и напряжения, при этом в него введены трансформаторный блок, два сило вьгх выключателя, управляемые короткозамыкатель и коммутатор с двумя замыкающими и двумя размыкающими контактами, блок переключения режимов, регулятор синхронного режима, входы которого соответственно соединены с датчиками тока, напряжения и частоты, а выход - через замыкающие контакты управляемого коммутатора соединен с входами управляемого преобразователя частоты, вьрсоды регулятора асинхронного режима через размыкгиощие контакты управляемого ком1мутатора соединены с входами управляемого преобразователя частоты, управляющий вход управляемого комму татора соединен с управляющим входо управляемого короткозамыкателя и по ключен к выходу блока переключения режимов, вход которого соединен с в ходом датчика мощности, другие выво ды обмоток статоров машин через выключатели подключены соответствен но к выводам вторичных обмоток тран сформаторного блока, первичные обмотки которого снабжены выводами для подключения к сети, управляемый .короткозамыкатель силовыми выводами подключен к электрически непосредственно соединенным между собой выводам обмоток статоров Clj. Недостатком данного устройства являются низкие энергетические показатели, из-за неполного использования обмоток статора при колебаниях напряжения в энергосистеме. Цель изобретения - улучшение энергетических показателей за счет лучшего использования обмоток статоров двухмашинного агрегата как в синхронном, так и в асинхронном режимах работы. Поставленная цель достигается тем, что в двух машинный агрегат дополнительно введен второй управляемый короткозамыкатель, а трансформаторный блок снабжен двумя дополнительными вторичными обмотками, которые одними выводами последовательно-встречно соединены между собой и с силовыми выводами второго управляемого короткозамьжателя, а другими выводами пофазно электрически связаны с выводами основных вторичных обмоток. Каждая дополнительная вторичная обмотка выполнена из двух секций, выводы фаз которых соединены между Собой в противоположные группы. На фиг.1 и 2 изображены соответственно варианты выполнения предлагаемого двухмашинного агрегата. На фиг.1 и 2 обозначены А, В, С их, Y, Z - начала и концы первичной обмотки трансформаторного блока; 1, Ь, с и х, у, z - начала и концы его первой вторичной обмоткиJ 2 2 2 2 г 2 зчала и концы второй вторичной обмотки трансформаторного блока соответственно. На фиг.1, кроме того, обозначены Ц , Ь , с и х,, у ,г( - начала и концы первой дополнительной вторичной обмотки i а,, Ь , с и х, у , z начала и концы второй дополнительной вторичной обмотки. На фиг.2, кроме того, изображены а;,ь;,с; и a;,b;,,y;,z; и х;, , Z - начала и концы двух секций обмЪток первой дополнительной вторичной обмотки а bj , с и а,, bj, ,2 и X.;, y,.zj и., , - начала и кон1ц 1 двух секций обмоток втррой дополнительной вторичной обмотки трансформаторного блока. Двухмашинный агрегат содержит первую 1 и вторую 2 (фиг.1) синхронные электромашины, одни выводы обмоток статоров которых электрически непосредственно соединены между собой, валы роторов машин жестко соеди нены между собой, обмотки возбуждения машин, расположенные на соответствующих роторах сдвинуты одна относительно другой на заданный угол, вы воды обмоток возбуждения машин подключены к выходам управляемого преобразователя 3 частоты, образованное го двумя управляемыми циклоконверторами 4 и 5, силовые входы которых подключены к выходу источника 6 возбуждения, другие выводы обмоток статоров машин через выключатели 7 и 8 соответственно подключены к вторичным обмоткам трансформаторного блока 9, первичные обмотки которого имеют выводы для подключения к сети Трансформаторный блок 9 выполнен в виде одноготрехобмоточного трансформатора или двух двухобмоточных трансформаторов. Короткозамыкатель 10 силовыми выводами подключен к электрически непосредственно соединенным между собой выводам обмоток статоров. Первичная обмотка 11 трансформаторного блока 9 соединена по схеме звезда, а вторичные обмотки 12 и 13 с одной стороны через выключатели 7 и 8 соответственно связаны с сетевыми выводами обмоток статоров первой 1 и второй 2 синхронных машин, а с другой стороны электрически непосредственно соединены между собо и подключены к силовым выводам короткозамыкателя 14, управляющий вход которого соединен с.управляющим вхо- --дом короткозамыкателя Ю и подключен к коммутирующему выходу блока 15 управления силовой частью 16 двухмашинного агрегата, в которую входят синхронные машины 1 и 2, силовые выключатели 7 и 8, трансформаторный блок 9 и управляемый короткЬзамыкатель 10. Датчик 17 тока, датчик 18 напряжения, датчик 19 частоты и датчик 20 углового положен ия ротора соединены с информационными входами блока 15 управления, управляющие выходы которого соединены с управляющими входам циклоконверторов 4 и 5 соответственно. Вторичные обмотки 12 и 13 трансформаторного блока 9 выполнены еледующим образом. К имевшимся ранее вторичным обмоткам 21 и 22 последовательно-встречно присоединены дополнительные вторичные обмотки 23 и 24 соответствен-. но, выводы которых соединены между собой и подключены к короткозамыкателю 14. При этом дополнительная трехфазная обмотка 24 соединена в группу, противоположную группе соединения другой трехфазной вторичной обмотки 23 соответственно. Дополнительные вторичные обмотки 23 и 24 могут быть выполнены секционными (фиг.2), когда обмотка 23 выполняется из секций 25 и 26, а обмотка 24 - из секций 27 и 28. Двухмашинный агрегат функционирует следующим образом. Предложенный двухмашинный агрегат представляет собой асинхронизирован- ную синхронную машину, способную работать как в асинхронном, так и в синхронном режимах при наличии соответствующих управляющих воздействий, вырабатываемых в соответствующих регуляторах, выходы которых переключаются в зависимости от конкретной необходимости, определяемой оператором или автоматически по соотношению активной и реактивной мощности первичной обмотки трансформаторного блока 9. Особенность работы двухмашинного агрегата состоит в специфике функционирования трансформаторного блока 9. В синхронном режиме работы, когда Короткозамыкатель 10 замкнут, |короткозамыкатель 14 в зависимости от конкретной настройки может быть тоже замкнут или разомкнут. В том случае, когда он замкнут, статоры синхронных машин включены на паралельную работу, при этом по обмотам 23 и 24 протекают равные, но проивоположно направленные токи, так ак эти обмотки включены взаимно стречно, следовательно, их машиные поля взаимно уничтожаются, и к бмоткам статоров машин оказываются риложены номинальные напряжения. акой режим работы важен, когда наряжение на шинах энергосистемы ольше номинального напряжения, на оторое рассчитаны обмотки статоров беих синхронныхмашин. -При этом ни не перегружаются. Выполнение оботок секционированными позволяет олее точно осуществлять согласова- $ ние обмоток статоров синхронных машин 1 и 2 с энергосистемой по напря жению. В асинхронном режиме работы, ког да короткозамыкатель 10 разомкнут, короткозамыкатель 14 также может быть замкнут или разомкнут в зависи мости от конкретной настройки. В том случае, когда он разомкнут, ста торные обмотки машин 1 и 2 оказываются соединенными последовательно на разностное напряжение вторичных обмоток 12 и 13 трансформаторного блока 9. Это позволяет обеспечить возможность увеличения токов в ста,1 2 торных обмотках при пониженном напряжении на шинах энергосистемы. Такой режим оказывается весьма важным при возникновении динамических перегрузок на валу двухмашинного агрегата во время пиковых нагрузок в энергосистеме. Таким образом,изобретение позволяет улучшить энергетические показатели двухмашинного агрегата за счет лучшего использования обмоток статоров его синхронных машин как в синхронном, так и в асинхронном режимах работы в зависимости от степени загруженности энергосистемы.

1. ДВУХМАШИНР1ЫЙ АГРЕГАТ по авт.св. № 1086538, отличающийся тем, что, с целью улучшения энергетических показателей, в него дополнительно введен второй управляемый короткозамыкатель, а трансформаторный блок снабжен двумя дополнительными вторичйыми обмотками, которые одними выводами последовательно-встречно соединены между собой и с. силовЬми выводами второго управляемого короткозамыкателя, а другими выводами пофазно электрически связаны с выводами основных вторичных обмоток. 2. Двухмашинный агрегат по п.1, отличающийся тем, что каждая дополнительная вторичная обмотка выполнена из двух секций, выводы фаз которых соединены между собой в противоположные группы. (Л

Фие.1

.

фиг. 2

J

1