Электрическая сеть Советский патент 1986 года по МПК H02J3/00 

даваемой электрическими машинами IО и 11 через трансформаторы 8 и 6. При к.з. во внешней сети уменьшается величина токов овследствие ограничения составляющих токов от электрических

1

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в электрических сетях электроэнергетических систем.

Цель изобретения повьшение качества регулирования потоков актив - ной и реактивной мощности в нормальном режиме, ограничение уровней ков к.з. в аварийном рекиме, ограничение уровней токов к.з. в аварийном режиме и повьшение устойчивости электрической сети в нормальном и аварийном режимах работы.

На фиг.1-3 приведены примеры вьшолнення электрической сети; на фиг.4-9 - векторные диаграммы токов и напряжений.

Электрическая сеть (фиг.1) содержит распределительные устройства 1 и 2, связанные линиями 3 и 4 электропередачи с электрической системой 5, га, трансформаторов 6 и т трансформаторов 7, подключёН1Ж1х к распределительному устройству 1, Шд трансформаторов 8 и nij трансформаторов 9, подключенных к распределительному устройству 2, п электрических ма- пшн 10, подключенных одними выводами статорных обмоток к трансформато)рам 6 другими пофазно к трансформаторам 8, Ъ« электрических машин 11, подключенных одними вьшодами статорных обмоток к трансформаторам 8, другими - с круговой перестановкой Фаз к трансформаторам 6, hj электрических машин 12, подключенных к трансформаторам 7, Нц электрических машин 13, подключенных к трансформаторам 9.

Электрическая сеть (фиг о 2) дополнительно содержит коммутационные аппараты 14, подключенные в рассечку между одними вьгоодами статорньк обмоток электрических машин 10 и трансформаторов 6, коммутационные .аппараты 15, подключенные в р&ссеч

машин 10 и 11. Наличие на статорныХ обмотках указанных машин при.к.я. в сети напряжения, примерно равного номинальному, повышает динамическую устойчивость, 4 з.п. ф-лы, 9 ил.

О

5

0

5

5

ку между одними иьгаодами статорных обмоток элект ричйских машин 1 и трансформаторов 8 коммутационные аппараты 16, подключенные в рассечку между другими рьпаодами статорных обмоток электрических машин i1 и трансформаторов 8, коммутационные аппараты I7, подключенные в рассечку между другими вьшбдами статорных обмоток электрических машин Пи. трансформаторов 6.

Электрическая сеть (фиг,3) дополнительно содержит коммутационные аппараты 18, одни вьшоды которых подключены к первьм выводам статорных обмоток электрических машин 10, другие имеют общ /ю точку соединения и коммутационные аппараты I9, одни вьшоды которых подключены к первым выводам статорных обмоток электрических машин 115 другие имеют общую точку соединения. Электрические машины 10- 3 выполнены в виде генераторов.

Векторные диаграммы токов и напряжений фаз трансформаторов 6 и 8 и фаз генераторов 10 и 1 I при одина - ковых токах их статорных обмоток при- эедены на фиг.4 и фиг.5.

На фиг.6 и фиг.7 приведены векторные диаграммы токов и напряжений фаз а трансформаторов 6 и 8 и фаз генераторов 10 и: 11 при реактивной составляющей тока статорных обмоток генераторов 10 большей реактивной составляющей тока статорных обмоток генераторов 1,

Векторные диаграммы токов и напряжений фаз и трансформаторов 6 и 8 и фаз генераторов 10 и 11 при активной составлянщей Toica статорных обмоток генераторов 10 большей активной составляющей тока статорных обмоток генераторов 11 приведены на фиг,8 и 9.

Рассмотрим работу электрической сети при выполнении электрических машин 10-13 в виде генераторов.

В нормальном режиме работы элект рическая сеть работает следукщим образом.

Статорные обмотки п, и п генераторов 10 и 11 подключены на геометрические разности напряжений т, и т, трансформаторов 6 и 8, группы соединения которых отличаются на две условные единицы (одноименные напряжения сдвинуты по фазе друг относительно друга на 60 ), Статор- ные обмотки п и Пд генераторов 12 и 13 подключены к т трансформ торам 7 и 9 по стандартной схеме генератор - трансформатор.

Рассмотрим работу электрической сети (фиг.) при количествах трансформаторов, 7-9 т, 1, m,j 1, m, О, m4 О и генераторов 10-13 п, 1, Uj 1, п, О, п О, пользуясь векторными диаграммами токов и напряжений, построенными для фаз а трансформаторов 6 и 8 и фаз генераторов 10 и 12, (фиг.4-9).

К фазе а статорных обмоток генератора П прикладьтают геометрическую разность Йд J, напряжений трансформаторов 6 и 8 (фиг.4). В фазе Q .статорных обмоток генератора 11 протекает ток Ig, , опережающий на угол tf,| напряжение д ,, К фазе q статорных обмоток генератора 10 прикладьюают-геометрическую разность напряжений трансформаторов 6 и 3. В фазе q статорных генератора 10 протекает ток Г а,о опережающий на угол Cf ,о напряжение фазе а трансформатора 8 протекает геометрическая разность токов log опережающая на угол cpg Ч ,д ср„при

,о

10

напряжение U

Оз

Аналогично строят векторную диаграмму токов и напряжений трансформатора 6 (фиг.5).

Из векторных диаграмм (фиг.4 и З) следует, что при q |o tp,, и 10 и каждый из трансформаторов 8 и 6 в электрическую сеть отдают одинаковую мощность, равную половине суммарной мощности генераторов 10 и 11 . I

Увеличение реактивной составляю- .дей тока статорных обмоток генера тора 10 (фиг.6 и 7) приводит к сниO

5

0

5

0

жению активной составляющей тока Ig и увеличению активной составляющей ток.я Гд g . Соответствующим образом изменяются также реактивные составляющие этих токов. Таким образом, при регулировании возбуждения происходит перераспределение мощности, вьщаваемой генераторами 10 и 11, через трансформаторы 8 и 6 в распрег делительные устройства 2 и 1.

Увеличение активной составляющей тока статорных обмоток генератора 10 (фиг.8 и 9) приводит к снижению активной и увеличению реактивной составляющих тока Ig и увеличению активг ной и снижению реактивной составляющих тока lag. Таким образом, при регулировании активной мощности генераторов 1 О и 1 1 происходит перераспрег- деление потоков активной и реактив ной мощности, выдаваемой генераторами 10 и 11 через траисформаторы 8 и 6 в распределительные устройства 2 и 1. Причем в режиме, приведенном на фиг.8 и 9, через трансформатор 6 в распределительное устройство 1 вьщают активную мощность и потребляют из него реактивную при работе генераторов 10 и 11 с опережающими коэффициентами мощности.

0

Анализ векторных диаграмм показывает, что при соответствующем регулировании активной и реактивной 5 мощности генераторов 10 и 11 в оптимальных (или граничных по диаграмме мощности генератора) по техническим условиям эксплуатации пределах, можно изменять в широком диапазоне как характер так и величину мощнос- ти, выдаваемой в распределительные устройства 1 и 2.

Отличием электрической:сети 5 (фиг.2) является наличие коммутационч ных аппаратов 14-17 на генераторном напряжении. Этим повьщ1ают оперативную гибкость сети в эксплуатационных режимах работы. Нормальный режим работы указанной электрической сети практически не отличается от такого же режима сети, приведенной на фиг.1. Электрическая сеть (фиг.З) соде р- жит дополнительно коммутационные аппараты 18 и 19, одни выводы которых подключены к первым выводам п, и п генераторов 10 и 11,.а вторые 1Й4еют общие точки соединения. Они позволяя- ют осуществить при необходимости под0

5

5

ключение n и/или n генераторов 10 и 11 по схеме блока генератор-трансформатор .

В электрической сети (фиг.З) .генераторы 11 могут быть подключены через трансформаторы 6 к распределительному устройстйу 1 при включенных коммутационных аппаратах i 9 и

17и отключенных коммутационных аппа ратах 15, а генераторы 10 могут быть подключены через трансформаторы 3 к распределительному устройству 2 при включенных коммутационных аппаратах

18и 16 и отключенных коммутационных аппаратах 14. Кроме того. один п, или п генераторов 10 и 1 могут быть подключены к одним т, или т трансформаторам 6 и 8, при подключении других п, ИЛИ- П( генераторов 10 и 11 к т, и т трансформаторам 6 и 8. Генераторы 10 и 11 могут быть также подключены к одному из распределительных устройств 1 и 2,

через один форматоров аппараты 1 и к вторым торов 10 и

(т, или га) из транс- 6 и 8. Коммутационные I и 19 могут подключать

выводам 11 ,

п, и п „ генераСпособ подключения .генераторов 10 и 11 и режимы их работы выбирают в зависимости от требований к конкретным условиям выдачи мощности з электрическую систему 5,

При коротких замыканиях во внешней электрической сети величина токов к.3.меньшая по сравнению с известной вследствие ограничения составляющих10 и 11 ,

тока от пЛп„ генераторов 40

Наличие на статорных обмотках ГЦ и п генераторов 10 и 11 при-к,з в сети напряжения, примерно равного номинальному, повышает динамич:ескую .устойчивость генераторов 10 и И. Режимы работы электрической сети (фиг.2) при внешних к,з, аналопячны режимам сети по фиг 1, Режимы работы злектрз ческой сети (фиг.З) при вйешних к,з. и включенных коммутационных аппаратах 14 - 17 и oTKjno4eHHbix коммутационных; ап- ларатах- 18 и 19 аналогичны сети по фиг.2. При работе сети (фиг.З) по схеме блоков генератор-трансформатор режимы работы анапоги ны режимам известной сети.

146

Режимы работы электрической сети при вьтолнении электрических машин 10-13 в виде синхронных компенсаторов отличаются от режимов работы сети при выполнении электрических машин 10-13 в виде генераторов толь - ко тем, что токи статоров синхронных компенсатороЕ опережают при перевозбуждении к отстают при недо- возбуждении напряжения на статор- ньпс обмотках компенсаторов на 90

(q., ±90 ; ср„ ±90°).

Формула изобретения

1 .Электрическа.я сеть, содержащая два .распределительных устройства, связанных с электрической системой линиями электропередачи, i, fu,+ т

трансформаторов, подключенных к одному распределитешьному устройству, j m трансформаторов, подключенных к другому распределитель- номз устройствУэ i п электрических машин, подключенных одними вьшодами cTaTopHiiix обмоток к 1 , трансформаторам и 3,

Пл электричес0

0

5

ких машин подключенных одними выводами статорных обмоток5 к j трансформаторам: у причем другие вьгооды статорных обмоток п ц-fi зпект-рическк х машин имеют общие точки соединения, о т л и ч а, ю щ а я с я тем, что, с целью повьшения качества регулирог вания потоков активной и реактивной мощности в нормальном режиме, ограничения уровней токов короткого замыкания в аварийном режг-гке и повьш е- ,ния устойчивости электрической сети в нормальном и аварийном режимах до- полнительно вторые вьшоды ста.тОрны:к . обмоток П; электрических машин присоединены пофазко кт трансформато- рамэ а вторые выводы статорных обмоток h электрк-ческих машин присоединены: с круг овой перестановкой фаз к т, трансформаторам, причем группа соединения га, трансформаторов отличается от группы соединения та„трансформаторов на две услов1ше

т, % 1,

а количества трансформато- , 5 О и

единицы,

ров

электрических машин

т

т, 5.0,

п , 7 1 ;

п

3

О, п,, . О.

2. Электрическая сеть по n.l, отличающаяся тем, что, дополнительно в рассечку между выводами статорнь:к с бмоток И, и ti,, элект7

рических машин и т, и ш,, трансформаторов подключены коммутационные аппараты.

3. Электрическая сеть по п.2, о т- личающася тем, что дополнительно к вьшодам статорных обмоток п, и vij электрических машин подключены одни выводы коммута- ционньк аппаратов, вторые вьшоды

8

общие

точки соекоторых имеют динения.

4 . Электрическая сетьпоп 1,о т л и- чающаяся тем, что электрические машины выполнены в виде генераторов.

5. Электркчекая сеть по п. 1, отличающаяся тем, что электрические машины выполнены в виде синхронных компенсаторов.

Й/г.

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение качества регулирования потоков активной и реактивной мощности в нормальном режиме, ограничение уровней токов к.з. в аварийном режиме и повышение устойчивости электрической сети в нормальном и аварийном режимах. Электрическая сеть содержит распределительные устройства 1 и 2, связанные линиями электропередачи 3 и 4. Электрические машины 10 подключены одними вьшодами статорных обмоток к трансформаторам (Т) 6, а другими - к трансформаторам 8. Электрические-машины II подключены к Т 6 с круговой перестановкой фаз. При регулировании возбуждения происходит перераспределение мощности, выс S сл I у , . t } Т tsD

- ч

Фиг.в

.7

PMitS

ЙЛ

Составитель А.Михайлов Редактор А.Сабо Техред В.Кадар Корректор С.Черни

Заказ 6850/56 Тираж: 612Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

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