Электроэнергетический блок электростанции,работающей в энергоситеме Советский патент 1978 года по МПК H02J3/24 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано на электростанциях с генераторами большой мощности. Известны электроэнергетические блоки электростанции, работающей в энергосисте ме, в которых производят аварийную разгрузку турбин для повышения динамической устойчивости электропередачи. Недостатком аварийнойразгрузки турбин является повышенный износ турбин. Наиболее близким по технической сушности и достигаемому эффекту является эпектро энергетический блок электростанции, работаю щей в энергосистеме, содержащий генератор, Подключенный к энергосистеме через трансформатор, в нейтраль повышающей обмотки IcoToporo включен резистор. С целью обеспечения возможности тормогжения генераторов в симметричных режимах при внезапном отключений от сети и при качаниях генераторов, предлагаемый блок снаб жен нормально разомкнутым замыкателем и дополнительным резистором, соединенными между собой последовательно н подключе ными к одной из фаз между вводом высокого напряжения повышающего трансформатора и землей, причем величина сопротивления дополнительного резистора п резистора в нейтрали R.. связаны соотношением: ,,0) , где ц-активное сопротивленве резистора в нейтрали трансформатора, Нф-активное сопротивленве резистора, подключенного между фазой и землей, X jj-модуль индуктивного сопротивления рассеяния трансформатора. На фиг . 1 приведена принципиальная схема описываемого алектроэнергетического блока, на фиг, 2 - кривые токов, напряжений и мощностей. Устройство содержит резисторы 1 и 2, одни из которых 1 подключен через нгрмально разомкнутый замыкатель 3 какой-либо фазе обмотки высокого напряжения трансферматора 4, связывающего синхронный генератор 5 с энергосистемой 6 через выключатель блока 7. Другой резистор 2 включен между нейтралью обмотки высокого aanps жения трансформатора 4 и землей.

В нормальном рабочем режиме контакты замыкателя 3 рааомкщты. и-ток в резисторах 1 и 2 равен нулю.

При однофазном и AByx(jtoi3HOM на землю коротких замыканиях (к,з.) в энергосистеме 6 резистор 2 оказывается no;pi, напряжением, что приводит к электрическому торможению генератора 5 и некоторому уменьшению тока короткого замыкания.

При необходимости торможения ротора генератора 5 после отключения короткого замыкания Л1обого вида, а также при внезапном отключешп нагруженного генератора 5, выключателем 7 замыкают контакты замыкателя 3, что создает замкнутую цепь для тока от генератора 5 через резисторы 1 и 2. После окончания периода тормржения или при исчерпании электрических возможностей резисторов 1 и 2 замыкатель 3 отключают

Разделение резистора на две части и включение их соответственно в нейтраль и в одну из фаз на высоком напряжении создает возможность так, подобрать параметры резисторов1 и 2,чтобы; они были близки . к оптимальным с точки зрения различных аварийных режимов.

Поскольку ,при несимметричных к.з. режим нейтрали важен для близких к.з, когда токи нулевой последовательности велики, а на токи .к.з.в., удаленных точках сети онине влияют, оценку влияния резистора в нейтрали можно приводить по схеме изолирован.е. блока (фигД),

На фиг. 2 представлены величины iacce ваемой в резисторе 2 мошност1 -Р в долях от мощности генератора NW в зависимости от сопротивления резистора 2, выраженного в долях сопротивления рассеяния трансформатора 4. Кроме того, на фиг. 2 приведены величины токов к.з. 1 и напряжений на нбйтралии при однофазном и двухфазном на землю коротких замыканиях. При расчетах было принято, что генератор 5 отключен включателем 7И сопротивление генерат а 5 в два раза больше сопротивления Х/гр .

На фиг. 2 видно, что криЁые имеют максимум, который при однофазном к,з. имеет место при сопротивлении резистора 2 в три раза большем, чем при двухфазном к.з. на землю. Поэтому сопротивления резистора 2 следует выбирать из условия максимальной нагрузки генератора при двухфазном к.з. на которое возникает прИ| 1 -(0,5,4 -(,0) XTJ

и составляет 40% номинальной мощности блока. Если считать, что нагрузка блока обычно близка к 80% от номинальной, а сброс мощности при двухфазном к.з. на землю составляет 2/3, то абсолютная величина сброса мощности близка к нагрузке резисто оа 2 в данном режиме.

При однофазном к.з. нагрузка резистора 2 при RH (QS Oi7}XTp снижается до 30% от мощности блока и примерно равна сбросу мощности при однофазном к.з.

Величину сопротивления резистора 1TR ф следует выбирать исходя из условия, чтобы сумма сопротивпенияНц--ТГобеспечивала максимальную нагрузку генератора при включении замыкателя 3, т.е. из условия (5гЗ,а))ЫВ этом-случае после отклонения выключателя 7, т.е. при полном внезапном сбросе естественной нагрузки, включение выключателя 3 создает режим, аналогичный режиму однофазного к.з., при сопротшлении в нейтрали, равном R -v Кф, что приводит к нагрузке генератора порядка 60% от его номинальной мощности.

При к.з. на значительном расстоянии от электростандии резистор в нейтрали в режиме к.з. влияет мало, но после включения замыкателя 3 торможения становится эффектив ным независимо от наличия к.з. на линии. Рассеиваемая в этом случае в резисторе мощность составляет до 60% мощности генератора при почти полном сохранении передачи мощности по линиям, так как при включении замыкателя 3 происходит незначительное снижение напряжения на одной фазе-. Данные фиг. 2, полученные для изолированного блока генератор-трансформатор, отражшот лишь порядок величин и их соотношение..

Например, изолшдия нейтрали выпускаемых трансформаторов 5ОО кв допускает кратковременное воздействие (1 сек) напряжения 85 кВ или в долях от фазного номинального - 0,28. Из фиг. 2 видно, что при двухфазном к.з. на землю напряжение 0,28 возникае при сопротивлении в нейтрали 0,5 и обуславливает рассеиваемую мощность 0,36 от мощности генератора. При включении замыкателя 3 суммарное напряжение на сопротивлении Ку, достигает величины 0,77-0,8, а напряжение на нейтрали и на фазе с замыкателем 3 распределится пропорционально КцИ1РфИ составит примерно 0,15 и О, 65. Таким образом, напряжение на нейтрали оотается в пределах допустимого, а напряжение на фазе снижается на одну треть. Если считать, что при этом мощность, выдаваемая по двум фазам сохраняется, а по третьей снижается пропорционально квадрату напряжени то при условии сохранения угла, нагрузка -f-H -|--0,65 «0,4 генератора составит от нагрузки в исходном режиме. Добавочная нагрузка от резисторов, как видно из фиг. 2 состоит 0,6 от номинальной мощности генераторов. Следовательно суммарная нагрузка генератора превышает его мбщность в 1,4 раза. Одним из недостатков электрическогр тор множения генераторов является то, что при этом.дополнительная нагрузка частично ложится и на приемную систему,. особенно прк небольших расстояниях между электростанцией и приемной системой. Предлагаемое торможение путем подключения резистора ,топькр к одной фазе в значительно меньшей мере нагружает приемную систему.т.к. эквивалентное со1фотивление линии электропередачи в- этом режиме примерно в два раза больше сопротивления в симметричном режиме , С целью обеспечения дополнительной возможности торможения в симметричных режимах и увеличения возможной длительности торможения в несимметричных режимах за мыкатели с резисторами следует устанавливать не на одной и той же фазе разных блоков, а на разных фазах. Для реализации предложения могут быть использованы резисторы и коммутационные аппараты, выпускаемые в настоящее время. Наиболее целесообразно применение резисторов иэ б9Т9та и вакуумных выключателей формула изобретения Электроэнергетический блок электростанции, работаюшей в энергосистеме, содержащий генератор подключенный к энергосистеме .через трансформатор, в нейтраль повышающей обмотки KOTpjioro резистор, DJ л и н а ющ и и с я тем, что, с целью jV обеспечения возможности торможения генераторов в симметричных режимах при внезапном отключении от сети н при качаниях генераторов, он снабжен нормально разомкнутым замыкателем н дополнителыым резистором, соединенным между собой последовательно и подключенными между вводом одной из фаз повышающей обмотки трансформатора и землей. 2. Электроэнергетический блок алектро- станции по п. 1, отличающийся, тем, чтовеличина активного сопротивления дополнительного резистораСИсрЧсвязана с величиной активного сопротивления резистора-в нейтрали(Т ) соотношением: T - C Sfi X (0,5г(,5)Х.Гр где Х„э - модуль индуктивного сопротивления рассеяния трансформатора.