Устройство для связи двух энергосистем переменного тока Советский патент 1987 года по МПК H02J3/36 

0

11283893

Изобретение относится к электроехнике, а именно, к созданию объеиненных энергосистем, и может быть использовано для обеспечения перетоков мощности из одной части объединения в другую в нормальных и аварийных режимах без взаимного влияния электромеханических процессов, протекающих в указанных системах.

Цель изобретения - повышение надежности работы энергосистем путем обеспечения функционирования связи при авариях и локализации аварийных возмущений в пределах возмущенной энергосистемы.

На чертеже изображена однолинейная схема предлагаемого устройства.

Две энергосистемы 1 и 2, изображенные условно сборньми шинами 3, связаны с помощью устройства для связи энергосистем - вставки 4 постоянного тока, содержащей два обратимых преобразователя 5 и 6, подключенные выходами переменного тока к указанным энергосистемам и соединенные между собой последовательно через индуктивный элемент 7 выходами постоянного тока. Элемент энергосистемы изображен в виде подсоединения сборных шин узловой подстанции, защищенного комплектом релейной защиты 8 и выключателем 9.

Вставка постоянного тока работает следующим образом.

В установившемся номинальном режиме по линии связи передается номинальная мощность Р„ при напряжении Uu и токе IM в звене постоянного

ме м е

э ны п в

и е м п л н с м

м

с

35 н

. с

20

25

тока. При значительном превышении постоянной времени цепи межсистемной связи над продолжительностью возмущений в объединяемых системах можно пренебречь активным сопротивлением связи и считать, что

Л

dl

(1)

де i - ток через индуктивный элемент;t - время;

Ug - напряжение преобразователя, работающего в режиме выпрямителя;

Uj - напряжение преобразователя, работающего в режиме инвертора;

Ъ„ - номинальная индуктивность индуктивного элемента.

В установившемся номинальном режиме производная тока по (1) равна нулю, ток через вставку неизменен и по межсистемной связи передается номинальная мощность

Любые возмущения в объединенных энергосистемах при заданных неизменных углах управления вентилей непосредственно отражаются на разности напряжений в выражении (D. Хотя ток вставки не может заметно измениться

из-за большой индуктивности цепи имеется возможность поддерживать параметры режима каждой энергосистемы путем регулирования потока мощности лишь в одном смежном преобразователе за счет накопленной в индуктивном элементе энергии, а не путем изменения перетока энергии из одной энергосистемы в другую. Это упрощает систему регулирования установки.

При возмущениях типа короткого замыкания в сети переменного тока, напряжение одного из двух преобразователей можно принять равным нулю, скорость изменения тока максимальна и

согласно (1) составляет tUK/Ьц. Наиболее опасным является изменение в сторону увеличения тока при полной номинальной доаварийной нагрузке. За время Тц отключения повреждения комплектом релейной защиты 8

и выключателем 9 ток межсистемной связи получит приращение

ul

IliL т

L,: H

(2)

и максимальная величина тока к моменту отключения аварии будет

45

(3)

Приняв во внимание, что

(3) можно

и выражение как

h

переписать

(I+

РнТи 2Е

-).

(4)

ЕН

энергоемкость го элемента.

индуктивно

Коэффициент перегрузки по току, представляющий собой отношение максимального тока к номинальному, выразится как

V -т /т -1+ Р н H-J M/IH-I+

(5)

Для сохранения работоспособности в устройстве коэффициент перегрузки по (5) не должен превысить номинальный коэффициент перегрузки Кц, определяемый конструкцией конкретного устройства, т.е. в аварийных условиях требуется обеспечение такой взаимосвязи Между номинальными параметрами устройства, при которой справедливо неравенство

1+

РйТц

2 Е,

(6)

где значение коэффициента Кц для энергетики находится в пределах от 1,2 до 1,3.

Если номинальные параметры устрой ства взаимосвязаны условием (6), то аварийный ток не превысит допустимого значения и при любой другой до- аварийной, не превьшающей номиналь- нзпо, нагрузке.

Предлагаемое устройство позволяет сохранить все преимущества объединенных энергосистем, обусловленные возможностями непрерывного обмена мощностями как в нормальных, так и в аварийных режимах. При предлагаемом устройств.е токи короткого замыкания не увеличиваются из-за объединения систем. Запас устойчивости повышается за счет энергии, накопленной в межсистемной связи. Возмущения локализуются в возмущенной энерго

системе и не распространяются на всю объединенную систему. В нормальном реж-име зН ачительно облегчается рабо та регуляторов обменной мощности и частоты.

Формула изобрете н.и я

Устройство для связи двух энергосистем переменного тока, каждая из которых включает в себя элементы,. .оснащенные релейной защитой, содержащее соединенные последовательно через индуктивный элемент два обратимых преобразователя, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы энергосистем путем обеспечения функционирования связи при авариях и локализации возмущений в пределах возмущенной энергосистемы, параметры устройства выбраны в соответствии с выражением

К,5Н

РнТи 2Ен

где Кц - заданный коэффициент перегрузки связи по току; Р., - номинальная передаваемая

п

мощность;

Т„ - время отключения аварийного тока основной защитой элемента энергосистемы, имеющей наибольшее аапаэ- дывание;

Е„ - энергоемкость индуктивного элемента.

г:

I U/

1

1 гЛ

ВНИИПИ Заказ 7454/54 Тираж 19

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Подписное

Изобретение относится к области электротехники. Цель изобретения повышение надежности работы энергосистем путем обеспечения функционирования связи при авариях и локализации возмущений в пределах возмущенной энергосистемы. Для достижения цели параметры устр-ва, которое содержит соединенные последовательно через индуктивньй элемент два обратимых преобразователя, выбраны в соответствии с выражением Кц 1+Рц Ец, где Кц - заданный коэффициент перегрузки связи по току; Р - номинальная передаваемая мощность; Тц - время отключения аварийного тока основной защитой элемента энергосистемы, имеющей наибольшее запаздывание; Е„ - энергоемкость индуктивного элемента. 1 ил.