Электростанция Советский патент 1991 года по МПК H02P9/14 

1

(21)4689062/07 (22) 04.05 89 (46)07.10.91.Бюл. №37

(71)Производственное энергетическое объединение Донбассэнерго

(72)В.Ф.Наумов (53)621.316722(0888)

(56)Глебов И.А, Системы возбуждения мощных синхронных машин. Л.; Наука, 1979, с. 49-63.

(54) ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ

(57)Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано в системах возбуждения синхронных машин. Цель изобретения - повышение надежности пу- тем обеспечения стабильности напряжения питания преобразователя. Для этого в каие- стве источника питания системы возбуждения используют напряжение статора синхронного генератора и напряжение энергосистемы одновременно Устройство содержит в качестве источника питания системы возбуждения блочный трансформатор, который снабжают для этого дополнительной обмоткой, соединяя последнюю через управляемый преобразователь с обмоткой возбуждения синхронного генератора. При этом дополнительная обмотка разделена на две последовательно- встречно соединенные секции, каждая из которых размещена на одном из торцов соответствующих концентров, обеспечивающих максимальные по величине и противоположные по знаку потоки рассеяния при заданном соотношении чисел витков. 2 ил.

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано в системах возбуждения синхронных генераторов, эксплуатируемых на электростанции,

Цель изобретения - повышение надежности путем обеспечения стабильности напряжения питания управляемого преобразователя.

На фиг.1 представлена схема электростанции, связанной с энергосистемой; на фиг.2 - схема размещения на стержне обмоток трансформатора электростанции с диаграммой распределения его поля рассеяния, поперечное сечение.

К энергосистеме 1 через сопротивление 2 подключена электростанция 3, содержащая п генераторов 4, которые через трансформаторы 5 подключены к шинам 6 высшего напряжения. Дополнительная обмотка 7 трансформатора 5 соединена с входом управляемого преобразователя 8, выход которого подключен к обмотке возбуждения генератора 4, Управляемый вход преобразователя 8 соединен с выходом автоматического регулятора 9 возбуждения сильного действия.

Первая секция дополнительной обмотки 7 размещена на одном из торцов концентра обмотки ВН, где обеспечивается согласно диаграмме максимальный по величине поток рассеяния (фиг 2) Другая секция обмотки 7 размещена на том же торце толь.до концентра обмотки НН, где обеспечивается согласно диаграмме из-за несимметрии результирующий поток рассеяния противоположного знака по сравнению с потоком, сцепленным с обмоткой первой секции, Несимметрия потока рассения возникает, в основном, из-за нечетного числа витков обмоток ВН и НН. Обмотки секций соединены между собой последовательно- встречно. Обмотки ВН и НН трансформатора выполнены концентрическими, причем обмотка ВН - в виде двойной концентрической.

Регулирование возбуждения синхронного генератора электростанции осуществляется следующим образом.

В нормальном режиме заданный уровень выходного напряжения синхронного генератора 4 поддерживается с помощью автоматической системы регулирования, содержащей автоматический регулятор 9 возбуждения, выходной сигнал которого воздействует на управляемый вход преобразователя 8. Напряжение на выводах дополнительной обмотки 7 блочного трансформатора 5 в этом режиме поддерживается на уровне, обеспечивающем необ- ходимую кратность форсировки возбуждения, и определяется разностью витков обмоток обеих секций:

W1-W2 WH.

В режиме близкого короткого замыкания напряжение на выводах дополнительной обмотки будет определяться уже суммой витков обеих секций, так как витки агорой секции охватываются результирующим потоком рассеяния, имеющим противоположное направление с потоком, сцепленным с обмоткой первой секции:

Wi + W2 W.

Оптимальное отношение между собой витков, находящихся в разных секциях дополнительной обмотки, определяется из условия обеспечения необходимой кратности форсировки возбуждения при близких коротких замыканиях, Наихудшим режимом является режим трехфазного короткого замыкания за указанным трансформатором со стороны шин электростанции. Тогда напряжение на выводах генератора при условии обеспечения необходимой кратности форсировки определяется

Хт

11 Ur п

dH

Xd + Хт

где Ur - напряжение на выводах генератора в относительных единицах;

dH - номинальное значение тока ротора в единицах Парка (в системе относительных единиц Парка за базисный ток ротора

5

0

принимается ток, соответствующий номинальному напряжению reitepoiopd по прямолинейному участку характеристики холостого хода);

п - необходимая кратность форсирсаки возбуждения;

Хт - индуктивное сопротивление трансформатора;

Xd - синхронное индуктивное сопротивление генератора по продольной оси.

Uj; UjS;U гн.-u где U д.н. - напряжен на выводах дополнительной обмотки в случае выполнения ее односекционной с витками WH, и обеспечивающей в нормальном режиме необходимую кратность форсировки возбуждения (номинальное напряжение).

Количество витков дополнительной обмотки, необходимое дпя обеспечения заданной форсировки возбуждения при близких коротких замыкания , определяется следующим образом:

-WH WH

5

0

5

W

JLM 4 Kn

ч

Oq

Кп

где Кп-коэффициент, учитывающий величину и форму потока рассеяния, сцепленного с дополнительной обмоткой;

U дь - номинальное значение напряжения на выводах дополнительной обмотки, принимается равным 1.

Тогда число витков первой и второй секций толчитальной обмотки окончательно опресняется как

WH

Wi WK + ( „

uq кп

.

,,)

WH Uq Kn

Uc

Kn

Отношение витков секций будет опти- р альным:

Wi

5

0

5

W

п

1 dH

Хт

Xd+x, -

Благодаря такому выбору соотношения чисел витков обеспечивается стабильность питания системы возбуждения в аварийных режимах,

Формула изобретения Электростанция, содержащая синхронный генератор, подключенный через трансформатор к шинам высокого напряжения, источник питания, подключенный через управляемый преобразователь к обмотке возбуждения синхронного генератора, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения стабильности напряжения питания преобразователя, в качесгве источника питания использован упомянутый трансформатор, который снабжен дополнительной обмоткой, к которой подключен указанный упрааляемый преобразователь, при этом дополнительная обмотка выполнена в амде двух последовательно-встречно соединенных секций, каждая из которых размещена на одном из торцов соответствующих концентров обмоток высшего и низшего напряжения трансформатора, где обеспечиваются максимальные по величине и противоположные по знаку потоки рассения, а числа витков Wi и Wa секций дополнительной обмотки относятся между собой а соответствии с выражением

0

Wi W2

1

- n

i dH

XT

Kn

Xd + XT

где dH - номинальное значение тока ротора генератора в единицах Парка;

n - необходимая кратность форсировки возбуждения;

Хт - индуктивное сопротивление трансформатора;

Xd - синхронное индуктивное сопротивление генератора .ю продольной оси;

Кп - коэффициент, учитывающий величину и форму потока рассеяния, сцепленного с дополнительной обмоткой.

Фиг.1

Н

ч

с/

/ / / / / / / / / / / / / / / / /

нн

вн

Фиг. 2

С2

НН