Устройство для объединения энергосистем Советский патент 1989 года по МПК H02J3/06 

i

(Л

имного угла Угол же оказынается равным попеременно нулю или 180 эл.град, Устойчивая работа машин при угле, равном 180 эл град, обеспечивается за счет соответствующего регулирования тока возбуждения в обмотках, расположенных в пространстве под углом к результирующей ЭДС. Напряжение на зажимах якоря каждой из машин имеет частоту, равную средней частоте объединяемых систем, а их модули изменяются при изменении угла между макси

мальным и нулевыми значениями. При этом, если модуль напряжения на зажимах одной, из машин принимает нулевое значение и вращающий момент на валу этой машины падает до нуля, напряжение на зажимах машины максимально Поэтому синхронный двигатель 15, находящийся на валу мащины 9 и питаемый от машины 10, развивает момент, достаточный для покрытия потерь холостого хода и вращения машины 9 со средней частотой, 2 ил

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - упрощение и повышение экономичности. Устройство объединяет энергосистемы с напряжениями V₁ и V₂, отличающимися частотами. При автоматическом изменении результирующей ЭДС одной из электрических машин, например 9, пропорционально синусу, а второй - 10, пропорционально косинусу половины взаимного угла δ между векторами напряжений V₁ и V₂ обеспечивает независимость активной мощности, передаваемой через устройство от взаимного угла. Угол же между ЭДС каждой из машини напряжением якоря оказываются равным попеременно нулю или 180 эл. град. Устойчивая работа машин при угле, равном 180 эл. град. обеспечивается за счет соответствующего регулирования тока возбуждения в обмотках 11, 12, расположенных в пространстве под углом к результирующей ЭДС. Напряжение на зажимах якоря каждой из машин имеет частоту, равную средней частоте объединяемых систем, а их модули изменяются при изменении угла между максимальным и нулевыми значениями. При этом, если модуль напряжения на зажимах одной из машин принимает нулевое значение и вращающий момент на валу этой машины падает до нуля, неп на зажимах второй машины максимально. Поэтому синхронный двигатель 15, находящийся на валу машины 9 и питаемый от машины 10, развивает момент, достаточный для покрытия потерь холостого хода и вращения машины 9 со средней частотой. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам повышения устойчивости и надежности работы объединенных энергосистем путем объединения систем гибкими связями, обеспечивающими возможность их параллельной работы при различных частотах .

Цель изобретения - упрощение устройства и повьш1ение экономичности работы за счет отказа от частотно- регулируемого привода и связанной с ним выпрямительно-инверторной установки.

На фиг 1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - графики зависимостей

Устройство (фиг 1) содержит силовые трехобмоточные трансформаторы

Iи 2, первичные сетевые обмотки 3

и 4 трансформаторов, вторичные сетевые обмотки 5 и 6 трансформаторов, третичные (г енераторные) обмотки 7 и 8 трансформаторов, обмотки якорей электрических машин 9 и 10, роторы

IIи 12 электрических мащин с многоосевым возбуждением, автоматически регулируемые возбудители 13 и 14 электрических машин, регулируемые приводы 15 и 16 электрических машин U,,U2. напряжения шин объединяемых энергосистем

Первичные сетевые обмотки 3 и 4 соединены последовательно-согласно и подключены к шинам энергосистемы с напряжением 11, Вторичные сетевые обмотки 5 и 6 соединены последова- тельно-встречьо и подключены к шина энергосистемы с напряжением U К третичной обмотке 7 трансформатора подключены обмотка якоря электричес0

5

0

5

0

5

0

5

кой машины 9 и обмотка якоря регулируемого привода 16, вал которого соединен механически жестко с валом ротора 12 электрической машины 10. К третичной обмотке 8 трансформатора 2 подключена обмотка якоря электрической, машины 10 и обмотка якоря регулируемого привода 15, вал которого соединен механически жестко с валом ротора 11 электрической машины 9 К обмоткам роторов 11 и 12 подключены автоматически регулируемые возбудители 13 и 14 соответственно

Устройство работает следующим образом

При автоматическом изменении результирующей ЭДС одной из электрических машин пропорционально синусу и второй -пропорционально косинусу половины взаимного угла О между векторами напряжений U, и U обеспечивается независимость мощности, передаваемой через устройство, от указанного взаимного угла. Угол же между ЭДС каждой из машин и напряжением якоря (внутренний угол) оказывается равным попеременно нулю или 180 эл.град Таким образом, активная мощность, потребляемая или выдаваемая машинами, тождественно равна нулю. Устойчивая работа машин при угле, равном 180 эл.град., обеспечивается за счет соответствующего регулирования тока возбуждения в обмотках, расположенных в пространстве под углом к результирующей ЭДС. Напряжение на зажимах якоря каждой из машин имеет частоту,равную средней частоте объединяемых систем, а их модули изменяются при изменении угла между максимальным и нулевым значениями.

5

Причем н то время, как M(i;i,y:ib напряжения на зажимах одной n:i машин принимает нулевое значение и вращающий момент на валу этой машины падает до нудя, напряжение на зажимах второй машины максимально. Поэтому синхронный двигатедь, находящийся на валу первой машины и питаемый за счет вновь организуемых связей напряжением с зажимов якоря второй машины, развивает момент, достаточный для покрытия потерь холостог о хода и вращения первой машины со средней частотой. То же самое происходит с двигателем, находящимся на валу второй машины в то время, когда напряжение на зажимах этой машины проходит зону малых напряжений.

Приводной двигатель машины 9 обеспечивает ее устойчивую работу в диапазоне углом 0/2 А5-90 и 215 - 270 эл.град, где внутренний угол машины равен 180 эл.град, а также в диапазонах Уи-135 и 270-315 эл.град, где напряжение на зажимах статора машины 9 снижено так, что не обеспечивает ее вращающего момента. В указанных диапазонах углов напряжение на приводном двщ-ателе 15 машины 9 достаточно для создания вращающего момента. Приводной двиг атель 16 машины 10 обеспечивает ее работу в диапазонах углов 135-180 и 315 - 360 эл.град, где внутренний угол машины 10 равен 180 эл.град, а также в диапазонах 180-215 и 0-45 эл.град где снижено напряжение статора машины 10.

924146

Экономический эффект от использования изобретения, т.е. от замены частотно-регулируемого привода синхронным и организации новых связей, состоит в экономии капитальных затрат, связанных с отказом от установки выпрямительно-инверторного преобразователя частоты для питания частотно-регулируемого привода.

5

Ш

Формула изобретения

0

5

0

5

I Устройство для объединения энерго- 5 систем с различными частотами, содержащее два трехобмоточньгх трансформатора, первичные обмотки которых соединены последовательно-согласно и подсоединены к одной из энергосистем, вторичные обмотки соединены последовательно-встречно и подсоединены к второй энергосистеме, а к третичной обмотке каждого трансформатора подсоединена электрическая машина, снабженная несколькими обмотками возбуждения, расположенными под различными углами к оси ротора, вал каждой машины снабжен индивидуальным электроприводом, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повышения экономичности, двигатели электропривода выполнены синхронными, причем обмотки якоря двигателя, расположенного на валу первой машины, присоединены к зажимам якоря второй машины, а обмотки якоря двигателя, расположенного на валу второй машины, присоединены к зажимам якоря пер- BOi i машины.

Ш

тш

и.

УЮ

-тт

5 РО /J5 f/5 J75 rj ffff Siz

Фиг. г

тт