Преобразовательная подстанция для асинхронной связи энергосистем переменного тока Советский патент 1982 года по МПК H02J3/36 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПОДСТАНЦИЯ ДЛЯ АСИНХРОННОЙ СВЯЗИ ЭНЕРГОСИСТЕМ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам повыиения устойчивости и надежности работы объединенных энергосистегл путем объединения гибкими связями, обеспечивающими возможность их параллельной работы при различных частотах.

Известна схема преобразовате.пьной подстанции, мостовые преобразователи которой подключены к шинам объединяемых систем посредством четырехобмоточных преобразовательных трансформаторов 13

Недостатком такой схемы является то, что устройства ко пенсации реактивной мощности, подключенные к вторичным обмоткам преобразовательных трансформаторов, используются только для обеспечения потребностей мостовых преобразователей в реактивной мощности.

Известна также преобразовательная подстанция для асинхронной связи энергосистем переменного тока, содержсмцая по крайней мере, два вентильных моста, работающих в выпрямительном режиме, и два вентильных гюста, работауэших в инверторном режиме, каждый из которых подключен к вторичной оОпотке отдельного трехобмоточного трансформатора-выпрямителя и трансформатора-инвертора соответственно, сетевые обмотки которых подключены к иинам объединяемых энергосистем, и синхронные компенсаторы, подключаемые к третичным обкаткс1м трансформаторов f2.

Недостатком устройства является то, что синхронные компенсаторы, ис10пользуемые для обеспечения потребностей вентильных мостов в реактивной мощности, не используются для передачи активной мощности из одной объединяемой энергосистемы в другую.

15 Тем самым недоиспользуется пропускная способность преобразовательной подстанции, снижается ее надежность.

Цель изобретения - увеличение пропускной способности преобразова20тельной подстанции, повышение надежности ее работы, и улучшение использования оборудования.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразовательной подстанции

25 для асинхронной связи энергосистем перег1енного тока, содержащей, по крайней мере, два вентильных моста, работающих в выпрямительног режиме, и два вентильнтах мостп, работающих

30 в инверторчо , 1сажл}аП из которых подключен к вторичной обмотке отдельного трехобмоточного трансформатора-выпрямителя и трансформатораинвертора соответственно, сетевые обмотки которых подключены к шинам объединяемых энергосистем, и синхрон ,ные ког-тенсаторы, подключенные к третичным обмоткам,трансформаТоров, третичные обмотки одного трансформатрра-выпрямителя и одного трансформатора-инвертора соединены между собой последовательно-согласно, а третичные обмотки другого трансформатора-выпрямителя и другого трансфо матора-иннертора соединены последовательно-встречно, причем к каждой паре последовательно соединенных третичных обмоток подключен синхронный компенсатор, снабженный регулиру электроприводом. Оси роторов синхронных компенсаторов могут быть соединены механически жестко или ротор каждого синхронного кот етенсат©ра может содержать вспомогательную обмотку возбуждения в попе| ечной оси ротора. На чертеже приведена схема преобразовательной подстанции. Устройство содержит два выпрямительных и два инверторных вентильных моста 1, которые подключены к вторич ным oб ioткaм преобразовательных тран форматоров 2 и 3, сетевые обмотки ко торых подключены к шинам 4 объединяемых энергосистем. Третичные обмотки одного трансформатора выпрямителя 2 и одного трансформатора инвертора 2 соединены между собой последовательно-согласно, а третичные обмотки трансформаторов второго выпрямителя 3 и второго инвертора 3 соединены последовательно-встречно. К каждой паре последовательносоединенныхтретичных обмоток подключен синхронный компенсатор 5. Принцип передачи активной мощност через вновь образованные связи состо ит в. том, что при автоматическом изменении результирующей ЭДС одного из синхронных компенсаторов 5 пропорционально синусу и второго - пропорционально косинусу угла между векторами напряжений шин 4 объединяемых энергосистем S обеспечивается независимость передаваемой активной мощности от указанного угла. Угол же между ЭДС каждого синхронного компен сатора 5 и напряжением на зажимах его якоря (внутренний угол) оказывае ся равны д попеременно нулю или 180 зл.град. Синхронизирующая мощность каждого „citHXpOHHoro компенсатора 5 в завйсймсэсти от угла (5 знакоп ременна, Однако суммарная син хронизирующая мощность синхронных компенсаторов 5 равна нулю. Поэтому возможны различные варианты, обеспечения устойчивой работы синхронных компенсаторов 5 при внутреннем угЛе, равном 180 эл.град. В данном варианте синхронные компенсаторы 5 выполняются с маломощной вспомогательной обмоткой возбуждения в поперечной оси ротора. Наличие на валу каждого синхронного компенсатора 5 регулируемого электропривода необходимо потому, что напряжение на зажшлах якоря каждого синхронного компенсатора 5 при изменении угла (J изменяется между максимальным и нулевым значениями. При нулевых и малых значениях напряжения вращающий момент синхронного компенсатора 5 может оказаться недостаточным для обеспечения необходимой скорости вращения ротора. Учитывая, что активная мощность, потребляемая синхронным компенсатором 5, небольшая и равна потерям холостого хода (до 1%), функции вращения ротора могут быть возложены на маломощный частотнорегулируеггый привод, в частности на электропривод. Технико-эконог/шческая эффективность предлагаемого изобретения состоит в следующей. Пусть пропускная способность преобразовательной подстанции, состоящей из двух выпрямительно-инверторных блоков, равна 1. Тогда cy цлapнaя потребность подстанции в реактивной мощности составит - 1, Дополнительная активная мощность, передаваемая по вновь образованньам связям, составит %,оп 0,2. Таким образом при принятых условиях увеличение пропускной способности составит 20% от пропускной способности выпрямительно-инверторных блоков. В случае выхода из строя одного иэ двух выпрямительно-инверторны5: блоков, дополнительный увеличиаается за счет снижения потребляемой реактивной мощности до значения Рдоп 0,48. Формула изобретения 1. Преобразовательная подстанция для асинхронной связи энергосистем переменного тока, содержащая, по крайней мере, два вентильных моста, работающих в выпрямительном режкме, и два вентильных поста, работающих в инверторном режиме, каждый из которых подключен к вторичной обмотке отдельного трехобмоточного трансформатора-выпрямителя и трансформатора-инвертора соответственно, сетевые обмотки которых подключены к щинам oбъeдиняe ыx энергосистем, и синхронные компенсаторы, подключаемые к третичным обмоткам трансформаторов, отлича-пщаяся тем, что, с целью увеличения пропускной способности, повышения надежности работы подстанциии улучшения использования оборудования, третичные обмотки одного трансформатора-выпрямителя и одного трансформатора-инвертора соединены между собой последовательно-согласно, а третичные обмотки другого трансформатора-выпрямителя и другого трансформатора-инвертора соединены последовательно-встречно, причем к каждой паре последовательно соединенных третичных обмоток подключен синхронный компенсатор, снабженный регулируемым электроприводом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР 9 438366, кл. Н 02 J 3/34, 1974.