Система электропередачи переменного тока Советский патент 1986 года по МПК H02J3/00 

ных напряжений от АСГ 2 для обесп чеция параллельной работы с фазной системой потребителей. Фаз сдвигающих устройств для системы напряжений генератора 1 не требуе поскольку генератор 1 через линию электропередачи непосредственно рботает на шины потребителей. Если сигнал оптимального значения угла не соответствует сигналу действи-

тельного угла Эа сдвига напряжений в паре сближенных проводов линии, то сигнал рассогласования поступает в канал управления фазовым углом реf

Изобретение относится к электроэнергии, в частности к системам электропередачи переменного тока.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение экономичности передачи электроэнергии.

На фиг. 1 схематически изображена предлагаемая система электропередачи; на фиг. 2 - фрагмент структурной схемы регулятора асинхронизиро- - ванной синхронной машины; на фиг. 3 - векторная диаграмма напряжений; на фиг. 4 - функциональная зависимость угла сдвига между двумя трехфазными системами напряжения от величины передаваемой активной мощности по линии электропередачи.

Система электропередачи содержит генератор 1 переменного тока с системой трехфазных обмоток А , 8, и С , асинхронизированный синхронный генератор (АСГ) 2 с системой трехфазных обмоток А , В„ и С , шестифаз- ную линию 3 электропередачи со сближенными попарно проводами 4 и 5, 6 и 7, 8 и 9 фаз, фазосдвигакнцее устройство (ФУ) 10, регулятор 11 фазы угла, датчики 12 и 13 фазового угла, шины 14 потребителя, управляемый преобразователь 15 частоты системы возбуждения АСГ, трансформатор 16 питания преобразователя частоты, регулятор 17 АСГ, датчику 18 углового положения вала АСГ, датчик 19 вектора напряжения АСГ, канал 20 управления фазовым углом регулятора 17 АСГ, блок 21 функциональной зависимости фазовогулятора 17 АСГ 2, который, управляя- преобразователем частоты 15, производит поворот вектора напряжения АСГ на соответствующий угол до исчезно- взния сигнала рассогласования. Управление углом фаз устройства 10 осуществляется регулятором 11, на входы которого поступают сигналы от датчика 12 действительного фазового сдвига напряжений в паре сближен- ных проводов линии и сигнал, пропорциональный требуемому оптимальному значению фазового угла между сбли- женными фазами. 4 ил.

го угла от активной мощности,, датчики 22 активной мощности и телеканал 23.

Трехфазная система обмоток генератора 1 переменного тока А , 6 и С подключена к разным проводам каждой пары сближенных проводов фаз линии электропередачи. Фаза А подключена к проводу 4 первой пары 4 и 5 сближенных проводов фаз линии; фаза 6 - к проводу 6 второй пары 6 и 7 сближенных проводов фаз линии,- фаза С, - к проводу 8 третьей пары 8 и 9 сближенных проводов фаз линии. Трехфазная система обмоток АСГ 2 подключена к разным проводам каждой пары сближенных проводов фаз линии 3 эле ктропередачи: фаза А :-к проводу 5 линии; фаза Bj - к проводу 7 ли- нии; фаза С - к проводу 9 линии. На приемном конце провода 4, 6 и

8линии 3 электропередачи включены непосредственно, а провода 5, 7 и

9- через фазосдвигающее устройство

10к соответствующим шинам 14 потребителей. Управление работой ФУ 10 осуществляется с помощью регулятора 11, входы которого соединены с приемным концом телеканала 23 и выходом датчика 12 фазового угла напряжений шин 14 и входа ФУ 10. К обмоткам возбуждения АСГ 2 подводится напряжение возбуждения требуемой частоты

и амплитуды от тирис горного преобразователя 15 частоты. Питание преобразователя 15 осуществляется через трансформатор 16. Выход датчика 18 углового положения вала АСГ и выход

10

датчика 19 вектора напряжения АСГ 2 соединены с входами регулятора 17, Регулятор 17 служит общим устройством для управления работой преобразователя частоты с несколькими каналами регулирования, одним из которьОс является канал управления фазовым углом. Датчики 18 и 19 необходимы регулятору для обеспечения асинхронизи- рованного режима АСГ 2,

На структурной схеме регулятора 17 с каналом управления фазовым углом (фиг. 2), к входу канала 20 упг равления фазовым углом подключены выходы датчика 13 фазового угла на- t5 пряжений пары сближенных проводов линий и блока 21 функциональной зависимости фазового угла от активной мощности. Выход датчика 22 активной мощности,передаваемой по линии 20 3 i подключен к входу блока 21, в который закладывают зависимости оптимального фазового угла напряжений в паре сближенных проводов фазы линий от передаваемой активной мощное- 25 ти по электропередаче (фиг. 4). Ко входам датчика 13 фазового угла под- водятся сигналы вектора напряжения двух сближенных проводов в начале линии электропередачи, например до с) сч Вькодной сигнал датчика пропорционален фазовому сдвигу напряжений «Ко входам датчика 22 подсоединяются соответствующие измерительные цепи тока и на- д, пряжения для получения на выходе датчика сигнала, пропорционального суммарной активной мощности, протекающей в начале линии электропередачи. Входы датчика 12 фазового угла 4о включены на вход, и выход фазосдви- гающего устройства 10.

При работе системы электропередачи на трехфазных обмотках генератора 1 переменного тока образуется сим-, метричная система напряжений 11 ,Ugi и УС, , а на трехфазных обмотках АСГ 2 -Ufl2.Ugj,Uc2 Симметричные системы напряжений U, ,Ug,U(;T и

ид2,ив21иса 3), прикладьшают-50 ся к проводам линии электропередачи. В зависимости от угла 0 сдвигу одноименных фаз генератора 1 и АСГ 2 к каждой паре сближенных проводов прикладывается напряжение с фазовым jj сдвигом GC . Поэтому при передаче в предлагаемой системе электропередачи большой мощности, например к каждой

10

t520 25 до д, 4о

,

50 jj

2577424

фазе сближенных проводов линии электропередачи прикладываются напряжения, находящиеся в противофазе. В результате линия электропередачи обладает высокой пропускной способностью и является источником зарядной реактивной мощности. На приемном конце фазо- сдвигающее устройство осуществляет сдвиг на угол Q системы трехфазных напряжений Уд, ,и„„ иО., для обес А2 - в г печения параллельной работы с трехфазной системой потребителей. Фазо- сдвигающих устройств для системы напряжений ,Ug,, сл требуется, поскольку генератор 1 через линию электропередачи непосредственно работает на шины потребителей. Отсутствие каких-либо фазосдвигаю- щих устройств в одной цепи линии еще больше повьщ1ает экономичность электропередачи.

При уменьшении передаваемой мощности по линии электропередачи режим противофазы напряжений становится экономически не оптимальным из-за протекания больших зарядных токов в линии. Поэтому с изменением передаваемой мощности по линии изменится величина выходного сигнала датчика 22 и на выходе блока 21 появится сигнал, пропорциональный оптимальному значению фазового угла напряжений в паре сближенных проводов линии. Этот сигнал по телеканалу 23 поступает на вход регулятора 11, а также сравнивается с сигналом от датчика 13 действительного угла сдвига напряжений. Если сигнал оптимального значения угла не соответствует сигналу действительного угла QQ сдвига напряжений в паре сближенных проводов линии, то сигнал рассогласования поступает в канал 20 управления

фазовым углом регулятора 17 АСГ 2, который, управляя преобразователем

частоты, производит поворот вектора напряжения АСГ на соответствующий угол до исчезнования сигнала рассо гласования. Управление углом фаз фазосдвигающего устройства 10 осуществляется регулятором 11. Угол сдвига напряжений устройства 10 соответствует фазовому сдвигу напряжений между двумя сближенными фазами в линии электропередачи. На входы регулятора 11 поступают сигналы от датчика 12 действительного фазового сдвига напряжений в паре сближенных прогюдов ликки н сигнал, пропорциональный требуемому оптимальному значений фазового угла мелсду сближенными фаз ами.

В качестве задающего сигнаЛа опти мального фазового -угла Ь5ежду двумя сближенными фазами может использоватся сигнал, пepeдaзae a й по телекана- яу 23 от блока 21 функциональной,зависимости фазового угла от активной мощности.

Если сигнал оптимального значения угла,,, поступающий в регулятор 11 по телеканалу 235 не соответствует сигналу действительного угла сдвига на- пряжений в паре сближенных проводов, поступающему в регулятор 11 от датчика 12,, то на выходе регулятора 11 появляется сигнал, поступающий в фазосдвигающее устройство 10, на по- аорот вектора напряжения на угол до соответствия заданному к действительному углу сдвига напряжений. Поскольку в качестве задатчика угла регулятором 17 и 11 служит од-ин и тот же блок 21, а в качестве обратной связи регулиро-вания используются сигналы от датчрпсов 12 и 13 фазо- зого угла, то по всей линии злектро- передачи обеспечивается в зависи- мости от передаваемой мощности, тре- буемь Й оптимальный сдвиг напряжения между сблк.т;1:енныкги фазами.

В качестве заданного сигнала оптимального фазового угла между дну- мя сближенными фазами может служить сигнал, поступающий не по каналу телемеханики, а непосредственно от дополнительного установленного на приемном конце электропередачи функ- ционального преобразователя, на вход которого последовательно подсоединен датчик активной мощности. В данном случае на второй датчик активной мощности подаются вторичные токи и напряжения в конце линии электропередачи. Такое регулирование фазовым сдвигом напряжений цепей линии позволяет изменять величину зарядной мощности линии в пределах до 40--45% от величины, соответствующей максимальному углу сдвига напряжений цепей.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет осуществить плав- ное регулирование фазового сдвига . напряжений цепей от О до 180 и гам самым повысить функциональные

возможности системы электропередачи, уменьшить стоимость передачи, поскольку не требует фазосдвигающих устройств для одной из цепей линии электропередачи и уменьшает количество и мощность компенсирующих устройств.

Формула изобретения

Система электропередачи переменного тока, содержащая на передающем конце первый генератор переменного тока с системой трехфазных обмоток Л, , В , С , второй генератор переменного тока с системой трехфазных обмоток А , 8, 5 С } системой возбуждения в виде статического преобразователя чгГстоты, подключенной к входу обмотки возбуждения генератора,, и регулятором возбуждения, а на приемном конце - шины потребителя, соединенные с генераторами шести фазной двухцепной линией электропередачи с телеканалом и со сближенными попарно от каждой цепи проводами фаз причем обмотки первого генератора подключены к проводал фаз первой цепи линии электропередачи, а обмотки второго генератора подключены к проводам фаз второй цепи линии электропередачи, подключенной к шинам потребителей через фазосдвигающее устройство., отличающаяся тем, что5 с. целью расширения функциональных возможностей и повышения эконо- м:-1чности передачи электроэнергии, провода фаз первой цепи линии подключены непосредственно к шинам потребителей, фазосдвигающее устройство выполнено yпpaвляe 5Ы l с регулятором фазы угла;, второй генератор вьшолнен асинхронизированным синхрон гым с обмотками возбуждения и с подключенным к нш управляемым статичес KHi i преобразователем частоты, регулятор возбуждения второго генератора снабжен дополнительным каналом управления фазовым углом, двумя дат- чтчамк угла в Нсячале и в конце электропередачи и датчиком активной мощности блоком функциональной зависимости фазового угла от активной мощности, причем выходы датчика . . угла в начале электропередачи и блока функциональной зависимости фазового угла от активной мощности подключены ко входу канала управления

т

фазовым углом, вход датчика активной мощности подключен ко входу блока функциональной зависимости фазового угла от активной мощности, выход второго датчика угла в конце электропередачи, присоединен ко входу

1257742.8

регулятора фазы угла, ко второму вхо ду которого подключен телеканал, второй конец телеканала подключен к выходу блока функциональной зависи- 5 мости фазового угла от активной мощности.

А/а/(с

.0

То

60

в

25

90 120 0иг.

150

в, град

Редактор Ю. Середа

Заказ 5033/52Тираж 612Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. Д/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель М. Поляков

Техред Л.Олейник Корректор М. Шароши

Изобретение относится к области электротехйики, в частности к системам электропередачи переменного тока. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. При работе системы электропередачи на трехфазных обмотках генератора 1 и асинхронизированного синхронного генератора (АСГ) 2 образуется симметричная система напряжений, которая прикладывается к проводам линии электропередачи. В зависимости от угла 0 сдвига одноименных фаз генератора 1 и АСГ 2 к каждой паре сближенньк проводов прикладывается напряжение с фазовым сдвигом 0 . Поэтому к каждой фазе проводов линии электропередачи прикладываются напряжения, находящиеся в противо- фазе. На приемном конце фазосдвига- ющее устройство 10 осуществляет сдвиг на угол S системы трехфазi (Л с 10 О1 ч1 4 ю иг.1