Способ управления гидроэлектростанцией Советский патент 1993 года по МПК F03B15/00 

Изобретение относится к гидроэнергетике и может быть использовано преимуще- ственно на гидроэлектростанциях с большим колебанием напоров.

Целью изобретения является снижение стоимости вы прямите л ьно-инверторной вставки.

На фиг. 1 изображена главная схема электрических соединений гидроэлектростанции; на фиг.2 - принципиальная схема регулирования гидроагрегатом, реализующие способ.

Гидроэлектростанция (см.фиг.1) имеет гидроагрегат 1, который через выключатель 2 электрически связан с трансформатором 3.

Этот трансформатор 3 через разъединители 4 и Рг подключен к еыпрямительно-ин- верторной вставке 5, которая передает в с помощью электролинии 6 с разъединителем

7 в энергосистему вырабатываемую гидроагрегатом 1 мощность, которая может быть также передана в энергосистему с помощью обходных шин 8, снабженных разъединителем 9.

Система регулирования гидроагрегатом имеет панель 10 электрооборудования, в которую входят: интегрирующий усилитель 11, выпрямитель 12, фазочувствительный трансформатор 13 с обмотками Wi, W2. Л/з, А/4, частотозадающий трансформатор 14 с обмотками L, Wn, конденсатор С) (который совместно с обмоткой L составляет резонансный контур LC) и переменный резистор 15, который через редуктор 16 приводится в движение конденсаторным электродвигателем 17. Последний через полупроводниковый усилитель 18 и обратную связь 19 связан с приемным сельсином 20. Этот сельсин 20 управляется передающим сельсином 21 датчика напора 22.

СО

с

00

ю

2

N5 01

А вышеназванные элементы, входящие в панель 10 электрооборудования регулятора, воздействуют на электромагнит 23 магнитоэлектрического преобразователя, который совместно с гидромеханической системой регулятора гидротурбины изменяет либо поддерживает постоянной скорость вращения гидроагрегата. (Магнитоэлектрический преобразователь и гидромеханическая система регулятора не показаны).

Эффективная работа гидроэлектростанций с большим колебанием напоров возможна при условии, если режим работы гидротурбины не выходит из оптимальной зоны ее универсальной характеристики, очерчиваемой изолининей максимального КПД.

Анализ универсальных характеристик гидротурбин показывает, что оптимальная зона характеристики при синхронном вращении гидроагрегата занимает до 40% величины колебания напоров, определяемых

.. / n D t N9 по формуле Н ( п || ) .

, Таким образом, при верхнем диапазоне напоров, который обуславливает максимальную мощность гидроагрегата, передачу последней в энергосистему можно эффективно осуществить в обход выпрями- тельно-инверторной вставки.

Работа гидроэлектростанции с нижним диапазоном напоров при синхронном вращении гидроагрегата выведет режим работы гидротурбины из оптимальной зоны. Возвращение в эту зону возможно в случае изменения скорости вращения гидроагрегата пропорционально VFT , тогда при любых напорах режим работы гидротурбины будет

находиться в зоне п 1 оптимум.

В соответствии с изложенным предложенный способ управления гидростанцией осуществляется следующим образом.

При наличии на гидроэлектростанции обуславливающего большие величины ее мощности верхнего диапазона напоров, значения которых определены оптимальной зоной универсальной за характеристики гидротурбины, вырабатываемая гидроагрегатом 1 мощность передается в энергосистему при включенном выключателе 2, при повышающем трансформаторе 3 при замкнутых разъединителях 4 и 9 и разомкнутом разъединителе Рг., через обходные шины 8, то есть в обход выпрямительно-инверторной вставки 5 (см.фиг.1). При этом все положения резистора 1Б(см.фиг.2), устанавливаемые датчиком напора 22с помощью передающего сельсина 21, приемного сельсина 20, конденсаторного электродвигателя 17 с редуктором 16 и обратной связью 19, обеспечивают только одно значение тока в обмотке подмагничивания Wn частотозадающего трансформатора 14, при которой собственная частота контура соответствует синхронной скорости вращения гидроагрегата, т.е. частоте переменного тока энергосистемы (50 герц).

«Благодаря этому регулятор гидротурби- ны (на фиг.2 показана только его панель 10 электрооборудования), при работе гидроэлектростанции с этими напорами обеспечивает постоянное значение синхронной скорости вращения гидроагрегата. При наличии на гидроэлектростанции оставшегося нижнего диапазона напоров, обуславливающих меньшие величины ее мощности, вырабатываемая гидроагрегат том 1 мощность передается в энергосистему при включенном выключателе 2, через повышающий трансформатор 3, при замкнутых разъединителях 4, 7 Рг и разомкнутом разъединителе 9 через выпрямительно-инвер- торную вставку 5, которая обеспечивает

поступление в энергосистему переменного

0

5

тока с частотой строго соответствующей частоте энергосистемы.

При этом положения резистора 15, устанавливаемые датчиком напора 22 с по0 мощью передающего сельсина 21, приемного сельсина 20, конденсаторного электродвигателя 17 с редуктором 16 и обратной связью 19 обеспечивают в обмотке подмагничивания Wn частотозадающего

5 трансформатора 14 ток такой величины, при которой собственная частота контура соответствует оптимальной частоте вращения гидроагрегата 1. Т.е. изменение напора с помощью датчика 22 приведет к изменению

0 положения резистора 15, а значит и изменению тока в обмотке подмагничивания Vn. Благодаря этому панель 10 электрооборудования обеспечит поступление сигнала на электромагнит 23, что осуществит с по5 мощью гидромеханической системы регулятора (не показана) изменение скорости вращения гидроагрегата 1 пропорционально VFT и сохранение оптимального режима работы гидротурбины п | оптимум,

Таким образом, снижается величина мощности гидроэлектростанции, выдаваемой в энергосистему через выпрямительно- инверторную вставку 5, что значительно снижает ее стоимость.

Формура изобретения Способ управления гидроэлектростанцией, включающий передачу вырабатываемой гидроагрегатом электроэнергии в энергосистему через выпрямительно-инверторную вставку, отличающийся тем. что электроэнергию в диапазоне напоров, соответствующем оптимальной дозе универсальной характеристики гидротурбины, передают в энергосистему, переключая на шины в обход выпрямительно-инверторной вставки, при этом поддерживают постоянной величину синхронной скорости вращения гидроагрегата в соответствии с частотой «переменного тока энергосистемы, а передачу электроэнергии через выпрямительно- инверторную вставку осуществляют при напорах, меньших нижнего предела указанного диапазона, при этом поддерживают постоянной величину оптимальной приведенной скорости вращения гидротурбины.

Изобретение относится к гидроэнергетике. Гидроагрегат 1 через выключатель 2 электрически связан с трансформатором 3. При работе станции в диапазоне напоров, соответствующих оптимальной зоне универсальной характеристики гидротурбины, замыкают разъединители 4 и 9 и передают электроэнергию через шины 8 в обход выпря- мительно-инверторной вставки 5. В нижнем диапазоне напоров электроэнергию передают через вставку 5 при помощи электролинии 6 с разъединителем 7. Такая последовательность операций позволит снизить себестоимость электроэнергии. 2 ил.

-fit