Устройство для гибкой связи энергосистем

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГИБКОЙ СВЯЗИ ЭНЕРГОСИСТЕМ, содержадее две каскадяо 81слк}Ченные трехфазные асинхронные машины с общим валом, статорная обмотка одной из которых подключена к одной нз связьшаемых энергосистем, вспомогательный приводной двигатель на валу машин с системой управления, отличающееся тем, что, с целью повышения качества электроэнергии путем повышения быстродействия связи, обмотки трехфазных асинхронных машин соединены в треугольник , каждая обмотка второй машины вьшолнена с отпайками, а устройство снабжено коммутатором, который установлен между второй из связываемых энергосистем и отпайками статорной обмотки второй машины. (Л ел со о 00 00

СОЮЗ СааЕтСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (! 1) 4(51) Н 02 J 3 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и sxopmew саиде злы: у

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3683206/24-07 (22) 02.01.84 . (46) 30.05.85. Вюа. l! 20 (72) И. И. Алиев, Д. 3. Брускин, И..П. Копылов и Л. Я. Шапиро (71) Иосковский ордена Ленина и .ордейф Октябрьской Революции энергетический институт

:(53) 621 ° 316.128(088.8) (56) l. Патент CIA Ф 3975646, кд. 307-21, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

1) 1053216, кл. Н 02 J 3/Об, 1982. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯТИБЕОЙ СВЯЗИ

ЭНЕРГОСИСТЕМ, содержав(ее две каскад.но включенные трехфазные асинхронные машины с общим валом, статорная обмотка одной из которых подключена к одной из связываемых энергосистем, вспомогательный приводной двигатель . на валу машин с системой управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества электроэнергии путем повышения быстродействия связи, обмотки трехфазных асинхронных машин соединены в треугольник, каждая обмотка статора второй машины выполнена с отпайками, а устройство снабжено коммутатором, который установлен между второй из связываемых энергосистем и отпайками статорной обмотки второй машины.

1159088. Цель изобретения — повьппение качества электроэнергии путем увеличения быстродействия связи при сохранении простоты, надежности и невысокой стоимости устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве; включающем две каскадно включенные трехфазные асинSS

Изобретение относится к области производства и потребления электроэнергии, конкретно к электромеханическим преобразователям для связи источников переменного тока.

В известных электромеханических устройствах. для гибкой сьязи энергосистем используются две каскадно включенные асинхронные машины, рас.положенные на общем. валу. Роторные обмотки машин соединены с прямым или обратным порядком чередования фаз, а статорные подключены к объединяемым энергосистемам. Регулирование перетока активной мощности осуществ- И ляется вспомогательным двигателем с системой управления, установленным на общем валу.

Устройство отличается простотой, невысокой мощностьюи надежностью 1.13 . 20

Однако устройство не может обеспечить регулируемый переток реактивной мощности между энергосистемами.

Наиболее близким к изобретению является устройство для гибкой, связи 25 энергосистем, состоящее из двух каскадно включенных асинхронных машин с фазнымн роторами, установленными на общем валу вспомогательного двигателя с системой управления на этом З0 валу. Один из статоров каскада неподвижен, а второй может поворачиваться в пределах полюсного деления.

Поворот статора в пределах полюсного деления обеспечивается йосредством серводвигателя и червячного редуктора, связанных механически со станиной. Такое устройство обеспечивает регулируемый переток как активной, так и реактивной мощности между системами, сохраняя простоту, надеж:ность, невысокую стоимость 523 .

Недостатком этого устройства является невысокое быстродействие, связанное с механической инерцией поворачиваемого статора, снижающее качество электроэнергии особенно при связи сетей с резкопеременной нагрузкой и системы со стабильным напряжением. 50 хронные машины с общим валом, статорная обмотка одной из которых подключена к одной из связываемых энергосистем, вспомогательный приводной двигатель на валу машин с системой управления, обмотки трехфазных асинхронных машин соединены в треугольник, каждая обмотка статора второй машины выполнена с отпайками, а устройство снабжено коммутатором, который установлен между второй из связываемых энергосистем и отпайками статорной обмотки второй машины.

Г

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства.

Обмотка статора 1 первой машины соединена в треугольник и подключена к энергосистеме 2, обмотка статора второй машины 3 также соединена в треугольник. От секций обмоток 3 сделаны отпайки, присоединенные к коммутатору 4. Общие фаэные BlHHbt коммутатора 4 присоединены к шинам системы 5. Роторные обмотки машин 6 и 7 соединены с прямым или обратным порядком чередования фаз.

Вспомогательная приводная машина

8 с системой управления 9 обеспечивает вращение вала устройства с заданной частотой. Число отпаек определяет плавность регулирования as:тивной и реактивной мощностей, поскольку переток активной и реактивной мощностей обеспечивается прн повороте статора или его поля в пределах 90 эл. град.

Если коммутатор 4 находится в позиции а то векторы магнитных индукций статоров 1 и 3 ориентированы в пространстве одинаково, а векторы .

ЭДС роторов 6 и 7 равны и направлены встречно. Токи статоров при этом равны токам холостого хода, а ток роторов равен нулю. При переключении коммутатора 4 в положение о или Ь (по направлению или против направления вращения поля), а также на последующие отпайки происходит поворот вектора магнитной индукции -статора 3 по отнбшению к вектору статора I на определенный угол. Этот угол определяется числом пазов, которые занимает коммутируемая секция.

При этом на такой же угол поворачивается вектор ЭДС ротора 7, тогда как.вектор ЭДС ротора 6 сохраняет свое прежнее направление. РезультиСоставитель К. Фотина

Редактор О. Колесникова Техред Q.À÷ Корректор И.Эрдеи

Заказ 3600/52 Тираж 620 Подписное

ВНИИПИ Государственного Комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

4—

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,. 4

3 l 159 рующая )ДС роторов не равна нулю, поэтому в цепи роторов появляется ,ток, активная и реактивная составляющие этого тока могут по направлению совпадать с ЭДС одного ротора и иметь направление, противоположное

ЭДС второго ротора в пределах поворота поля на 90 эл. град. В этом

1 диапазоне изменения угла поворота поля одна машина каскада работает в 10 двигательном режиме, а вторая — в генераторном. Например, при переключении коммутатора 4 в позицию Ь и далее (по направлению вращения поля) в двигательном режиме работают машины 3,7, а в генераторном — 1,6. При переключении коммутатора в противоI II положную сторону — позиция Ь и далее — режимы машин изменяются на противоположные. В том случае, когда реактивная составляющая тока роторов противоположна ЭДС одного из роторов, этот ротор отдает реактивную мощность статору. Избыток этой мощности генерируется в систему. Очевидно, д что полная реактивная мощность, необходимая для намагничивания каскадной машины, воспринимается из другой .системы.

При повороте поля статора сверх

+90 эл.град, обе машины переходят в

088 4 двигательный режим, поэтому отпайки коммутируются лишь на половину полюс ного деления машины в обе стороны от нейтральной точки.

Если направление потоков мощности одностороннее, например иэ системы

2 в систему 5, то эта эона составляет половину полюсного деления в . одном направлении (Ь), а число отпаек уменьшается вдвое.

Коммутатор 4 по .своей природе может быть полупроводниковым или механическим.

Использование предлагаемого устройства повысит быстродействие гибкой связи, а следовательно, гибкость и маневренность связи между системами, поскольку поворот поля при помощи коммутатора происходит на порядок быстрее, чем поворот статора при помощи электромеханической системы, где это занимает несколько секунд.

Использование предлагаемого устройства наиболее целесообразно для присоединения малой системы к круп| ной, когда первая имеет потребителей с резкопеременной нагрузкой, что связано со снижением напряжения сети и необходимостью компенсации этого

- снижения путем "перекачивания" реактивной мощности из крупной системы.