Способ переключения синхронного генератора с одной из несинхронно работающих систем на другую Советский патент 1979 года по МПК H02J3/24 

I

Изобретение относится к области энегетики и касается объединенных энергосистем большой мощности. Оно может быть использовано для регулирования распределения мощности между объединямыми энергосистемами при отсутствии взаимного влияния электромагнитных процессов в них.

Необходимость переключения генераторов от одной из несинхронно работающих систем к другой возникает при объединении электрических сетей MouiHbix энергосистем, расположенных на обширных территориях, и обусловлена тем, что такое объединение имеет и отрицательные стороны, главной из которых является распространение электрических возмущений и системных аварий.

Известны устройства для связи и регулирования перетоков моииюсти между двумя несинхронно работающими системами, содержащие межсистемную линию электропередачи и по крайней мере один энергоблок, выполненный п виде двух

генераторов, установленных на валу одной турбины, один из которых подключен у одной из объединяемых систем, а другой к меже истемной линии электропередачи l.

Извес1ен способ несинхронного включения генераторов 2.

Недостатком его являются недопустимо резкие при частом применении изменения режима генератора и толчки в энергосистеме.

Наиболее близким к предложенному способу по технической сущности является способ переключения синхронного генератора от одной из несинхронно работающих систем к другой путем отключения генератора рт одной системъ с последующей синхронизацией и подключения его к другой системе з.

Недостатком этого способа является необходимость полной разгрузки генератора перед переключением, а затем набора нагрузки, что требует значительного времени и снижает эффективность переключения. Целью изобретения является ускорени переключения путем отказа от разгрузки генератора перед отключением, Это достигается тем, что по цредлож ному способу, предусматривающему отключение генератора от одной системы затем синхронизацию его и подключение к другой системе, к генератору при его отключении от одной системы подключают тормозной резистор, проверяют факт отключения генератора от одной системы и подключения к нему тормозного резистора, а после подключения генератора к другой системе указанный резистор отключают. Кроме того, измеряют нагру ку генератора, сравнивают ее с мощноетью подключаемого тормозного резистор и при нагрузке генератора, близкой к 1/3, 2/3 или полной мощности тормозного резистора, подключают соответстве но одну, две или три фазы этого резисто ра. Целью изобретения является также уменьшение толчка испытываемого генератора. Это достигается тем, что трехфазный тормозной резистор отключают пофазно со сдвигом моментов отключения отдельных фаз. На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для реализации предложенного способа переключения синхронного генератора; на фиг. 2 - главная схема электрических соединений электростанции, предназначенных для переключения генераторов. На чертежах приняты следующие обоз начения; 1 - блок определения момента начала операшш переключения, 2 - блок отключения генератора и подключения к нему резистора, 3 - блок фиксации отключения генератора и включения резистора, 4 - блок подключения генератора, 5 - блок выдержки времени и определени момента отключения резистора, 6 - блок отключения резистора, 7 и 8 - участки распределительного устройства, соединенные только с одной из объединяемых энергосистем, 9-16 - генераторы, которые MOijyT быть подключены как к одной, так и к другой системе, 17-32 вьжлючатели, осуществляющие переключение генераторов, 33 - замыкатель, 34 тормозной резистор. При необходимости переключения гене ратора от одной из несинхронно работают щих систем к другой команду на переключение подают на вход блока 1 опредеения момента начала операции перекючения, выход которого соединен со ходом блока 2 отключения генератора и подключения к нему резис7Ора. Выход последнего соединен с входом блока 3 фиксации отключения генератора и вклк чения резистора, выход которого соединен с входом блока 4 подключения генератора к другой системе. Выход блока 4 соединен с входом блока 5 выдержки времени и определения момента отключения резистора, выход которого соединен с входом блока 6 отключения резистора. Таким образом, схема устройства переключения генератора состоит из шести последовательно соединенных блоков. Если разброс времени действия коммутационных аппаратов при включении и отключении равен нулю, включение резистора и отключение генератора можно осуществлять одновременно, задерживая команду на более быстродействующий аппарат. Поскольку коммутационные аппараты обладают определенным разбросом времени действия, импульс на включение резистора следует подавать с опережением на время, равное возможному разбросу времени действия коммутационных аппаратов при включении резистора и отключении генератора. В противном случае вал переключаемого генератора подвергается значительным динамическим воздействиям дважды, а именно при отключении нагруженного генератора от сети и п{5и подключении тормозного резистора к отключенному генератору. Главная схема электрических соединений электростанции позволяет переключать часть генераторов от одной из несинхронно работающих систем к другой (фиг. 2). Участки распределительного устройства 7 и 8, каждый из которых соединен только с одной из объединяемых энергосистем, выполнены по обычной полуторной схеме. Генераторы 9-16, которые могут быть подключены как к одной, так и к другой системе, соединены выключателями 17-32, при этом к каждому генератору 9-16 через нормально разомкнутый замыкатель 33 подключен тормозной резистог 34. Поскольку объединяемые энергосистемы работают несинхронно, определенная часть выключателей 17-32 должна быть .отклкучена в любой момент времени. На фиг. 2 отключенными noKaaatoi выключатели 2О. 25, 29 и 17, 27, в результате

чего генерятори 10, 11 и 1-1 оказы(1аюся подключенными к одной энергосистеме, а генераи-оры 9, 12, 13, 15 и 16 к другой.

При осуществлении предложенного способа переключения генераторов в зависимости от контретных условий должны использоЕэться известные способы и устройства синхронизации и повышения динамической устойчивости генераторов. В частности, включение генератора и отключение фаз тормозного резистора можно осуществлять, контролируя сколЕажение и угол между векторами ЭДС генератора и напряжения в той точке системы, к которой генератор подключен. Момент начала коммутации следует определять не только в зависимости от указанных величин скольжения и угла, но также с учетом соотношения мощности на валу генератора и мощности тормозного резистора. Изменяют это соотношение изменяя нагрузку генератора перед переключением или изменяя мощность резистора. Последнее можно осуществлять или изменяя сопротивление резистора, если он подключен на генераторном напряжении несколькими замыкателями на каждой фазе, или подключая только две или даже одну фазу резистора. Кроме того, можно подключать резистор не одновременно с отключением генератора, а с определенным запаздыванием, если генератор переключают на систему с более высокой частотой.

Поскольку переходной процесс генератора, отключенного от системы и нагруженного резистором, может быть заранее рассчитан при определенных сочетаниях начальных условий, моменты осуществления отдельных операций могут быть определены заранее и соответствующие уставки по времени - автоматически установлены в зависимости от измеренных значений скольжения, мощности.на валу генератора и других необходимых параметров режима.

Необходимость проверки фактов успешного отключения генератора и включения резистора обусловлена тем, что при отказе в отключении генератора от первой системы и включении его на вторую происходит электрическое соединение двух несинхронных систем, что недопустимо. Если не будет подключен резистор, генератор может быть подключен к второй системе в момент противофазы ЭДС, гд также недопустимо.

Тормозной резистор может быть изготовлен из бетэла, а его подключение может осуществляться как на высоком напряжении, так и на генераторном. В

качестве замыкателя рационально использовать вакуумные выключатели нагрузок. Эти аппараттл обладают повышенным быстродействием и неограниченным числом операций.

Сопоставление межсистемной связи, осуществляемой с исполькзованием способа переключения генераторов, известными схемами гибкой межсистемной связи, например вставкой постоянного тока или устройством с двумя генераторами на одном валу, показывает, что связь энергосистем по предложенному способу является значительно более дешевой,, так как из дополнительного силового оборудования

требуется только установка тормозного резистора с коммутационным аппаратом.

Формула изобретения

1. Способ переключения синхронного генератора с одной из несинхронно работающих систем на другую путем отключения генератора от одной системы с последующей синхронизацией и подключением его к другой системе, отличающийся тем, что, с целью ускорения переключения путем отказа от разгрузки генератора перед отключением, к генератору при его отключении от одной системы подключают тормозной резистор, проверяют факт отключения генератора от одной системы и подключения к нему тормозного резистора, а после подключения генератора к другой системе указанный тормозной резистор отключают.

2.Способ по п. 1 отличающийся тем, что измеряют нагрузку генератора, сравнивают ее с помощью подключаемого тормозного резистора и при нагрузке генератора близкой к 1/3, 2/3 или полной мощности тормозного резистора подключают соответственно одну, две или три фазы этого резистора.

3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью уменьшения толчка, испытываемого генератором, тормозной резистор отключают пофазно со сдвигом моментов отключения отдельных фаз.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 439О48, кл. Н 02 I 3/06, 1971.

7693504g

2. Хачатуров A. A. Несинхронные3. Технико-экономическое обосновавключения и ресинхронизаш1я в энерго-ние энергетаческого комплекса, т. 1

системах.М.,Энергия, 1969, с. 18-21.инв. № 9192-09-т1, 1974, с. 63.

9 / /(7л /

Q Y а Y сИт

л л