Способ включения на параллельную работу с сетью ветроэлекрического агрегата Советский патент 1980 года по МПК H02J3/42 

(54) СПОСОБ ВКЛЮЧЕНИЯ НА ПАРАЛЛЕЛЬНУЮ РАБОТУ С СЕТЬЮ ВЕТРОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО АГРЕГАТА

1

Изобретение относится к области включения на параллельную работу с сетью синхронных электроагрегатов, преимущественно ветроэлектрических.

Включение в сеть электроагрегатов осуществляют обычно предварительным разгоном синхронной машины с помощью первичного двигателя до частоты вращения, близкой к частоте сети, и последующей точной синхронизации либо самосинхронизацией машины с сетью. При точной синхронизации сначала обеспечивают у возбужденной синхронной машины и сети равенство частот, действующих значений напряжений и совпадение фаз напряжений, а затем подключают мащину к сети на параллельную работу. Сущность самосинхронизации состоит в том, что,синхронную машину включают в сеть, невозбужденной, после чего подают возбуждение и машина сама втягивается в синхронизм 1.

В условиях работы ветроэлектрического агрегата возможность применения точной синхронизации практически исключается изза значительной неравномерности частоты вращения агрегата вследствие непрерывных пульсаций скорости ветра.

Известен способ включения в сеть ветроэлектрического агрегата, состоящего из синхронного генератора и приводного ветродвигателя, путем аэродинамического воздействия на ветродвигатель и создания устойчивой электрической связи генератора с сетью. При этом за счет обеспечения аэродинамического воздействия на электродвигатель разгоняют агрегат до частоты вращения генератора, примерно равной частоте сети, а устойчивую электрическую связь генератора с сетью создают путем его самосинхронизации и загрузки заданной мощностью (2.

Однако известный способ включения ветроэлектрическйго агрегата в сеть является недостаточно надежным. Это обусловливает1Sся возникновением при данном способе целого ряда отрицательно влияющих на процесс включения динамических режимов работы ветродвигателя с генератором. Так, при самосинхронизации генератора во время разгона ветроэлектрического агрегата в приводе генератора неизбежно возникает из;быточный момент вращения той или иной величины, препятствующей втягиванию генератора в синхронизм и, следовательно, снижающий naliOKHOCTb успешного завершения процесса включения в целом. Важное значение по соображениям прочности конструкции агрегата имеет наибольшая величина момента вращения, возникающего при самосинхронизации генератора . и называемого ударным моментом. Поскольку у- ветродвигателя момент инерции вращающихся частей во много раз превосходит момент инерции генератора, на вал ветродвигателя передается почти весь ударный момент, возникающий при включении ветроэлектрического агрегата на параллельную работу - с сетью существующим способом. Это повышает вероятность поломок оборудования агрегата, и, следовательно, снижает надежность его работы. Кроме того, при известном способе включения в сеть ветроэлектрического агрегата загрузка генератора активной и реактивной мощностью происходит одновременно. Это увеличивает глубину и длительность изменений напряжения и частоты сети, что снижает качество электроснабжения потребителеи, подключенных к ней. Целью изобретения является повышение надежности способа включения ветроэлектрического агрегата в сеть путем уменьщения избыточного момента на валу ветродвигателя., Эта цель достигается в способе включения на параллельную работу с сетью ветроэлектрического агрегата, состоящего из ветродвигателя и синхронного генератора путем самосинхронизации генератора-с сетью при частоте вращения генератора, близкой частоте сети и загрузки генератора заданной активной и реактивной мощностью. Новым в способе является то, что расцепляют ветродвигатель с генератором, с помощью разгонного двигателя, например асинхронного, осуществляют указанную самосинхронизацию генератора, затем нагружают генератор заданной реактивной мощностью, запускают ветродвигатель, сцепляют генератор с ветродвигателем и нагружают генератор заданной активной мощностью. На чертеже изображено устройство, с помощью которого можно реализовать способ включения в сеть ветроэлектрического агрегата. Устройство включает в себя ветродвигатель 1, электромагнитную муфту скольжения 2, переменный резистор 3, блок питания 4, выключатель 5, синхронный генератор б, асинхронный электродвигатель 7, выключатель 8, обмотку возбуждения 9 синхронного генератора, сеть 10, выключатель 11, блок возбуждения 12 синхронного генератора, переменный резистор 13 и резистор 14. Синхронный генератор б соединен через электромагнитную муфту скольжения 2 с ветродвигателем 1 и подключен через /выключатель 11 к сети 0. Цепь обмотки возбуждения 9 генератора 6 подключена через переменный резистор 13 и резистор 14 к выходу блока возбуждения 12. Выход последнего присоединен на зажимы генератора 6. Параллельно резистору 14 присоединены замыкающие контакты выключателя П. Асинхронный электродвигатель 7 включен через выключатель 8 в сеть 10 и служит вспомогательным приводным двигателем генератора 6. Намагничивающая обмотка электромагнитной муфты скольжения 2 присоединена через переменный резистор 3, блок питания 4 и выключатель 5 к сети 10. Предложенный способ включения в сеть ветроэлектрического агрегата реализуют следующим образом. Отключают выключатель 3, чем обеспечивают расцепление привода генератора 6 от ветродвигателя 1. Затем включением выключателя 8 запускают асинхронный электродвигатель 7, который разгоняет приводи-. мый им генератор б до частоты вращения, примерно равной частоте сети 10. Генератор 6 при этом развозбужден, так как в цепь его обмотки возбуждения 9 включен резистор 14, величина сопротивлеНИН которого В 10-15 раз превышает величину сопротивления обмотки возбуждения. По окончании разгона генератора 6 электродвигателем 7 включают выключатель 11 и отключают выключатель 8. Генератор 6 при этом возбуждается, так как резистор 14 после включения выключателя 11 шунтируется замыкающими контактами этого выключателя, В результате генератор б самосинхронизируется с сетью 10. . После самосинхронизации генератор б нагружают заданной величиной реактивной мощности путем воздействия переменном резистором 13 на ток возбуждения генератора. Затем запускают ветродвигатель 1, далее включают выключатель 5 и переменным резистором 3 устанавливают необходимый ток в намагничивающей обмотке электромагнитной муфты скольжения 2, чем обеспечи§ают загрузку генератора заданной активной МОЩНОСТЬН), При таком способе включения в сеть ветроэлектрического агрегата исключается возникновение избыточного момента на валу генератора и не имеет место передача ударного момента с вала генератора на вал ветродвигателя в процессе осуществления самосинхронизации генератора. Это повышает надежность втягивания генератора в синхронизм, снижает вероятность поломок и увеличивает срок службы ветроэлектрического агрегата. Кроме того, при данном способе включения ветроэлектрического агрегата уменьшаются глубина и длительность изменений напряжения и частоты сети, что повышает качество и надежность бесперебойкого энергоснабжения подключенных к ней потребителей