Устройство для гибкой связи и регулирования двух энергосистем Советский патент 1982 года по МПК H02J3/06 

Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к способам и устройствам для повышения надеч ности работы объединенных энергосистем. . Известно, что при объединении современных энергосистем линиями электропередачи переменного тока возникают трудности с регулированием перетока мощности по этим электропередачам, особенно при возникновении аварийных режимов в энергообъедииениях. Эти трудности могут быть преодолены объединением энергосистем гибкими связями, обеспечивающих возможность независимого регулирования потоков мощности и параллельной работы при различающихся частотах объединяемых энерго ристем.

Известно устройство для гибкой связи энергосистем, которое содержит электромеханический преобразователь частоты, выполненный на базе двух электрических мгшшн, роторы которых соединены между собой единым общим валом. -Включение устройств в рассечку межсистеьтых линий электропередачи позволяет осуществлять независимое регулирование перетоко мощности между энергосистемами локализировать аварии 1.

Недостатком устройства является высокая стоимость оборудования и неизбежная двойная трансформация всей передаваемой электроэнергии, что вызывает дополнительные потери мощности и энергии в электромеханических преобразователях частоты межсистемиых связей. Предлагаемое устройство не позволяет также осу10ществлять глубокое регулирование вапряхеняя «ежсистемных электропередач.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для связи и ре15гулироввяия двух энергосистем, содержащее два энергоблока, кажд: й из которых выполнен в виде двухгенераторов, установленных на валу одной турбины, один из КОТСН5ЫХ подключен

20 к своей энергосистеме, а другой к межсистемной линии электропередачи 2.

Устройство позволяет осуществлять глубокое регулирование напряжения и 25 реверсивную передачу мощности по межсйстемной связи.

Недостатком известного устройства, даже при подключении к энергоблокам двух и более электропередач, 30 является большая установленная

мощность генераторов. Так, при величине обменной электрической мощности между объединенными энергосистемами, равной, например, мощности турбины (POSMI РТ ) , и передаче мощности турбины в одну или другую энергосистему, номинальная мощность каждого генератора (Рцр) должна быть равна обменной мощности и мощности турбины ( PopM-t + РТ 2Р), а общая установленная мощность энергоблоков устройства равна

Ру т Р величине обменной мощности между энергосистемами, равной, например, Рдр 2Р, для обеспечения полного диапазона регулирования номинальная мощность каждого генератора должна быть равна Рнг2 Po6Ni+ РТ ЗР, и общая установленная мощность электрических машин в энергоблоках устройства равна

Р)2 5РНГ2. 12Р. Недостатком устройства является и малая надежность предлагаемой межсистемной связи, так как отказ в работе любого из энергоблоков приводит к полному переключению перетоков мощности между энергосистемами.

Цель изобретения - умены ение установленной мощности электрических машин энергоблоков и повышение надежности гибкой межсистемной связи.

Указаннаяцель достигается тем, что устройство для гибкой связи и регулирования двух энергосистем, содержащее два энергоблока, каждый из которых выполнен в виде двух асинхронизярованных синхронных машин, установленных на валу одной турбины, и межсистемнуго линию электропередачи) причем одна из машин каждого энергоблока подключена к своей энергосистеме, а другая машина снабжена выводами для подключения к межсистемной линии электропередачи, снабжено второй межсистемной линией электропередачи, причем машины энергоблрка с выводами для подключения к межсистемной линии подключены к различным межсистемным линиям электропередачи, свободные концы которых подключены к соответствующей энергосистеме .

На фиг. 1 и 2 представлены возможные варианты выполнения заявляемого устройства для гибкой связи и регулирования двух энергосистем.

Устройство состоит из энергоблока, выполненного в виде двух асинхронизированных синхронных машин 1 и 2, установленных на общем валу с турбиной 3 и второго энергоблока с асирхронизированными синхронными машинами 4 и 5, установленных на общем валу с турбиной б. Электрическая машина 1 подключена через трансформатор 7 с глубоким регулирование

напряжения к энергосистеме 8 и межсистемной линии 9 электропередачи, другой конец которой через силовой трансформатор 10 связи подключен к машине 5. Электрическая машина 8 подключена через силовой трансформатор 11 к межсистемной линии 12, другой конец которой подключен через трансформатор 13с глубоким регулированием напряжения к энергоO системе 14 и электрической машине 4. Системы 15 и 16 возбуждения асинхронизированных машин 1 и 2 подключены к выходам блока 17 управления возбуждением машины. Системы 18 и 19

5 возбуждения асинхронизированных машин 4 и 5 подключены к выходам блока 20 управления возбуждением машин 4 и 5. На вход блоков 17 и 20 управления подаются сигналы, пропорциональные требуемым и действительным параметрам режимов (например, частоты энергосистем, гтеретоков мощности, напряжению и т.д.).

Электрические машины 1, 2, 4 и 5

5 расчитаны на длительную работу в режиме как генератора, так и двигателя. Остальные генераторы энергоблоков данных электростанций энергосистем умеют обычную конструкцию и

0 подключены к сборным шинам через трехобмоточные трансформаторы или автотрансформаторы (фиг. 2). в предлагаемом устройстве электрическая связь энергосистем 8 и 14 отсутствует. Существует только энергетическая связь через вашы электрических машин 1 и 2, 4 и 5.

Устройство работает следующим образом.

- Механическая мощность турбины 3, преобразованная в электрическую генераторами, может передаваться от генератора 1 в эне:ргосистему 8, от генератора 2 в энергосистему 14 или одновременно в обе энергосистемы. Аналогично механическая мощность турбины б может передаваться от генератора 5 в энергосистему , от генератора 4 в энергосистему 14 или одновременно в обе энергосистемы.

0 Принципиально возможна передача мощности от генератора 1 в энергосистему 14, от генератора 4 в энергосистему 8. Режим работы генераторов зависит от условий работы объединенных энергосистем. I

Если требуемая передаваемая в

одну из энергосистем (пусть в 14) мощность превышает мощность турбин 3 и б {например, РОРМ °

0 электрические машины 1 и 5 блоками управления возбуждения переводятся в режим двигателя с механической мощностью каждый по 0,5 Р. Тогда мснцность от генераторов 2 и 4, передаваемая в энергосистему 14,будет

равна сумме турбин 3 и 6 и двигателей 1 и 5. При обратном направлении передаваемой мощности электрические машины 2 и 4 работают в режиме двигателя, а электрические машины 1 и 5 в генераторном режиме передают мощHOCTfe в энергосистему. Для осуществления такого режима передаваемой мощности в свяэываекых энергосистемах установленная мощность элетрических MauJHH должна составлять 4(Рт + 0,5Рт) бР-г. Для решения такой задачи требуется номиИсшьная мощность машин энергоблоков PV 8 РТ-.

Если требуемая обменная мощность между энергосистемами составляет, например, .2IV , то для обеспечения полного регулирования и реверса перетоков мощности номинальная установленная мощность электрически мгванп должна составлять Ру. 4 (Р+ Р) 8Р-р. Для решения такой задачи известными устройствами требуетс;йлноминальная мощносГь машин PVZ J2PT.

Таким образом, предлагаемое устройство для гибкой связи и регулирования двух энергосистем позволяет уменьшить номинальную установленную мощность электрических машин энергоблоков до 50%.

Предлагаемое устройство повьпдает и надежность межсистемной связи

так как -отказ в работе какого-либо из энергоблоков не приводит к полному прекращению перетока мощности между энергосистемами.

Формула изобретения

Устройство для гибкой связи и регулирования двух энергосистем, содержащее два энергоблока, каждый

0 из которых выполнен в виде двух асинхронизированных синхронных машин, установленных на валу одной турбины, и межсистемную линию электропередачи, причем первая из машин каждого

5 энергоблока подключена к своей

энергосистеме, а вторая машина каждого энергоблока подключена к межсистемной линии электропередачи, отличающееся тем, что,

0 с целью уменьшения установленной мощности энергоблоков и повышения надежности связи, оно снабжено второй межсистемнрй линией электропередачи, причем вторые машины каждого

5 энергоблока подклю1чены к различным межсистемным линиям электропередачи, каждая из которых подключена к соответствующей энергосистеме.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

0

1.Авторское свидетельство СССР 600662, кл. Н 02 J 3/06, 1976.

2.Авторское свидетельство СССР 439048, кл. Н 02-J-3/06, 1971.

Р П

Фиг.1 9 i Фиг.2