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

висимость активной мощности, нереда- ваемой через устройство от взаимного угла. Угол же между ЭДС каждой из машин и напряжением якоря оказывается 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 меж;ду максимальным и нулевыми значениями. При этом, если модуль напря- жения на зажимах одной из машин Принимает нулевое значение и вращающий момент на валу этой машины падает до нуля, напряжение па 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. Цель изобретения упрощение и повышение экономичности. Устройство объединяет энергосистемы с напряжениями V₁и 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 машин и 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. Неп 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 объедине} ных энергосистем путем объединения гибкими связями, обеспечивающими возможность из параллельной работы при различных частотах.

Цель изобретения - упрощение устройства за счет отказа от частотно- регулируемого привода и связанной с ними выпрямительпо-инверторной установки.

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

Устройство (фиг.1) содержит силовые трехобмоточные трансформаторы 1 и 2, первичные (сетевые) обмотки 3 и 4 трансформаторов, вторичные (ге- нераторные) обмотки 5 и 6 трансформаторов, третичные (генераторные) обмотки 7 и 8 транформаторов, обмотки якорей электрических машин 9 и 10, роторы 11 и 12 электрических ма- шин с многоосевым возбуждением, автоматически регулируемые возбудители 13 и 14 электрических машин,регулируемые приводы 15 и 16 электрических машин, напряжения шин объединяемых энергосистем.

Первичные (сетевые) обмотки 3 и 4 трансформаторов подключены к шинам энергосистем с напряжением U и U соответственно. Вторичные (генераторные) обмотки 5 и 6 соединены последовательно- согласно и подключены к обмотке якоря элек.трической машины

К) и обмотке якоря регулируемого привода 15, вал которого соединен механически жестко с валом ротора 11 электрической машины 9. Третичные (генераторные) обмотки 7 и 8 соединены последовательно-встречно и подключены к обмотке якоря электрической машины 9 и обмотке якоря регулируемого привода 16, вал которого соединен механически жестко с валом ротора 12 электрической машины 10. К обмоткам роторов 11 и 12 подключены автоматически peryjnipyeMbie возбудители 13 и 14 соответственно.

Устройство работает следующим образом.

При автоматическом изменении результирующей ЭДС одной из электрических мащин пропорционально синусу и второй пропорционально косинусу половины взаимного угла о между векторами напряжений U и U, обеспечивается независимость активной 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 нод углом к результирующей ЭДС. Напряжение за зажимах якоря каждой из машин имеет частоту, равную средней

5

частоте объединяемых систем, а их модули изменяются при изменении угла меж/ду максимальным и нулевым значениями. Причем, в то время, как модуль напряжения на зажимах одной из машин принимает нулевое значение и вращающий момент на валу этой машины падает до нуля, напряжение на зажимах второй машины максимально. Поэтому синхронный двигатель, находящийся на валу первой машины и питаемый за счет вновь организуемых связей напряжением с зажимов якоря второй машины, развивает момент, достаточный для покрытия потерь холостого 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 углов 5/2 45-90 и 215 - 270 эл.град, где внутренний угол машины равен 180 эл.град, а также и в диапазонах 90-135 и 270 - 315 эл.град, где напряжение на зажимах статора машины 9 снижено так, что не обеспечивает ее вращающего момента. В указанных диапазонах угЛо напряжение на приводном двигателе 15 машины 9 достаточно для создания вращающего момента. Приводной двигатель 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.

924156

где снижено напряжение статора машины 10.

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 установ- 10 выпрямительно-инертного преобразователя частоты для питания частотно-регулируемого привода.

Формула изобретения

15 Устройство для объединения энергосистем с различными частотами, содержащее два трехобмоточных трансформатора, первичные обмотки каждого из которых присоединены к объединяе20 мым энергосистемам, вторичные обмотки различных трансформаторов соединены одна пара последовательно-согласно, а другая - последовательно- встречно, а к третичной обмотке каж25 дого трансформатора подсоединена электрическая машина, снабженная несколькими обмотками возбуждения, расположенными под различными углами к оси ротора, отличаю30 щ е е с я тем, что, с целью упрощения, каждая электрическая машина снабжена индивидуальным электроприводом, двигатели электропривода выполнены синхронными, причем обмотки

35 якоря двигателя, расположенного на валу первой машины, присоединены к зажимам якоря второй машины, а обмотки якоря двигателя, расположенного на валу второй машины, присоединены

0 к зажимам якоря первой машины.

9

ШМUio

V

f-w

щр

« fl 05 т 215 гП 315 ЗВО W so 1/1

Фиг. г

Редактор Н,Тупица

Составитель М.Поляков

Техред л.Сердюкова Корректор М.Васильева

Заказ 3888/54

Тираж 607

ВНИШШ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, , Раушская наб., д. 4/5

Подписное