Устройство для объединения энергосистем Советский патент 1977 года по МПК H02J3/34 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЪЕДИНЕНИЯ ЭНЕРГОСИСТЕМ

Изобретение относится к области электроэнергетики, а именно к способам и устройствам повышения устойчивости и надежности работы объединенных энергосистем путем объединения систем гибкиьт связями, обеспечившощими возможность их параллельной работы при различных частотах. Известны устройства для объединения энергосистем с различными частоTeiMH на параллельную работу. В частности, известны устройства для объединения энергосистем, выполненные в виде одновальных двигательгенераторных агрегатов l . Недостаток устройства с одновальными преобразовательными агрегатами с асинхронизироваиными машинами технические трудности создания асин хронизировЕЖМых маший большой мощности и относительно высокая их стоимость. Известно также устройство для объ динения энергосистем с использование асинхронной машины двойного питания И Недостаток устройства с асинхронной машиной двойного питания - трудности токосъема с ротора при больших мощностях установки. Наиболее близким к предложенному устройству является устройство для объединения энергосистем с различными частотами на параллельную работу, содержащее две синхронные электрические машины с автоматически регулируемым возбуждением, роторы которых связаны общим валом так, что продольные оси роторов расположены под углом 90 друг к другу. Синхронные машины в этом устройстве выполнены с разделенными параллельными ветвями з . Недостаток такого устройства - усложнение конструкции синхронной машины, связанное с необходимостью выполнения шестифазных выводов обмоток якоря, а также снижение допустимого тока якоря из-за последовательного соединения параллельных ветвей. Цель-изобретения - упрощение и удешевление установки за счет отказа от разделения и последовательного соединения параллельных ветвей синхронных машин. Это достигается благодаря тому, что устройство для объединения энергосистем с различными частотами на параллельную работу, содержащее две синхронные электрические машины с автоматически регулируемым возбуждением, роторы которых связаны общим валом так, что продольные оси роторо расположены под углом 90 друг к друг дополнительно снабжено двумя трехобмоточнь№Ш трансформаторами, первичны обмотки которых соединены последовательно-согласно и подсоединены к одн из энергосистем, вторичные обмоткн с динены последовательно-встречно и по соединены к другой энергосистеме, а третичным обмоткам трансформаторов п соединены обмотки якорей.синхронных машин. На чертеже изображена принципиальная схема предложенного устройства, На схеме: 1,2- силовые трехобмоточные трансформаторы; 3, 4 - первичные обмотки трансформаторов 5, б - вторичные обмотки трансформаторов; 7, 8 - 1тзвтгичные, (генераторные) обмотки трансформаторов; 9, 10 - обмотки якорей синхронных машин; 11, 12 - роторы синхронных машин; 13, 14 - автоматически регулируемые возбудители синхронных машин; U, U напряжения на шинах примыкающих объе диняемых энергосистем. Принцип работы устройства поясняется следующими формулами для подте.кающей со стороны первой энергосистемы(Р ) и оттекающей во вторую систему (Pjj ) активных мощностей, которые для данной схемы при одинаковых параметрах машин и равных реактивностях рассеяния сетевых обмоток можно получить в виде; 1 2(х,.х.х)- (q Т ),0 2(vvV °° « где Pj - мощность, выдаваемая пер вой энергосистемой; Pj - мощность, выдаваемая вто рой энергосистемой; ,,sj реактивность рассеяния первичной или вторичной сетевой обмотки силового трансформатора; Х- - синхронная реактивность электрической машины по поперечной оси; га первой и второй машин соответственно за реактивностями° - угол между векторами на пряжений и -2 первой и второй объединяемых систем. Эти формулы получают при одинаковых параметрах машин и равных реактивностях рассеяния сетевых обмоток. Условие независимости величины перетока активной мощности от угла между векторами напряжений U, и Uj при заданном направлении и величине перетока и равных модулях U U находят следующим образом: , Е, -Е„ Сое,-, где ЕП- амплитудное значение эдс. ° Активные мощности при этом равны: и- Е,р i-p № 2(Х,+Х .X Г Таким образом, обеспечив с помощью автоматически регулируемых возбудителей изменение токов в обмотках роторов синхронных машин, отвечающее изменению ЭДС по приведенному закону, достигается выполнение основной задачи устройства - передачи заданной активной мощности независимо от угла между векторами напряжений U и и., т.е. при различных частотах объединяемых энергосистем. При этом активная мошность передается через магнитный поток трансформаторов, а синхронные машины оказываются разгруженными по активной мощности, благодаря чему существенно снижаются требования к ним по сравнению с требованиями, предъявляемыми к машинам во всех известных электромашинных устройствах для объединения энергосистем. Формула изобретения Устройство для объединения энерг-осистем с различными частотами на параллельную работу, содержащее две синхронные электрические машины с автоматически регулируемым возбуждением, роторы которых связаны общим валом так, что продольные оси роторов расположены под углом 90 друг к другу, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, оно дополнительно снабжено двумя трехобмоточными трансформатораг-ш, первичные обмотки которых соединены последовательно-согласно и подсоединены к одной из энергосистем, вторичные обмотки соединены последовательно-встречно и подсоединены к другой энергосистеме, а к третичным обмоткам трансформаторов подсоединены обмотки якорей синхронных машин. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Патент ФРГ 1012371, кл. 21tl 42/01, 1958. 2.Патент Швейцарии № 429921 , кл. 21 8 42/04, 1967. 3.Заявка СССР 2365829/07, кл. Н G2J3/ 4, 01.06.76, по которой принято реше не о выдаче:авторского свидетельства.