Автономная электрическая станция Советский патент 1981 года по МПК H02J3/46 

(54) АВТОНОМНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ

t

Изобретение относится к электро--технике, а более конкретно к регулированию электрических машин.

Известны автономные станции,состоящие из агрегатов с синхронными генераторами, имеющими регуляторы, обеспечивающие статическую характеристику напряжения генераторов при параллельной работе.

Перевод активной нагрузки с одного генератора на другой осуществляется воздействием на регуляторы приводных двигателей,а реактивной нагрузки - воздействием на установки напряжения регуляторов генераторов fl.

Недостатками известных электростанций являются низкая точность поддержания напряжения, так как устойчивая параллельная работа возможна только при статизме не менее 3-5% ;номинального напряжения, а также необходимость оперативного воздействия на два исполнительных . гана каждого агрегата; уставку напряжения генератора и регулятор приводного двигателя, что усложняет эксплуатацию, затрудняет автоматизацию, процесса перевода нагрузки.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является автономная станция:, состоящая из агрегатов с синхронными генераторами,каж.дый из которых имеет систему возбуждения с регулятором напряжения, в. измерительную цепь которого включено своим первым выходом двухплечевое устройство параллельной работы, вход которого подключен к трансформатору -тока, включенному в цепь якоря гене0ра, а второй выход соединен с уравнительныь-1И соединителями.

Введение уравнительных соединений позволяет осуществить устойчивую параллельную работу по астатической.характеристике поддержания напряжения на генераторах и равномерное распределение реактивной нагрузки 2J.

Перевод активной нагрузки при разгрузке одного агрегата осуществляет0ся воздействием на регулятор приводного двигателя, а перевод реактивной нагрузки может быть обеспечен только . при отключении уравнительных соединений и переводе одного или нескольких

5 генераторов в режиме статического поддержания напряжения, что значительно снижает устойчивость генераторов электростанции в момент перевода нагрузки, способствуя возникновению аварийных ситуаций. Поэтому,обычно

в таких электростанциях осуществляется не плавный перевод реактивной нагрузки, а переброс нагрузки с одного генератора н другие, путем отключения коммутирующими аппаратами генератора под нагрузкой, что приводит к возникновению нежелательных переходных процессов в электростанциях и к преждеврем,е нному износу коммутирующих аппаратов.

Все более широкое применение,например, в судовых электростанциях, находят агрегаты с утилизационными приводными двигателями или валогенераторами с отводом мощности от главного двигателя судна, при этом, в целях максимального использования указанных агрегатов при параллельной работе с агрегатами, имеющими обычны приводные двигатели, осуществляется неравномерная загрузка агрегатов активной нагрузкой, а реактивная нагрузка При наличии уравнительных соединений распределяется равномерно. Для обеспечения устойчивости работы генераторов и более экономичной работы электростанции необходимо распределять реактивную нагрузку по заданному закону пропорционально активным нагрузкам, что невозможно обеспечить в известных электростанциях,

Цель изобретения - устранение переходных процессов при переводе нагрузки с одного генератора на другой и повышение устойчивости генераторов при динамических набросах активной нагрузки путем автоматического расггрбделения реактивной, нагрузки про«О{ и.ионально активной нагрузке.

Указанная цель достигается тем, что автономная электрическая станция содержащая агрегаты с синхронными генераторами, каждый из которых имеет систему возбуждения с регулятором напряжения, в измерительную цепь которого включено своим первым выходом двухплечевое устройство параллельной работы с питанием от трансформатора тока, включенного в цепь якоря генератора, а вторым выходом на уравнительные соединения, снабжена дополнительным устрюйством параллельной работы, реагирующим на активную составлякядую тока нагрузки, вход которого подключен к дополнительному трансформатору тока в цепи якоря генератора, а выходы связаны соответственно с уравнительными соединениями и выходом двухплечевого устройства параллельной работы.

При этом первый выход дополнительного устройства параллельной работы включен в цепь второго выхода двухплечевого устройства параллельной работы, а второй выход подключен на дополнительно введенные уравнительные соединения.

Или первый выход дополнительного устройства параллельной работы включен последовательно с первым выходом двухплечевого устройства параллельной работы, а второй выход - на дополнительно введенные уравнительные соединения.

Или первый выход дополнительного устройства параллельной работы включен последовательно с первым выходом двухплечевого устройства параллельной работы, а второй выход - последовательно со вторым выходом двухплечевого устройства параллельной работы, включенным на уравнительные соединения.

На фиг. 1-3 представлены с5семы автономной электростанции из двух синхронных генераторов (варианты), на фиг. 4 - векторные диаграммы цепей измерения напряжения регуляторов при параллельной работе.

Синхронные генераторы 1, 2 имеют системы возбуждения 3 и 4 и регуляторы 5 и б. в измерительные цепи регуляторов 5 и 6 первыми выходами включены двухплечевые устройства параллельной работы 7 и 8, питающиеся от трансформаторов тока 9 и 10. Вторые выходы устройств 7 и 8 включены на уравнительные соединения 11 через контакты генераторных 12 и 13 и секционного 14 и через первые выходы дополнительных устройств параллельной работы 15 и 16, питающиеся от трансформаторов тока 17 и 18 (фиг.1) выходы дополнительных устройств 15 и 16 включены через контакты аппаратов 12-14 на уравнительные соединения 19 (фиг. 1, 2).

На фиг. 2 первый выход дополнительного устройства параллельной работы 15 включен последовательно с первым выходом устройства параллельной работы 7.

На фиг. 3 второй выход дополнительного устройства параллельной работы 15 включен последовательно со вторым выходом устройства Параллельной работы 7.

Каждое устройство параллельной работы 7 и 8 состоит из трансформатора 20 и нагрузочных резисторов 21 и 22, а дополнительное устройство - из трансформатора 23, нагрузочных резисторов 24 и 25 и конденсаторов 26 и 27.

На фиг. 4а изображено равномерное распределение активной и реактивной нагрузок между генераторами; на фиг. 46 и 4в - внезапное неравномерное распределение активной нагрузки при равномерном распределении реактивной нагрузки; фиг. 4г и 4д - установившийся режим при неравномерном распределении активной нагрузки и распределении реактивной нагрузки пропорционально активной, где Пг напряжение на общих шинах генератоDOB при параллельной работе; напряжения на измерительном органе регулятора генераторов 1 и 2 со ответственно; Ui. , П2.i, .-: падение напряжений на сопротивлении 21 и 24, пропорциональных току дагрузки генераторов 1 и 2; 22- 22-1 2ff-i падение напряжений на сопротивлении 22 и 25 пропорциональных суммарному току нагрузки генераторов . В цепь уравнительных соединений основного устройства параллельной ра боты каждого генератора вводится сиг нал, пропорциональный распределеиню активной нагрузки между генераторами. При равномерном распределении активной нагрузки сигнал отсутствует, и реактивная нагрузка также распределяется равномерно. При равномерном распределении активной и реактивной нагрузки между генераторами 1 и 2 (фиг. 1) падение напряжения .-i-t У21-2 Jza-f ° Ч У.4-2 Up Oi,-i(vvi - Uas-f 0.ц5--2 . тогда (фиг.4а) . При внезапном изменении распределения активной нагрузки между генера торами в первоначальный момент (фиг. 46 и 4в), вследствие неравенст ва падений напряжений 024-1 zS-L меряемое напряжение меньше Кг, а ицг((л4 больше Up, так как U24- uSВследствие разности измеряемых напря жений ииш- 1 1 иш-а| регулятор 5 будет формировать возбуждение генератора 1, а )егулятор 6 - уменьшать возбуждение генератора 2 до тех пор, пока реактивная нагрузка не распределится между генераторами таким образом, чтобы |иигм-|1 |ицш2: -Это возможно только при распределении ре активной нагрузки пропорционально ак тивной нагрузке (фиг. 4г и 4д). При переводе нагрузки электростан ции на один агрегат генератор, разгружаемый от активной нагрузки,автоматически разгружается и от реактивной нагрузки, т.е. полная разгрузка генератора осуществляется только под воздействием на регулятор привод ного двигателя агрегата. На диаграммах рассматривается слу чай, когда включением трансформаторов тока 17 и 18 в фазу В генераторов и подключением конденсаторов 26 и 27 параллельно резисторам 24 угол между падениями напряжений Uj и 044 и соответственно U2 j и и ;-получен равным . Однако необходимый закон распределения реактивной нагрузки в зависимости от распределения активной нагрузки между, генерато рами может быть получен и при yглax неравных . Применение предлагаемого изобрете ния обеспечивает распределение реактивных нагрузок генераторов пропорционально активным, что позволяет эксплуатировать генераторы в электростанциях с утилизационными приводньоми двигателями и валогенераторами в более экономичных режимах, автоматический перевод реактивной нагрузки при переводе активной нагрузки при наличии уравнительных соединений между устройствами параллельной работы генераторов, что упрощает обслуживание электростанции, повышает устойчивость работы генераторов в режиме перевода нагрузки и повышает ресурс коммутирующих аппаратов за счет их отключения при токах, близких к нулю, формировку возбуждения генератора, на который набрасывается активная нагрузка, и расформировку возбуждения генератора, с которого сбрасывается активная нагрузка при параллельной работе, что повышает устойчивость генераторов при динамических изменениях активной нагрузки. Формула изобретения Автономная электрическая станция, содержащая агрегаты с синхронными генераторами, каждый из которых имеет систему возбуждения с регулятором напряжения, в измерительную цепь которого включено своим первым выходом двухплечевое устройство параллельной работы, вход которого подключен к трансформатору тока, включенному в цепь якоря генератора, а вторым вы.ходом - на уравнительные соединения, отличающаяся тем, что,с целью устранения переходных процессов при переводе нагрузки с однрго генератора на другой и повышения устойчивости генераторов при динамических набросах активной нагрузки путем автоматического распределения реактивной нагрузки пропорционально активной нагрузке, станция снабжена дополнительным устройством параллельной работы, реагирующим на активную составляющую тока нагрузки, вход которого подключен к дополнительному трансформатору тока в цепи якоря генератора, а выходы связаны соответственно с уравнительными соединениями и выходом двухплечевого устройства параллельной работы. 2.Станция по п. 1, отличающаяся тем, что первый выход дополнительного устройства параллельной работы включен в цепь второго выхода двухплечевого устройства параллельной работы, а второй выход подключ«н на дополнительно введенные уравнительные соединения. 3.Станция -по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что первый выход дополнительного устройства параллельной работы включен последова.тельно с первым выходом двухплечевого устройства параллельной работы,а второй выход - на догголнителъно введенные уравнительные с Оединения.

ства параллельной работы, включенным на уравнительные соединения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Максимов Ю.И.и Павлюченков A.M. (Эксплуатация судовых синхронных генераторр.в. М./ Транспорт, 1969, с. 132-133.

О

tput. 1