СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ Советский патент 1995 года по МПК H02J3/00 

Изобретение относится к электроэнергетике и может найти применение в системах электроснабжения с мощными двигателями переменного тока, на гидроаккумулирующих электростанциях и насосных станциях при пусках электрических машин в двигательный режим на пониженном напряжении.

Целью изобретения является обеспечение взаиморезервирования при пусках электрических машин и повышение оперативной гибкости системы электроснабжения.

На фиг. 1 и 2 показаны варианты выполнения систем электроснабжения.

Система электроснабжения (см. фиг. 1) состоит из трансформаторов 1-4, первичные обмотки которых 5-8 с помощью выключателей 9-12 подключены к питающей сети 13, к вторичным обмоткам 14-17 трансформаторов 1-4 через выключатели 18-21 подключены фазными выводами электрические машины 22-25, к нулевым выводам которых подключены закорачивающие выключатели 26-29, точки подключения которых к нулевым выводам электрических машин посредством коммутационных аппаратов 30-33 связаны с дополнительной системой шин 34. Группы соединения трансформаторов выбраны отличающимися на 1-5 единиц. Например, трансформаторы 1 и 3 имеют 11 группу, а трансформаторы 2 и 4 1 группу, т.е. группы, отличающиеся на две единицы.

Вариант выполнения системы электроснабжения (см. фиг. 2) дополнительно содержит токоограничивающее сопротив- ление 35 с последовательно соединенным с ним выключателем 36, подключенные к дополнительной системе шин 34.

Система электроснабжения (см. фиг. 1) работает следующим образом. При всех работоспособных электрических машинах пуск их выполняется в следующем порядке. Предположим, что перед началом пуска все коммутационные аппараты и выключатели отключены. Для пуска электрических машин 22 и 23 включают коммутационные аппараты 30 и 31, выключатели 9 и 10, а затем 18 и 19. При этом на последовательно соединенные через систему шин 34 электрические машины 22 и 23 подается результирующее напряжение вторичных обмоток трансформаторов 1 и 2, которое, вследствие того, что их группы отличаются на две единицы, равно U₂, где U₂ напряжение вторичных обмоток трансформаторов. При этом электрические машины запускаются, как и в схеме прототипа, на пониженном напряжении, а пусковой ток при Х_с 0 составит:
I_п= где Х_с сопротивление системы, Х_т сопротивление трансформатора, Х_d'' сверхпереходное индуктивное сопротивление электрической машины.

После разворота электрических машин включают закорачивающие выключатели 26 и 27, при этом электрические машины подключаются на полное напряжение. После этого отключают коммутационные аппараты 30 и 31, и для пуска электрических машин 24 и 25 включают коммутационные аппараты 32 и 33, затем выключатели 11, 12 и 20, 21. После разворота электрических машин 24 и 25 включают закорачивающие выключатели 28 и 29 и отключают коммутационные аппараты 32 и 33.

Если одна из электрических машин, например 22, выведена в ремонт, то для реализации взаиморезервирования пуска могут быть использованы следующие варианты.

Предполагая, что перед началом пуска все коммутационные аппараты и выключатели отключены, для осуществления пуска электрических машин необходимо выполнить следующие операции: включить выключатели 10, 11, 12, коммутационные аппараты 31, 32, 33, затем выключатели 19 и 21 трансформаторов 2 и 4 с одинаковыми группами и после этого выключатель 20. При этом пусковой ток в цепи электрической машины 24 будет равен
I_п= а в цепях электрических машин 23 и 25 составит:
I_п=
Поскольку пусковой момент электрических машин пропорционален квадрату напряжения на их обмотках, то очевидно, что электрическая машина 24 наберет подсинхронные обороты раньше, чем электрические машины 23 и 25. По факту набора подсинхронной скорости одной из электрических машин включают ее закорачивающий выключатель (в рассматриваемом примере 28), затем закорачивающие выключатели других электрических машин и отключают коммутационные аппараты 31, 32, 33. Поскольку электрические машины 23 и 25 будут иметь скорость, отличную от подсинхронной, то при включении закорачивающего выключателя 28 пусковой ток в цепях электрических машин 23 и 25 будет незначительно меньше начального пускового тока при прямом асинхронном пуске. Однако, поскольку электрические машины 23 и 25 будут иметь к моменту включения закорачивающего выключателя определенную скорость, длительность набора ими подсинхронной скорости будет меньше, чем при прямом асинхронном пуске.

Другой вариант взаиморезервирования пуска состоит в следующем. При выведенной в ремонт электрической машине 22 и при отключенном состоянии всех выключателей и коммутационных аппаратов выполняют следующие операции: включают выключатели 10 и 11, коммутационные аппараты 31 и 32, затем выключатели 23 и 24. Так как трансформаторы 2 и 3 имеют отличающиеся группы соединений обмоток, то электрические машины 23 и 24 запускаются на пониженном напряжении. После набора ими подсинхронной скорости включают закорачивающий выключатель 27 и отключают выключатель 20 электрической машины 24, которая с течением времени останавливается. Электрическая машина 23 работает на полном напряжении от трансформатора 2. Для пуска электрических машин 24 и 25 отключают коммутационный аппарат 31 и включают 33, затем включают выключатели 12, 20, 21. Электрические машины 24 и 25 запускаются на пониженном напряжении и после набора ими подсинхронной скорости включают закорачивающие выключатели 28 и 29 и отключают коммутационные аппараты 32 и 33.

Представленная на фиг. 2 система электроснабжения работает аналогичным образом. Отличие состоит в том, что после первого этапа пуска электрических машин на пониженном напряжении включают выключатель 36. При этом токоограничивающее сопротивление 35 включается последовательно в нулевые выводы электрических машин, что ограничивает пусковые токи тех электрических машин, которые не набрали подсинхронной скорости. После набора подсинхронной скорости электрическими машинами включаются их закорачивающие выключатели.

Цепочка токоограничивающее сопротивление 35 и выключатель 36, присоединенная к системе шин 34, может быть использована для индивидуального пуска на пониженном напряжении любой электрической машины. Допустим, надо запустить электрическую машину 24 при неработающих электрических машинах 22, 23, 25. Предположим, что перед началом пуска все коммутационные аппараты отключены. Включают выключатель 11, коммутационный аппарат 32, выключатель 36 и затем выключатель 20. Электрическая машина 24 за счет включенного в ее цепь токоограничивающего сопротивления 35 запускается на пониженном напряжении. После набора ею подсинхронных оборотов включают закорачивающий коммутационный аппарат 28 и отключают коммутационный аппарат 32 и выключатель 36. Аналогичным образом могут быть запущены электрические машины 22, 23 и 25.

Предлагаемая система электроснабжения позволяет взаиморезервировать пуск электрических машин и повысить оперативность, гибкость схемы. Такая система электроснабжения не требует разработки специального оборудования и может быть внедрена с использованием стандартного оборудования.

Использование: обеспечение взаиморезервирования при пусках электрических машин и повышение оперативной гибкости системы электроснабжения. Сущность изобретения: в системе электроснабжения, содержащей трансформаторы, подключенные к источнику питания и имеющие отличающиеся группы соединения обмоток, электрические машины, подключенные к каждому из трансформаторов через выключатели, а к нулевым выводам электрических машин, пофазно последовательно соединенных между собой, подключены закорачивающие выключатели. Связь между нулевыми выводами электрических машин выполнена посредством дополнительно введенной системы шин, которая с помощью коммутационных аппаратов соединена с точками соединения закорачивающих выключателей и нулевыми выводами каждой электрической машины. Кроме того, к дополнительно введенной системе шин подключено токоограничивающее сопротивление с последовательно соединенным с ним выключателем. 2 ил.

1. СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ, содержащая трансформаторы, подключенные к источнику питания и имеющие отличающиеся группы соединения обмоток, электрические машины, подключенные к каждому из трансформаторов через выключатели, к нулевым выводам электрических машин, пофазно последовательно соединенных между собой, подключены закорачивающие выключатели, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения взаиморезервирования при пусках электрических машин и повышения ее оперативной гибкости, по крайней мере два трансформатора имеют одинаковые группы, а связь между нулевыми выводами электрических машин выполнена посредством дополнительно введенной системы шин, которая с помощью коммутационных аппаратов соединена с точками соединения закорачивающих выключателей и нулевыми выводами электрической машины. 2. Система электроснабжения по п.1, отличающаяся тем, что к дополнительно введенной системе шин подключено токоограничивающее сопротивление с последовательно соединенным с ним выключателем.