Устройство для связи двух энергосистем Советский патент 1979 года по МПК H02J3/34 

фазовым измерителям частоты и к фазовому измерителю скорости.

Каждый регулятор возбуждения в этом устройстве содержит интегратор астатического регулирования скорости с двумя входами, один из которых подсоединен к входу фазового измерителя скорости вращения вала, а второй вход подключен к источнику эталонного задания скорости.

На выходах регуляторов возбуждения получают соответственно сигналы частот.

h с.

Л -

где :(0ci и (йс, -частота первой и второй

энергосистем;

™Л и со/, -сигналы на входах регуляторов, сор - скорость вращения вала.

Эти сигналы с помощью управляемых преобразователей частоты подводятся к роторным обмоткам возбуждения асинхронизированных синхронных машин. При изменении режима одной из машин меняются значения электромагнитных моментов, а скорость вращения вала сор отклоняется от эталонного задания по скорости Юрд,, поступающего от источников эталонного задания скорости. По этому отклонению скорости (up от эталонного задания скорости ш интеграторы корректируют настроечные коэффициенты регуляторов возбуждения и восстанавливают исходное значение скорости вращения.

Недостатком устройства является то, что источники эталонного задания по скорости являются источниками постоянного напряжения, поэтому они не могут обеспечить наиболее полного использования обоих управляемых преобразователей частоты и тем самым расширить диапазон взаимного скольжения между частотами объединяемых энергосистем и повысить КПД, если изменяются частоты объединяемых энергосистем.

Целью изобретения является расширение диапазона допустимого взаимного скольжения между частотами энергосистем и повышение КПД.

Цель достигается тем, что устройство для связи двух энергосистем с различными частотами, содержащее две асинхронизированные синхронные мащины с жестко соединенными валами, на которых установлены углоизмерительная машина, фазовые измерители частоты, подсоединенные каждый к своей энергосистеме, фазовый измеритель скорости вращения вала, подсоединенный к углоизмерительной мащине, регуляторы возбуждения, входы которых подсоединены к фазовым измерителям частоты и к фазовому измерителю скорости и каждый из которых содержит интегратор астатического регулирования скорости с двумя входами, один из которых подсоединен к входу фазового измерителя скорости вращения вала, а выход

регулятора возбуждения подсоединен к управляемому преобразователю частоты каждой из машин, каждый интегратор дополнительно снабжен третьим входом, при этом второй вход каждого интегратора соединен с выходом фазового измерителя частоты первой энергосистемы, а дополнительный вход каждого интегратора соединен с выходом фазового измерителя частоты второй

энергосистемы.

На фиг. 1 дана электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - выходная характеристика фазового измерителя частоты; на фиг. 3 - полные выходные характеристики фазовых измерителей частоты с учетом встречного выключения.

Выход фазового измерителя 1 частоты первой энергосистемы соединен с входом регулятора 2 возбуждения, с вторым входом интегратора 3 астатического регулирования скорости блока 4 регулирования скорости и с вторым входом интегратора 5 астатического регулирования скорости блока 6 регулирования скорости.

Выход фазового измерителя 7 частоты второй энергосистемы соединен с входом регулятора 8 возбуждения, с третьим входом интегратора 5 и с третьим входом интегратора 3.

Выход углоизмерительной мащины 9 соединен с входами фазового измерителя 10 скорости вращения, выход которого соединен с входами регуляторов 2 и 8 возбуждения и с первыми входами интеграторов 3

и 5. Выходы регуляторов 2 и 8 соединены соответственно с входами управляемых преобразователей 11 и 12 частоты, а выходы последних соединены с роторными обмотками возбуждения соответственно асинхронизированных синхронных мащин 13 и 14. Статоры обмоток мащин 13 и 14 подключены к соответственно первой и второй энергосистемам. Фазовые измерители 1, 7 и 10 частоты

одинаковые. Их выходные характеристики показаны на фиг. 2.

Для достижения цели изобретения необходимо, чтобы частота сор скорости вращения находилась в диапазоне между частотами энергосистем Шс, и шсг т. е.

,,(1)

С, .(2)

Так как частоты энергосистем о с, и Шс, меняются случайно, то для выполнения условий (1) или (2) в предлагаемом устройстве формируют сигналы эталонного задания для скорости вращения вала ((UP) по частотам (Ос, и Ыс, объединяемых энергосистем. Это эталонное задание cop является функцией электрических режимов (т. е. потоков активной и реактивной мощностей) и также находится в диапазоне частот ш,,

и шс,: «й шс. Oпpeдeлим сорд через {Oci и (Вс.,. Известно, что для работы в асинхронизированном режиме для первой и второй машин должны выполняться условия: Cl + .() uc, 0p + f,-(6) Дальнейшее рассмотрение будем вести для выражения (2) и тогда выражения (5) и (6) запишутся так: (UCl Ир- () («Са (р - Л() Шр BC, + вл(9) Ш, Шс - Шд,(10) Сложим выражения (9) и (10): . . + . . (п) Вычтем из уравнения (9) уравнение (10): 0 (0с, - Шс,+ си/,+ ш/,,(12) Абсолютное скольжение частот энергосистем друг относительно друга равно разности частот (Ос,, и Ш(,, . Так как из выражения (2) следует, что ci C«C2 то с учетом знака потребуем, чтобы выполнялось условие: ш/, K(WC - ;,).(13) . Подставляя выражение (15) в выражение (14), получим: О - (u)c, - u)cj + К(с. - rj + u)/(l-/C)(«),,-ID..).(14) Подставляя выражения (13) и (14) в выражение (И), получим: Wj, /C-u)c,+ (1-)..(15) Следовательно, эталонное задание по скорости необходимо формировать по формуле (15), т.е. ш, /С-ш,, + (1-/С)ше,.(16) Например, если , то с, + . Причем коэффициенты при «с, и юс, указывают, какой величины должны быть выбраны резисторы по соответствующим входам. Если, например, по первому входу интегратора включен резистор с сопротивлени(3) (4) м R, то по второму входу необходимо включить равнотор с сопротивлением (1-K)-R, а по третьему входу - резистор с сопротивлением K-R. При этом выходы фазовых измерителей 1 и 7 частоты подключены к второму и третьему входам интеграторов 3 и 5 согласно, а выход фазового измерителя 10 скорости вращения подключен к первому входу интеграторов 3 и 5 встречно по отношению к двум другим. Тогда полые выходные характеристики выглядят так, как показано на фиг. 3, где линия I - зависимость UBOX : / ((Op), а линия П - зависимость f/вых. f( Сигналы постоянного напряжения, пропорциональные частоте Ир скорости вращения вала и частотам первой (Ос, и второй Шсг энергосистем с выходов фазовых измерителей 10, 1 и 7 в соответствии с выходными характеристиками, показанными на фиг. 3, поступают на интеграторы 3 и 5. Причем в установившемся режиме шр (Вр на входах интеграторов суммарный сигнал равен нулю. При изменении скорости вращения ротора Ир или частоты хотя бы одной из энергосистем (шс, или ш, ), что приведет к изменению эталонного задания по скорости (Ор, на входах интеграторов появляется сигнал разбаланса с соответствующим знаком, и интеграторы воздействуют на настроечные коэффициенты так, что значение скорости вращения вала шр приближается к эталонному заданию по скорости предлагаемое устройство может быть применено для объединения энергосистем как с одинаковым, так и с разными частотами, но имеющие взаимные колебания частот в большем диапазоне. Формула изобретения Устройство для связи двух энергосистем с различными частотами, содержащее две асинхронизированные синхронные машины с жестко соединенными валами, на которых установлены углоизмерительная машина, фазовые измерители частоты, подсоединенные каждый к своей энергосистеме, фазовый измеритель скорости вращения вала, подсоединенный к углоизмерительной машине, регуляторы возбуждения, входы которых подсоединены к фазовым измерителям частоты и к фазовому измерителю скорости и каждый из которых содержит интегратор астатического регулирования скорости с двумя входами, один из которых подсоединен к входу фазового измерителя скорости вращения вала, а выход регулятора возбуждения подсоединен к управляющему преобразователю частоты каждой из машин, отличающееся тем, что, с целью расщирения