ВСЕСОЮЗНАЯ Советский патент 1973 года по МПК H02J3/36 H02J3/36 H02J3/24 

1

Изобретение отмоситсй к сибтёмйм элё1йройередачи постоянного тока между двумя сетями переменного тока, которые соединены асинхронно при помощи соединительной линий или соединительных лнний постоянного тока. Система электропередачи имеет систему управления обычного типа для регулирования основных рабочих величин, как например, величина передаваемого тока или мощности. Изобретение также относится к принципу использования дополнительной системы управления для подобных систем электропередачи постоянного тока, благодаря которому вмешательством в систему управления, можно пресечь возможные колебания в одной -или более сетях. Известны системы электропередач постояннюго тока, содержащие линию электропередачи постоянного тока, соединяющую, по крайней мере, две - линии перемевногр тока, преобразовательные подстанции и регулятор системы управления указанной линии электропередачи.

При помощи такой системы электропередачи постоянного тока можно подавить колебания между частями сети переменного тока или между двумя сетями переменного тока, асинхронно соединительной линией постоянного тока. Возможные отклонения частоты у кон2

ЦОё Передающих Звеньев исПйльЗуютсй в kdчестве основных управляющих величин, и общим для этих условий является то, что взаимное гашение колебаний между соединенными частями предназначается (хотя одна часть или одва сеть преобладает над другой) для достижения стабилизации.

В предлагаемом изобретении принцип увеличения стабильности осуществляется в пределах одной из сетей переменного тока, когда колебания возникают между частями этой сети, за счет действия системы управления электропередачи постоянного тока между этой сетью и другой (возможно, отдельными другими сетями, и возможно отдельными системами электропередачи).

Колебания, которые должны гаситься, обычно возникают от колебаний нагрузок иши

мощности машин в пределах рассматриваемой сети и проявляются, как колебания скорости различных вращающихся машин и частотах.

Очевидно, что регуляторы различных машин стремятся стабилизировать скорость. Однако,

эти регуляторы (например, гидротурбины) часто настолько медлительны по сравнению с частотой колебаний, что они не способны противостоять колебаниям, благодаря чему синхронность между различными частями сети может быть нарушена. В предлагаемом изобретении колебания предотвращаются сами по себе, так что машинный регулятор принимается во внимание только при конечных условиях, которые при временных нарушениях означают, что регулятор машины в большинстве случаев не нуждается в дополнительной регулировке. В соответствии с известными: принципами возможные отклонения частоты в сети используются в качестве исходных величив. Для управления системой электропередачи постоянного тока выбираются две точки, в которых измеряется отклонение частоты. Поскольку первая точка всегда выбирается недалеко от соединения линии постоянного тока с линией переменного тока, то вторая точка выбирается удаленной от первой точки, насколько это врзможно. С целью получения относительно простого способа измерения отклонения частоты в качестве измерительных устройств выбираются вращаюш,иеся электрические машины, и действительная скорость машины соответствуюш,И1М образом измеряется так, что число оборотов сравнивается с требуемой скоростью. Разница между этими двумя скоростями, делится на половину числа полюсов машины, представляя, таким образом, измерение отклонения частоты. С целью стабилизации режима работы ЛИ1ний переменного тока, линия электропередачи постоянного тока снабжена Дополнительной системой управления, реагирующей на изменение частоты в одной из линий переменного тока, при1 этом дополнительная система управления содержит вращающиеся электрические машинъ, подсоединенные к одной из сетей переменного тока в двух точках, оДна из которых находится около точки подсоединения линии постоянного тока к линив переменного тока, а вторая - наиболее удалена от точки соединения линий, регуляторы с передаточной функцией F --+ -Ч-, подсоединенные к вращающимся электрическим машинам, суммирующей элемент, подсоединенный к дополнительным регуляторам, задатчику регулируемой величины и к регулятору системы управления электропередачи тока, где а, Ь, с и d - постоянные характеристики регулятора. Управляющая функция для каждого регулятора имеет следующую характеристику: + -+-+-, р рг рз где р - оператор, их, Ьх - и т. д. - постоянные, которые соответствуют настоящему изобретению и должны выполнять следующие условия: ti-f&2 0 Cl + C2 0 0 и т. д., где индекс / относится к указанной первой точке измерения в точке присоединения линии постоянного тока к линии переменного тока, а индекс 2 относится ко второй точке измерения. На практике, постоянные Сх, с и т. д. соответствуют О, так что две функции регуляторовки имеют следующие характеристики: . «..+ , т. е. передаваемой сигнал составлен из действующего отклонения частоты и интеграла его, так что bi н bz всегда имеют одно, и то же числовое значение, но противоположные знаки. Из четырех постоянных QI должно всегда отличаться от О, в то время как а или bi и bz могут быть 0. В особом случае может быть, что az bi bz 0. Это объясняет известный принцип управления линией постоянного тока по частоте в точке соединения. Вторая точка измерения пропадает. То, что ui должно отличаться от О, происходит благодаря тому, что всегда необходимо принимать во внимание в первую очередь отклонение частоты в точке подсоединения в линии .постоянного TOiKa, ai + а должно отличаться от О для того, чтобы обеспечить про хождениб дополнительного управляющего Сигнала до полного гашения. Если равно О, то это означает, что дополнительный управляющий сигнал Должен быть равен О, есЛй частотное отклонение одинаково в обеих точках. Это означает, что первая сеть имеет свое собственное управляющее устройство, хотя ее частота возможно и не примет обратно нор мальную величину. На фиг. 1 представлен вариант системы электропередач с двумя сетями переменного асинхронного тока соедииенными с передачей постоянного тока; на фиг. 2--деталь системы электропередач; на фиг. 3 - вариант системы электропередач, в котором одна из сетей переменного тока состоит из трех частей; на фиг. 4 - вариант системы электропередач с тремя сетями переменного тока. Две сети переменного тока 1 и 2 асинхронно соединены передачей постоянного тока 3, включающей два преобразователя тока 4, 5. Один из НИ1Х представляет собой выпрямитель, а другой инвертор, однако не имеет значения, которая из сетей питающая, а которая потребитель. Преобразователи 4 и 5 управляются при помощи общего регулятора 6 рабочих величин, например величин тока, мощности и т. д., требуемые величины которых установлены на задатчике 7, который соединен через суммирующий элемент 8 со входом регулятора. Сеть 1, которая должна стабилизироваться, показана как состоящая из ДВУХ частей 9 и 10, синхронию соединенвых через линию переменного тока 11. В выбранных для измерения точках установлены вращающиеся электрические мащины 12 И1 13. В указанных точках измеряется частота, например, путем измерения скорости мащины при помощи тахогенераторов 14, 15. Отклонение числа оборотов от заданйюго делителя на число полюсов дает отклонение частоты А/ в рассматриваемой точке. Разница в частотах для каждой точки поступает в соответствующие регуляторы 16, 17 с передаточными функциями ь FZ- Сигналы от этих регуляторов поступают в суммирующий элемент S и прибавляются к сигналу от задатчика 7. Передаваемая мощность звена постоянного тока, следовательно, зависит от отклонений частоты в двух точках измерения, а математические расчеты, также, как и практические опыты, показывают, что происходи требуемое гащен1ие возникающих колебаний. Выбор различных постоянных а и 6 необходимо делать с учетом отношения между мощностями, или скорее, энергиями вращения в двух частях сети 9 и 10. Если мощность- сети 10 больше мощности сети 9, то амплитуда отклонеиия частоты в сети 9 будет больше, чем в сети 10. В свою очередь, относительно легко гасить колебания в сети 9, поскольку она соединена прямо с передачей постоянного тока. Таким образом постоянные aj и 0i по числовым значениям больше чем ЙЕ и Ь. Элементы 16, 8, 6, 7 располагаются рядом с преобразователем 5, который устанавливается в окрестности сети 9. Отсюда управляющий сигнал передается в преобразователь 4 через телесоединение. Сигнал от регулятора 16 также передается сумматору 8 через телезвено. Более целесообразно передавать сигнал, соответствующий интегралу величины, в данном случае, Д/2. чем мгновенное значение .величины. Следовательно, имеет преимущество выбирать , в этом случае и отлично от 0. Поскольку гашение возможных колебаний должно производиться быстро, если не нарушать синхронность в сети /, то стабилизирующая мощность из сети 2 должна предпочтительно браться из вращающейся электрической машины в этой сети. В зaiвиcимocти от жесткости сети 2 стабилизирующая мощность ограниченна. Если необходимость -в стабилизирующей мощности превосходит ресурсы сети 2, то необходимо ограничить вмешательство со стороны FI и р2, которое может быть произведено в соответствии с фиг. 2, показывающей деталь фиг. 1. Ограничивающее устройство присоединено к сумматору 8 в виде усилителя 18, к входу которого подводит сигнал от сети 2, например отклонение от нормальной частоты или активной мощности в этой сети . Если это отклонение сети 2, то изменение управляющего сигнала будет ограничено. Сеть 2 будет выделять столько стабилизирующей мощности, сколько возможно. Стабилизирующее действие от сети 2 может быть положительным, либо отрицательным, т. е. оно может заключаться или в увеличении, или в уменьшении мощности, передаваемой в звене постоянного тока. Если сеть / больще, то она может поддерживаться в двух или более точках. Например, это показано «а фит. 3, где сеть / состоит из трех частей: 19, 20, 21. Передача постоянного тока разделяется на две цепи, одна из которых соединена через преобразователь 5 с частью 19, а другая соединена через преобразователь 22 с частью 21. Преобразователи 5 -ц 22 управляются регуляторами 23 и 24 задатчиками 25 и 26, соединенными через суммирующие элементы 27 и 28. Выходные сигвалы этих элементов подаются к суммирующему элементу 29 регулятора 30 для преобразователя 4, результирующий эффект которого должен быть равен сумме эффектов от преобразователей 4 и 22. Для каждого соединения постоянного тока выбираются две точки, первая из которых всегда выбирается в пределах части сети, например J9 или 21, соответственно, к которой присоединяется передача постоянного тока, в то время как другая точка может быть выбрана, как общая точка в пределах части 20. К сумматору 27, следовательно, присоединена два регулятора 31 и 32, входные сигналы которых состоят ив отклонения частоты Д/j или Л/2 в частях 19 или 20, соответственно, в то время как к элементу 28 присоединены регуляторы 33 и 34, iHia которые поступают отклонения частоты Д/з и Д/г. Регуляторы 33 и 34 таким образом принимают одинаковый входной сигнал, который не означает, однако, что их передаточные функции содержат одинаковые постоянные. Сеть 1 (см. фиг. 4) соединена с двумя друГИ.МИ1 сетями переменного тока 2 н 35 через передачи постоянного тока 5 и 36. Как в примере на фиг. 3, регуляторы 31, 32, 33, 34, соответственно, соединены с каждым из суммирующих элементов 29 и 28 таким образом, что каждое звено постоянного тока получает дополнительный управляющий сигнал в зависимости от частотного отклонения в двух точках сети 1. Сети 1 W 2 могут быть синхронно соединены через звено переменного тока и содержать комбинированную сеть, так что получается вариант как на фиг. 3 с двумя отдельными соединениями постоянного тока вместо ответвительнюго соединения. Предмет изобретения 1. Система электропередачи постоянного тока, содержащая линию электропередачи постоянного тока, соединяющую, по крайней мере, две линии переменного тока, преобразовательные подстанции и регулятор системы управления указанной линией электропередачи, отличающаяся тем, что, с целью стабилизации режима работы линий переменного тока, линия электропередачи постоян ного тока

снабжена дополнительной системой управления, реагирующей на изменение частоты в одной из линий переменного тока.

2. Система электропередачи постоянного тока по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительная система управления содержит вращающиеся электрические мащины, подсоединенные к одной, из сетей переменного тока в двух точках, одна из которых находится около точки подсоединения линии постоянного тока к линии переменного тока, а вторая -

наиболее удалена от точки соединения линий, регуляторы с передаточной функцией . b . с . d

I pf m подсоединениые к вращающимся электрическим машинам суммирующий элемент, подсоединенный к дополнительным регуляторам, к задатчику регулируемой величины и к регулятору системы управления электропередачи постоянного тока, где а, Ь, с и d-постоянные характеристики регулятора.

г-.4 Т I

Фиг. 2

4/,

Г

uf.

иг 3

игЛ