Устройство для связи двух энергосистем Советский патент 1977 года по МПК H02J3/06 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВЯЗИ ДВУХ ЭНЕРГОСИСТЕМ

1

Изобретение Относится к области производства и потребления электроэнергии, в частноеги к устройствам для связи источников переменного тока.

При объединении отдельных. энергосистем g в единую систему часто оказывается невозможной взаимная синхронная рабога систем, однако в одной из них создается дополнительный дефицит мощности, который при раздельной работе использовать нельзя. )0 В некоторых случаях при объединении систем с нестабильной частотой с системами с по-, вышенными требованиями к качеству электро«мергии (частоты) возникают трудности взаимной синхронной работы.15

В выше указанных случаях возможно при.менение вставок постоянного тока, построанрых на высоковольтных тиристорных блоках flj.

Вставка постоянного тока состоит из двух преобразователей частоты, способных ра- 20 богать в выпрямительном и в инверторном режимах. Преобразователи частоты соединены между собой линией постоянного тока. Такая вставка постоянного тока включается в рассечку линии электропередачи. Недос- 25

татком указанного устройства является дороговизна и сложность конструкции. Крометого, требуются дополнительные источники реактивной мощности для устойчивой работы преобразователей частоты и для покрытия нужд нагрузок.

Прототипом изобретения является устройство длясвязи и регулирования двух энергосистем, содержащее межсистем- ную линию электропередачи и снабженноеу по крайней мере, одним энергоблокOKt; выполненным в виде двух генераторов, установленных на валу одной турбины, один из которых подключен к одной из объединяемых энергосистем, а другой - к межсистемной ланий передачи. Кроме того, при связи энергосистем с разными частотами 5становленные на общем валу синхронные генераторы выполнены с разным .. числе пар полюсов, соответствующим номинальным частотам объединяемых систем 2.

Однако в указанном устройстве недостаточная надеж1гость связи и оно обеспечивает лишь жесткую связь между системами, т.е. не позволяет асинхронный ход одной сиг:тек)Ы относигельно другой беч нарушения нормаль НОЙ электрической связи между ними, Целью изобретения является повышение надвжнсжти рабогы устройства и связи двух энергосистем. Псх:тавленная цель достигается тем, что устройство для связи двух энергосистем, с держащее две синхронные машины с жестко соединенными велами, стагорные обмотки которых подсоединены к различным эиергосистемам, дополнительно снабжено третьей синхронной машиной с числом пар полюсов, равным числу пар полюсов одной из машин, связанной с энергосистемой. Вал указанной синхронной машины жестко связан с валом двух первых машин, статор ныв обмотки указанной машины соединены со статорными обмотк-ами машины с тем же числом пар полюсе®, и обе машины снаб хсены единым блоком управления возбужде,ыиёмс управляемым (преобразователем часто ты, выходы которого подключены к обмоткам возбуждения двух указанных машин. На чертеже показана схема предлагаемого устройства для связи двух энергосистем.: Устройство содерясит трансформаторы 1,2, источник возбуждения 3, синхроннузо машину 4, синхронные j машины 5 и 6 с о каковым числом пар полюсов, преобразов-а- тель 7 частоты и регулятор 8. Связь машин с объединяемыми энергоси темами осуществляется с помощью трансформаторов 1 и .., Валы машин 4,5 и 6 жестео соединены. Статорные обмотки синх ровной машины 4 соединены с трансформатором 1, а ста торные обмотки синхронных машин 5 и 6, имеющих одинаковое число пар полюсЛв, соединены параллельно и подключены к трансформатору 2. Обмогки возбуждения синхронных машин 5 и 6 с Двинуты в пространствеотносительно друг друга на угол 2 и подключены к выходам преобразователя частоты 7 (например, тиристорного), Преобразователь частоты 7 соединен с регулятором 8. Питание преобразователя частоты 7 осуществляется от источника возбуждения 3. Так как статор- ные обмотки машины 4 подключены к системе с частотой СО, i го выполняется, как,И для любой синхронной машины в -установившемся режиме, условие Wp- бОс1 где сОп частота врашения ротора эне -г гоолока. Так /как стагорные обмотки синхронных машин 5 и 6 соединены параллельно и под чены к системе с частотой 2 Р торные обмотки вэзбуждония сдвинуты в пространстве относительно друг друга на угол те /2, то при питании их переменным током частоты С0| , можно записать, что fOp-CJ(.2 - COf ,(2) т. е. в этом случае синхронные машины 5 и 6 совместно обладают всеми свойсгвами асинхронизврованной синхронной машнны и могут работать со скольжением по отношению к полю статоров. Если питать обмотки возбуждения синхронных машин 5 и 6 переменным током частоты . 0) ,(3) то при подстановке (З) и (2) получим (1). Благоларя этому менаду энергосистемамц выполняется условие осуществления гибкой связи, т.е. они могут работать со взаимным скольжением без нарушения нормальной электрической связи, что псвышает надежность объединения энергосистем, Регулятор 8 формирует сигналы управления с частотой 60 - 60. . Эти сигналы управляют работой преобразователя частоты 7, выполненного, например, на тиристорах, преобразующего напряжение источника возбуждения 3 и напряжение с чаоТОТОЙ d 6Jjs . Напряжение, приложенное к обмоткам возбуждения синхронных машйн 5 и 6, обеспечивает выполнение равенства (1) и .надежное объединение Энаргосистем, Устройствб для связи двух энергосистем может быть установлено а любом месте линии электропередачи, поэтому нет необхо дкмостн всегда совмещать , его с турбиной. Кроме того, статорные обмотки синхронных, машин 5 и 6 могут быть соединены последовательно. В том случае, если требуется большой диапазон взаимного скольжения частот объединяемых энергосистем, для снижения потолочного значения напряжения возбуждения машин 5 и 6 вал предлагаемого уст ройства зжестко соединяют с валом четвертой синхронной машины, однотипной машине 4, соединенной с ней аналогично машЕЕнам 5 и 6. Причем новая синхронная машина и синхронная машина 4 также снабжают ся единой системой управления возбуждением. Формула изобретения Устройство для связи двух энергосистем, содержащее две синхронные машины с жестко соединенными валами, статорные обмотки которых подсоединены к различным энергоснстемам, отличающееся TtiM, что, с целью повышения надежности раооты устройства, оно дополнительно снабжено третьей синхронной машиной с чнслом пар полюсов, равным числу пар полюсов одной из машин, связанной с энергосистемой, вал указанной синхронной машины жестко связан с валом двух первых машин, cra-i торные обмотки указанной машины соединену со статорными обмотками машины с тем же числом пар пхжюсов,, и обе указанные машины снабжены единым блоком управления возбуждением с управляемым преобраась

вагвлем частоты, пыхслы которого подключены к обмэгкам возбуждопия указанных двух ман1ин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1,Авторское свидетельство СССР N9 445962, кл. Н02 3 1/ОО, 1971 г.

2.Авторское свидетельство СССР . hfe 400229. кл. Н02 Э 3/06, 1973г. (прототип).