Устройство регулирования напряжения на шинах электростанции Советский патент 1982 года по МПК H02J3/12 

Изобретение относится к регулированию напряжения и распределению реактивных нагрузок на электростанциях.

На многих теплоэлектроцентралях часть генераторов работает на шины генераторного напряжения, от которых питаются собственные нужды электростанций и электрические Ьинии распределитель ньвс сетей, а часть генераторов - блочно через трансфоЕ 1атор на шины высшего напряжения. Шины геиерат ч ного напряжения связаны с ши нами высшего напряжения электростанции трансформаторами связи, шюющими регулирование напряжения под. нагрузкой. Регулирование напряжения на генераторных шинах возйожно с помснцью воздействия как на установочные устройства регуляторов, возбуждения генераторов, pai6OTaюцих на эти шины, тги и на автоматические регулятО напряжения трансформаторов.

Известны устройства регулирования напряжения на шинах электростанций, осуществляющие поддержание напряжения на шинах генераторного напряжения путем воздействия на регудятсф напряжения трансформатора

связи шин генераторного и высшего напряжения и установочные устройствд автоматического регулятора возбуждения (АРВ) генераторов 1 и 2.

Недостатками этих устройств являются дискретный характер регулирования при воздействии на регулятор напряжения трансформатора связи, неучет возможностей комплексного ре10гулирования и, как следствие, недонспользование располагаемой реактивной мощности генераторов.

Наиболее близкое к предлагаемому устройство регулирования напряжения

15 на шинах электростанций, включаю щее в себя центральный регулятор напряжения электростанций и схему уравнивания реактивных нагрузок генераторов, содержащую датчики рас20полагаемой реактивной мощности генератОров и исполнительный элементы. Реактивная нагрузка между генер торами распределяется пропорционгшьно располагаемой мощности, завися 25 щей от напряжения статора и активной нагрузкн генераторов 3.

Недостатке этого устройства является то, что реактивная мощность между генераторами распределяется

30 в соответствии с располагаемой реакV.

тивной мощностью независимо от схемы их подключения к шинам электростанции. Генераторы,работающие на шны генераторного напряжения, должны грузиться больше, чем генераторы, работающие непосредственно на шины высшего напряжения электростанции так как помимо реактивной мощности, выдаваемой в питающую сеть энергосистемы, они должны покрывать местную нагрузку, питающуюся от шин генераторного напряжения. При равной загрузке генераторов в долях от их располагаемой мощности в электрической сети возникают нежелательные перетоки реактивной мощности, повышенная загрузка трансформаторов связи шин генераторного и высшего напряжения и дополнительные потери энергии.

Цель изобретения - улучшение распределения располагаемой реактивной мощности между генераторами и снижение потерь электроэнергий.

Поставленная цель достигается те что устройство регулирования напряжения на шинах электростанции, содержсцдее центральный регулятор напряжения, исполнительные элементы схемы уравнивания реактивных нагрузок, действующие на установочные элементы автоматического рёгулятора возбуждения генераторов, и датчики располагаемой реактивной мощности генераторов, выходы которых соединены с входами исполнительных элементов схемы уравнивания, дополнительно снабжено регулятором напряжения трансформатора связи шин высшего и генераторного напряжения, включенным на напряжение шин генераторного напряжения и ток нагрузки этих шин и действующим по принципу встречного регулирования, а датчики располагаемой реактивной мощности генераторов, работающих на шины генераторного напряжения, включены на напряжение шин высшего напряжения и ток присоединения обмотки высшего напряжения трансформатора связи шин высшего и генераторного напряжения.

Центральный регулятор напряжения и исполнительные элементы схемы, уравнивания включены на установочные элементы АРВ генераторов. Регулятор напряжения трансформатора связи действуют по закону встречног регулирования. Ограничение возбуждения генераторов осуществляется известными блоками. Требуемое распределение реактивной мощности между генераторами, при котором потебление местной распределительной сет питающейся от шин генераторного напряжения, покрывается в первую очередь работающими генераторами на

эти шины, достигается прдачей на входные зажимы датчиков располагаемой мощности этих генераторов тока не от самих генераторов, а от присоединения трансформаторов связи к шинам основного напряжения электростанций, а также напряжение от этих шин.

На чертеже приведена структурная схема устройства регулирования напряжения на шинах электростанций.

Устройство содержит генератор 1/ работающий на шины генераторного напряжения, блочный генератор 2, работающий на Шины основного Напряжения электростанций, регулируемый . трансформатор 3 связи, шины 4 генераторного напряжения, к которым при.соединена нагрузка собственных нужд электростанций и распределительной сети АРВ 5 генераторов, установочные элементы которых управляются с помощью Привода от центрального регулятора 6 напряжения электростанций, реагирующего на параметры режима питающей сети энергосистемы или электростанции в целом, регулятор 7 напряжения трансформатора связи, датчики 8 и 9 располагаемой реактивной мощности генераторов; исполнительные элементы 10 схемы уравнивания двухстороннего действия, щинки 11 схемы уравнивания реактивной мощности между генераторами и контакты 12, с помощ которых индувидуальные ветви схемы распределения реактивной мощности между генераторами включаются в общую схему.

Устройство работает следующим образом.

Общий режим электростанции поддерживается центральным регулятором 6, действующим одновременно на установочные устройства АРВ 5 генераторов 1 и 2. Центральный регулятор действует до тех пор, пока контролируемый параметр (обычно напряжение шин в сочетании с суммарной реактивной мощностью или перетоки о электростанции) не будет введенв зону нечувствительности. При этом центральный регулятор б проходит в исходное нерабочее состояние. После этого может оказаться, что напряжение на шинах 4 генераторов отклоняется от желательного. Это напряжение контролируется регулятором 7 напряжения трансформатора 3 связи При выходе напряжения за пределы зоны нечувствительнорти этого регулятора, имеющего .настройку, соответствующую встречному регулированию напряжения, он действует и приводит напряжение на шинах 4 в соответствие с требуемым.

Загрузка генераторов реактивной мощностью определяется действием .схемы распределения реактивной мощности между генераторами. На- блочных генераторах 2 располагаемая мощность определяется непосредственно для генераторов с учетом их загрузки активной мощностью и напряжения на их выводах. Напряжение на выходе датчика 8 располагаемой мощности в этом случае пропорционально использу мой располагаемой реактивной мощности генератора 2. На вход датчика 9 располагаемой мощности, используемого для управления мощностью генераторов 1, работакнцих на шины генераторного напряжения, подаются напряжение главных шин электростанций и ток присоединения трансформаторов связи к этим шинам. Последовательно с датчиками 8 и 9 располагаемой мощности включены исполнительные элементы 10 двухстороннего действия. Датчики совместно с исполнительными элементами посредством контактов 12 присоединены к шинам 11 схемы уравнивания. При равенстве выходных напряжений у датчиков 8 и 9 располагаемой реактивной, мощности схема уравновешена. Если же выходные напряжения датчиков различны, то в схеме появляется уравнительный ток приводящий к срабатыванию исполнительных элементов 10, которые действуют до устранения разности выходных напряжений. Благодаря тому, что датчик 9 располагаемой мощности используется не на выводах генератора 1 I а на присоединении трансформаторов 3 связи к шинам главного напряжения электростанций, уравниваются располагаемые мощности генераторов за вычетом нагрузки,присоединенной к шинам 4 генераторного напряжения, которая покрывается генераторами 1 . Таким образом, эти генераторы загружаются в большей мере, чем генераторы 2, что соответствует требованиям распределения нагрузок между генераторами в схемах электростанций подобного типа. При достижении полной загрузки генераторов срабатывают ограничители возбуждения, которые переводят генераторы в режим ограничения и размыкают контакты 12

Преимущество предлагаемого способа автоматического распределения реактивных нагрузок между генераторами на электростанции с шинами .генераторного напряжения сводится к однотипному управлению с помощью центрального регулятора режима всех генераторов электростанции. Это позволяет обойтись однотипной аппаратурой. Регуляторы напряжения трансформаторов связи работают в режиме обычного встречного регулирования напряжения по аналогии с регу..

ляторами на обычных центрах питания распределительных сетей. Отпадает необходимость их перевода из режима поддержания загрузки генераторов в режим регулирования напряжения. Схема распределения обеспечивает одинаковое использование мощностей генераторов за вычетом нагрузки, присоединенной к шинам генераторного напряжения (включая нагрузку третичных обмоток трансформаторов связи),

0 что обеспечивает покрытие этой нагрузки за счет располагаемой мощности генераторов, работающих на шины генераторного напряжения. Предлагаемый способ позволяет вместо

5 дискретного осуществить плавное управление режимом генераторов, что .повышает использование их распола|гаемой реактивной мощности и, следовательно, экономичность работы

0 .электрической сети.

Формула изобретения Устройство регулирования напряжения на шинах электростанций, со5держащее центральный регулятор напряжения и исполнительные элементы схемы уравнивания реактивных нагрузок, действующие на установочные элементы автоматического регулятора

0 возбуждения генераторов, и датчики располагаемой реактивной мощности генераторов, выходы которых соединены с входами исполнительных элементов схег-м уравнивание;, о т л и 5ч а ю ц е е с я тем, что, с целью улучшения использования располагаемой реактивной мощности генераторов на электростанции, имеющей генераторы, .работающие на шины гене0раторного и шины высшего напряжения, и снижения потерь электроэнергии, оно снабжено регулятором напряжения трансформатора связи шин высшего и генераторного напряжения, включенным на напряжение шин гене5раторного напряжения и ток нагрузки этих шин и действующим по принципу встречного регулирования, а датчики располагаемой реактивной мощности-генераторов, работающих

0 на шины генераторного напряжения, включены на напряжение шин высшего напряжения и ток присоединения обмотки высшего напряжения трансформатора связи шин высшего и генера5торного напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 347857, кл. Н 02 J 3/12, 1970.

0

2.Авторское свидетельство СССР № 553720, кл. Н 02 J 3/12, 1975.

3.Росман Л.В. Групповые управления, возбуждением синхронных генераторов гидроэлектростанций.М.-Л., ГЭИ, 1962, с. 24 - 30.

5