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

:3150

Изобретение относится к электро- ехнике, конкретнее к электромехани- г еским преобразователям частоты для србъединения энергосистем.

Цель изобретения - повьшение качества электроэнергии и устойчивости за исключения бестоковых пауз йри коммутации переключателя.

На фиг. 1 представлена схема пред- jjiaraeMoro устройства для связи двух фнергосистем; на фиг. 2 - схема блока правления переключателем; на фиг.З - йхема блока контроля разности частот : нергосистем; на фиг. 4 - схема кон- фроля угла мелоду векторами напряжений Энергосистем; на фиг. 5 - схема блоков управления выключателями.

Устройство (фиг. 1) для связи энергосистем 1 и 2 содержит асинхро- низированные синхронные машины 3 и 4 ф жестко соединенными валами, статор- дели которых подсоединены соот- етственно к энергосистемам 1 и 2 , i к роторным цепям подсоединены соот- фетственно.статические преобразовате- jfiH частоты 5 и 6, управляющие входы 1}соторых соединены с выходами блока 7 регуляторов. Силовые входы преобразователей объединены и подсоединены к ijiepBbiM вЬ юодам выключателей 8 и 9, иторые выводы которых подсоединены ((соответственно к энергосистемам 1 и И. Блок 7 регуляторов содержит по регулятору на машину. Входы регуля- jropoB связаны с датчиками напряже- Ый, частот и мощностей энергосистем |1 и 2, с датчиком углового положения . Входы сумматора 10 и блока 11 сонтроля угла мезвду векторами напря- }кений энергосистем соединены с выхо- Йами датчиков 12 и 13 частот, входы {которых соединены соответственно с Энергосистемами 1 и 2. Выход суммато ра 10 соединен, например, через ключ с входами блока 14 управления пере- 1слючателем и блока 15 контроля раз- (1ости частот энергосистем 1 и 2. Клю предназначен для ввода и вывода схе- Ны управления выключателями в работу. Может быть включен в любой из входов блоков 14 и 15 или выходов блоков 11 и 15. В принципе схема работает и бе ключа. Первые входы логических элементов И 16 и 17 соединены с выходом яблока 11 контроля угла, вторые - с выходом блока 15 контроля разности частот энергосистем, а третьи - соответственно с первьп ш и вторыми выходами блока 14 управления переключателем, а выходы .соединены с управляющими входами блоков управления выключателями 8 и 9. Вход блока 14 управления переключателем (по фиг, 2) образован объединенными первыми входами компараторов 18 и 19, вторые входы которых соединены соответственно с задат- чиками 20 и 21, представляющими собой источники калиброванного напряжения и формирующими на выходе уставки по минимальной разности между частотами энергесистем 1 и 2йul с соответствующим знаком. Выходы компараторов 18 и 19 соответственно через диоды22 и 23 соединены с выходами блока 14. Вход блока 15 контроля разности частот энергосистем 1 и 2 (фиг. 3) через диод 24 соединен с первым входом компаратора 25 и через инвертор 26 и диод 27 с вторым входом компаратора 25, третий вход которого соеди- нен с задатчиком 28, формирующим уставку по максимальной разности между частотами энергосистем 1 и 2йш, а выход компаратора 25 через диод 29 соединен с выходом блока 15. Вхо- ды блока 11 контроля угла между векторами напряжении энергосистем 1 и 2 (фиг. 4) соединены с входами перемножителей 30 и 31, выходы которых через сумматор 32 соединены с первым входом компаратора 33, второй вход которого соединен с задатчиком 34, формирующим уставку по рабочей зоне значений угла между векторами напряжений энергосистем, а выход компаратора 33 через диод 35 соединен с выходом блока 11. Схемы блоков 36 и 37 БУВ управления выключателями 8 и 9 идентичны, представляют собой типовые цепи управления выключателями и содержат соответственно последовательно соединенные кнопки 38 и 39 пуска, кнопки 40 и 41 останова, размыкающие контакты 42 и 43 и электромагнитные катушки 44 и 45 приводов выключателей.При этом кнопки 38 и 39 зашунтированы замыкающими контактами 46 (44) и 47 (45) Блоки 36 и 37 содержат также соответственно дополнительные исполнительные реле 48 и 49 с замыкающими контактами 50 (48) и 51 (49(, Для всех контактов рядом с номером в скобках проставлен номер элемента, от которого они срабатьшают. Контакты 50 (48) и 51 (49) шунтируют соответственно элементы 38, 42 (45) и 39, 43 (44).

Управляющие входы реле 48 и 49 образуют управляющие входы блоков 36 и 37 управления выключателями, соединеные с выходами элементов И 16 и 17.

Устройство работает следующим образом.

Пусть ключ отключен оператором, а возбуждение машин 3 и 4 осуществляется от энергосистемы 1. Силовые входы статических преобразователей частоты 5 и 6 подсоединены к системе 1 через выключатель 8. При этом замыкающие контакты 46 (44) замкнуты и по электромагнитной катушке 44 привода выключателя 8 течет ток, т.е. выключатель 8 находится во включенном состоянии. При этом его замыкающие контакты 43 (44) в цепи электромагнитной катушки 45 разомкнуты и выключатель 9 заблокирован. Регуляторы блока 7 регуляторов, содержащие блоки формирования функции регулирования, обеспечивают нормальное функционирование устройства: передачу в требуемом направлении заданной активной мощности, заданные напряжения на шинах машин 3 и 4 и заданные скорости вращения вала агрегата.

При включении оператором ключа сигнал 4u) -(w, -uJ),c выхода сумматора 10 поступает на входы блоков 14 и 15. Примем, что w j 7 ш, т.е. Ли).0. Так как знак (-dto) совпадает со знаком (-6uJ|,) задатчика 21 (фиг. 2), то на выходе компаратора 19 инвертированньй сигнал является заведомо положительным и через диод 23 не проходит. Если +4а)„ии задатчика 20, то это значит, что значение активной мощности роторных цепей из-за малых скольжений машин 3 или 4 столь незначительна, что переи 17 поступает отрицательный сигна По трем сигналам от блоков 11, и 15 логический элемент И 17 форми

ключение не имеет смысла. Пусть далее д.

I-4wl I+l4W;v,Knl Тогда суммарньй инвер- ет на выходе импульс определенной

тированный сигнал на выходе компара- .

длительности, которьш поступает н вход исполнительного реле 49. Оно срабатьшает и на время продолжительности импульса замыкает свои замыкающие контакты 51 (49), замыкая цепь питания электромагнитной катушки 45, и выключатель 9 включается. Но при этом размыкаются размыкающие контакты 42. (45) в цеп питания электромагнитной катушки 44, отключая выключатель 8.

тора 18 положителен и на третий вход логического элемента И 17 поступает через диод 22 положительный сигнал., Этот же сигнал (-du)) с выхода сумматора 10 прступает на вход блока 15 контроля разности частот энергосистем (фиг. 3), далее с отрицательным знаком (независимо от исходного знака это достигается инвертором 26 и дио дами 24 и 27) поступает на два входа компаратора 25, на третий вход кото рого от задатчика 28 поступает сигнал

0

5

0

5

0

5

0

уставки ((Kc) Г10 максимальной раз-, ности между частотами энергосистем 1 и 2. Если l-dw((-Н макс- то инвер- тированный сигнал на выходе компаратора 25 отрицателен и на вторые входы логических элементов И 16 и 17 поступает отрицательный сигнал через диод 29. Режим |-/1а)(1+|лид ожНожет соответствовать аварийному режиму, так как разность частот энергосистем вьш- ла за длительно допустимый рабочий диапазон скольжений, на который рассчитаны машины устройства, и нет необходимости переключать вьжлючатели 8 и 9, поэтому в этом случае на выходе блока 15 присутствует нулевой .сигнал. Сигнал задатчикагзи)„.„может

мякс

быть выбран по каким-то другим соображениям и меньше аварийного значения,

Гармонические сигналы с выходов датчиков 12 и 13 частот энергосистем поступают на входы перемножителей

31и 32 блока 11 (фиг. 4) контроля угла мелзду векторами напряжений энергосистем 1 и 2. По сигналам перемножителей 30 и 31 на выходе сумматора

32формируется гармонический сигнал разностной (низкой) частоты, аргументом которого является угол / между векторами напряжений энергосистем . Известно, что .cos cf cos(w,-w)t7 О при -1f/2 , поэтому при выборе значения сигнала задатчика 34, формирующего уставку (-COS сГй ) рабочей зоны значений угла между векторами напряжений энергосистем 1 и 2, равным значениям cos сГ для близких к нулю углов, на выходе компаратора 33 при cos «Г l-coscffl I инвертированный сигнал отрицателен и через диод 35 на пер- вые входы логических элементов И 16

и 17 поступает отрицательный сигнал. По трем сигналам от блоков 11, 14 и 15 логический элемент И 17 формиру.

0

5

длительности, которьш поступает на вход исполнительного реле 49. Оно срабатьшает и на время продолжительности импульса замыкает свои замыкающие контакты 51 (49), замыкая цепь питания электромагнитной катушки 45, и выключатель 9 включается. Но при этом размыкаются размыкающие контакты 42. (45) в цепи питания электромагнитной катушки 44, отключая выключатель 8.

Итак, в предлагаемом устройстве используются сигналы лишь от датчи71504720

HOB частот 12 и 13, которые как штат ; элементы необходимы для работы (лока 7 регуляторов, поэтому оно йроще по сравнению с устройством- ирототипом, блоки 14 и 15 определяют и ограничивают рабочую зону по взаимному скольжению частот энергосистем

о

1 и 2 в пределах((а),-(( 4 блок 14 дополнительно определяет Энергосистему с более низкой часто- toй, к которой нужно подключить си- Ловые входы статических преобразова- teлeй частоты 5 и 6, блок 11 опреде- тяет и ограничивает значения углов йежду векторами напряжений энерго- ёистем 1 и 2 в пределах - f (. f cf, |согда переключение возможно при уве- .{тичении тока через выключатели 8 и 9 допустимых пределах, блоки 36 и 37 правления выключателями осуществляют Ьереключение, когда в течение време- Йи, необходимого для отключения выключателя, оба выключателя находятся во включенном состоянии, в ре- 1эультате исключается бестоковая пауза.

Предлагаемое устройство может быть применено на межсистемных связях объе |циняемых. энергосистем как с одинако- |вымн, так и с неодинаковыми минимальными частотами при наличии взаимных отклонений частот энергосистем.

Формула изобретения

: 1. Устройство для СВЯЗИ двух энер- |госистем, содержащее две асинхронизи- рованные синхронные машины с жестко ;соединенными валами, статорные цепи которых подсоединены каждая к соответствующей энергосистеме, а к роторным.цепям машин подсоединены статические преобразователи частоты и блок регуляторов, переключатель, блок управления переключателем, элемент сравнения и два датчика, входы которых соединены каждая со своей энергосистемой, а выходы - с входами элемента сравнения, отличающееся тем, что, с целью повьшения качества ,электроэнергий и устойчивости устройства путем : исключения бестоковых пауз при коммутациях переключателя, оно снабжено блоком контроля разности частот энергосистем, блоком контроля угла между векторами напряжений энергосистем, двумя логическими элементами И, при этом

S

переключатель вьтолнен из двух выключателей с блоками управления, первые выводы выключателей объединены и подключены к статическим преобразовате0

5 0- 5

о

5

0

5

0

5

динены каждый к своей энергосистеме, элемент сравнения выполнен в виде сумматора, датчики выполнены в виде датчиков частот энергосистем, с выходами которых соединены входы блока контроля угла, выход сумматора соединен с входами блока управления переключателем и блока контроля разности частот энергосистем, первые входы логических элементов И соединены с вы- ходоМ блока контроля угла, вторые входы логических элементов И соединены с выходом блока контроля разности частот энергосистем, третьи входы логических элементов И соединены со- ответственно с первым и вторым выходами блока управления переключателем, а выходы логических элементов И соединены каждый с управляющим входом блока управления своего выключателя.

2.Устройство по п.1, о т л и ч а- ю щ е е с я тем, что блок управления переключателем содержит два компаратора, два задатчика и два диода, при этом вход блока управления переключателем соединен с первыми входами компараторов, вторые входы которых соединены каждый со своим задатчиком, а выходы через диоды соединены с выходами блока.

3.Устройство по П.1, о т л и - чающее ся тем, что блок контроля разности частот энергосистем содержит инвертор, три диода, компаратор и задатчик, при этом вход блока через диод соединен с первым входом компаратора, и через инвертор и диод с вторым входом компаратора, третий вход которого соединен с задатчиком, а выход соединен через диод с выходом блока.

4.Устройство по п.1, о т л и ч а- ю щ е е с я тем, что блок контроля угла между векторами напряжений энергосистем содержит два перемножителя, сумматор, задатчик, компаратор и диод, при этом входы блока соединены с вхо-- дами перемножителей, выходы которых через сумматор соединены с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с задатчиком, а выход через диод соединен с выходом блока..

Г

/Jo;

mtn.

w гг -

П

J7

Изобретение относится к электротехнике, более конкретно - к электромеханическим преобразователям частоты для объединения энергосистем. Цель изобретения - повышение качества электроэнергии и устойчивости путем исключения бестоковых пауз при коммутациях переключателя. Сущность изобретения заключается в использовании сигналов датчиков 12, 13 частот для переключения входов статических преобразователей 5 и 6 частоты и исключении бестоковой паузы при этих переключениях. Блоки 14 и 15 определяют и ограничивают рабочую зону по взаимному скольжению частот энергосистем 1 и 2 в заданных пределах, а блок 14 дополнительно определяет энергосистему с более низкой частотой, к которой нужно подключить силовые входы статических преобразователей 5 и 6 частоты. Блок 11 контроля угла определяет и ограничивает значения углов между векторами напряжений энергосистем 1 и 2 пределами, когда переключение возможно при увеличении тока через выключатели 8 и 9 в допустимых пределах. Блоки 36 и 37 управления выключателями осуществляют переключение, когда в течение времени, необходимого на отключение выключателя, оба выключателя находятся во включенном состоянии, и тем самым исключается бестоковая пауза. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

;о

J/Ju/

|г;ГГ

.

;5 и -1

..

г.2

X

f/

Фиг Л

36 (Кб)

Фиг, 5

Р едактор Л.Пчолинская

Составитель М. Поляков

Техред М.Моргентал Корректор В. Кабаций

Заказ 5260/52

Тираж 608

Е1НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035„ Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Шроизводственко-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Подписное