Система электропередачи переменного тока

 

Изобретение относится к области электротехйики, в частности к системам электропередачи переменного тока. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. При работе системы электропередачи на трехфазных обмотках генератора 1 и асинхронизированного синхронного генератора (АСГ) 2 образуется симметричная система напряжений, которая прикладывается к проводам линии электропередачи. В зависимости от угла 0 сдвига одноименных фаз генератора 1 и АСГ 2 к каждой паре сближенньк проводов прикладывается напряжение с фазовым сдвигом 0 . Поэтому к каждой фазе проводов линии электропередачи прикладываются напряжения, находящиеся в противофазе. На приемном конце фазосдвигающее устройство 10 осуществляет сдвиг на угол S системы трехфазi (Л с 10 О1 ч1 4 ю иг.1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЯИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (su4 Н02 J 300

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЯАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 0THPblTVM

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ц

К АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

: АЗ Я (21) 3847588/24-07 (22) 23.01.85 (46) 15.09.86 ° Бюл. 34 (71) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (72) E.Â. Калентионок, Г.Е. Поспелов и В.Т. Федин (53) 621.315.5.316.3.061(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 566288, кл. Н 02 J 3/00, 1976.

Авторское свидетельство СССР

В 993383, кл. Н 02 J 3/00, 1983. (54) СИСТЕИА ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ ПЕРЕИЕННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к области электротехйики, в частности к системам электропередачи переменно„„SU„„1257?42 А 1 го тока. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей. При работе системы электропередачи на трехфаэных обмотках генератора 1 и асинхронизированного синхронного генератора (АСГ) 2 образуется симметричная система напряжений, которая прикладывается к проводам линии электропередачи. В зависимости от угла 8, сдвига одноименных фаз генератора t и АСГ 2 к каждой паре сближенных проводов прикладывается напряжение с фазовым сдвигом 6, Поэтому к каждой фазе проводов линии электропередачи прикладываются напряжения, находящиеся в противофазе. На приемном конце фазосдвигающее устройство 10 осуществляет сдвиг на угол 9 системы трехфаэ1257742 ных напряжений от АСГ 2 для обеспечения параллельной работы с трехфазной системой потребителей. Фазосдвигающих устройств для системы напряжений генератора 1 не требуется, поскольку генератор 1 через линию электропередачи непбсредственно работает на шины потребителей. Если сигнал оптимального значения угла не соответствует сигналу действи- 10 тельного угла 8 сдвига напряжений в паре сближеннйх проводов линии, то сигнал рассогласования поступает в канал управления фазовым углом ре5

20 нии; фаза C — к проводу 9 линии.

Изобретение относится к электроэнергии, в частности к системам электропередачи переменного тока.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей и повышение экономичности передачи электроэнергии.

На фиг. 1 схематически изображена предлагаемая система электропередачи; на фиг. 2 — фрагмент структурной схемы регулятора асинхронизированной синхронной машины; на фиг. 3— векторная диаграмма напряжений; на фиг. 4 — функциональная зависимость угла сдвига между двумя трехфазными системами напряжения от величины передаваемой активной мощности по линии электропередачи.

Система электропередачи содержит генератор 1 переменного тока с системой трехфазных обмоток А, 8, и

С,, асинхронизированный синхронный генератор (АСГ) 2 с системой трехфазных обмоток А, 8 и С, шестифаз2 ную линию 3 электропередачи со сближенными попарно проводами 4 и 5, 6 и

7, 8 и 9 фаз, фаэосдвигающее устройство (ФУ) 10, регулятор 11 фазы угла, датчики 12 и 13 фазового угла, шины 14 потребителя, управляемый преобразователь 15 частоты системы возбуждения АСГ, трансформатор 16 питания преобразователя частоты, регулятор 17 АСГ, датчик 18 углового положения вала АСГ, датчик 19 вектора напряжения АСГ, канал 20 управления фаэовым углом регулятора 17 АСГ, блок

2! функциональной зависимости фаэовогулятора 17 АСГ 2, который, управляя. преобразователем частоты 15, производит поворот вектора напряжения АСГ на соответствующий угол до исчезноУ в. ния сигнала рассогласования. Управление углом фаз устройства 10 осуществляется регулятором 11 на входы которого поступают сигналы от датчика 12 действительного фазового сдвига напряжений в паре сближенных проводов линии и сигнал, пропорциональный требуемому оптимальному значению фазового угла между сбли- женными фазами, 4 ил. го угла от активной мощности, датчики 22 активной мощности и телеканал

23.

Трехфазная система обмоток генератора 1 переменного тока А, и

1 1

C подключена к разным проводам каж1 дой пары сближенных проводов фаз линии электропередачи. Фаза А,подключена к проводу 4 первой пары 4 и 5 сближенных проводов фаз линии, фаза

6, — к проводу 6 второй пары 6 и 7 сближенных проводов фаз линии; фаза

С, — к проводу 8 третьей пары 8 и 9 сближенных проводов фаэ линии. Трехфазная система обмоток АСГ 2 подключена к разным проводам каждой пары сближенных проводов фаз линии 3 электропередачи: фаза А - к проводу

5 линии", фаза B — к проводу 7 лиНа приемном конце провода 4, 6 и

8 линии 3 электропередачи включены непосредственно, а провода 5, 7 и

9 — через фазосдвигающее устройство

10 к соответствующим шинам 14 потребителей. Управление работой ФУ 10 осуществляется с помощью регулятора входы которого соединены с приемным концом телеканала 23 и выходом датчика 12 фазового угла напряжений шин 14 и входа ФУ 10. К обмоткам возбуждения АСГ 2 подводится напряжение возбуждения требуемой частоты и амплитуды от тиристорного преобразователя 15 частоты. Питание преобразователя 15 осуществляется через трансформатор 16. Выход датчика 18 углового положения вала АСГ и выход

1257742

10 датчика 19 вектора напряжения АСГ 2. соединены с входами регулятора 17 Регулятор 17 служит общим устройством для управления работой преобразователя частоты с несколькими каналами регулирования, одним из которьйс является канал управления фазовым углом. Датчики 18 и 19 необходимы регулятору для обеспечения асинхронизированного режима АСГ 2.

На структурной схеме регулятора

17 с каналом управления фазовым углом (фиг. 2), к входу канала 20 управления фазовым углом подключены выходы датчика 13 фазового угла на- 15 пряжений пары сближенных проводов линий и блока 21 функциональной зависимости фазового угла от активной мощности. Выход датчика 22 активной мощности, передаваемой по линии 20 3, подключен к входу блока 21, в который закладывают зависимости оптимального фазового угла напряжений в паре сближенных проводов фазы линий от передаваемой активной мощнос- 25 ти по электропередаче (фиг. 4). Ко входам датчика 13 фазового угла подводятся сигналы вектора напряжения двух сближенных проводов в начале линии электропередачи, например 30

О, и О . Выходной сигнал датчика пропорционален фазовому сдвигу напряжений О =бц,, Юц . Ко входам датчика 22 подсоединяются соответствующие измерительные цепи TQKa и на 35 пряжения для получения на выходе датчика сигнала, пропорционального суммарной активной мощности, протекающей в начале линии электропередачи. Входы датчика 12 фазового угла 40 включены на вход,и выход фазосдвигающего устройства 10.

При работе системы электропередачи на трехфазных обмотках генератора 1 переменного тока образуется сим-, метричная система напряжений О,ц,О „. и О,, а на трехфазных обмотках

ACI 2 - О„а,Оеа,Ос . Симметричнь|е системы напряжений 0<»US»U,„n

О „а, Ов О < (фиг. 3), прикладывают 50 ся к проводам линии электропередачи.

В зависимости от угла 9, сдвига одноименных фаз генератора 1 и АСГ 2 к каждой паре сближенных проводов прикладывается напряжение с фазовым сдвигом 0 . Поэтому при передаче в предлагаемой системе электропередачи большой мощности, например к каждой фазе сближенных проводов линии электропередачи прикладываются напряжения, находящиеся в противофазе. В результате линия электропередачи обладает высокой пропускной способностью и является источником зарядной реактивной мощности. На приемном конце фазосдвигающее устройство осуществляет сдвиг на угол 9 системы трехфазных напряжений ОА, U .и Й, для обесАй 2 печения параллельной работы с трехфазной системой потребителей. Фазосдвигающих устройств для системы напряжений О,,Ов„ и Ос„ не требуется, поскольку генератор 1 через линию электропередачи непосредственно работает на шины потребителей.

Отсутствие каких-либо фазосдвигающих устройств в одной цепи линии еще больше повышает экономичность электропередачи.

При уменьшении передаваемой мощности по линии электропередачи режим противофаэы напряжений становится экономически не оптимальным из-за протекания больших зарядных токов в линии. Поэтому с изменением передаваемой мощности по линии изменится величина выходного сигнала датчика

22 и на выходе блока 21 появится сигнал, пропорциональный оптимальному значению фазового угла напряжений в паре сближенных проводов линии.

Этот сигнал по телеканалу 23 поступает на вход регулятора 11, а также сравнивается с сигналом от датчика

13 действительного угла сдвига напряжений. Если сигнал оптимального значения угла не соответствует сигналу действительного угла 9 сдвиЯ га напряжений в паре сближенных проводов линии, то сигнал рассогласования поступает в канал 20 управления фазовым углом регулятора 17 АСГ 2, который, управляя преобразователем частоты, производит поворот вектора напряжения АСГ на соответствующий угол до исчезнования сигнала рассогласования. Управление углом фаз фазосдвигающего устройства 10 осуществляется регулятором 11. Угол сдвига напряжений устройства 10 соответствует фазовому сдвигу напряжений между двумя сближенными фазами в линии электропередачи. На входы регулятора 11 поступают сигналы от дат" чика 12 действительного фазового сдвига напряжений в паре сближенных про5 ) 2577 падов линии и сигнал, пропорциональный требуемому оптимальному значению фазового угла между сближенными фазами.

В качестве задающего сигнала оптимального фазового угла между двумя сближенными фазами -может использоваться сигнал, передаваемый по телеканалу 23 от блока 21 функциональной зависимости фазового угла от активной )g мощности.

Ясли сигнал оптимального значения угла,, поступающий в регулятор 11 по телеканалу 23, не соответствует сиг-налу действительного угла сдвига на- 15 пряжений в паре сближенных проводов,„ поступающему в регулятор 11 от датчика 12. то на выходе регулятора 11 появляется сигнал, поступающий в фазосдвигающее устройство 10, на поворот вектора напряжения на угол до соответствия зацанному к действительному углу сдвига напряжений.

Поскольку в качестве задатчика угла регулятором 17 и 11 служит один и 25 гат же блок 21, а в качестве обратной связи регулирования используются сигналы от датчиков 12 и 13 фазового угла, то по всей линии электропередачи обеспечивается в зависи- 1п мости от передаваемой мощности, требуемый оптимальный сдвиг напряжения между сб1п;. енными фазами.

В качестве заданного си HcLHR оп тимально1. о фазового угла между дву мя сближенными фазами может служить

=игнал, поступающий не по каналу телемеханики, а непосредственно ат дополнительного установленного на приемном конце электропередачи функ- @ ционального преобразователя, на вход которого последовательно подсоединен датчик активной мощности. В данном случае на второй датчик активной мощности подаются вторичные токи и напряжения в конце линии электропередачи. Такое регулирование фазовым сдвигом напряжений цепей линии позволяет изменять величину зарядной мощности линии в пределах до 40-457. от величины, соответствующей максимальному углу сдвига напряжений цепей.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет осуществить плавное регулирование фазового сдвига напряжений цепей от 0 до 180 и гем самым повысить функциональные

42 Ь возможности системы электропередачи, уменьшить стоимость передачи. поскольку не требует фазосдвигающих устройств для одной из цепей линии электропередачи и уменьшает количества и мощность компенсирующих устройств. формула изобретения

Система электропередачи переменного тока, садержащая на передающем конце первый генератор переменного тока с системой трехфазных обмоток

А„, Ь„, L„ второй генератор переменного тока с системой трехфазных обмоток Ь, В,,, системой возбуждения в виде статического преобразователя частоты, подключенной к входу обмотки возбуждения генератора., и регулятором возбуждения, а на приемном конце — шины потребителя,, соединенные с генераторами шестифазной двухцепной линией электропередачи с телеканалом и со сближенными попарно от каждой цени проводами фаз, причем обмотки первого генератора подключены к проводам фаз первой це» пи линии электропередачи, а обмотки второго генератора подключены к проводам фаэ второй цепи линии электропередачи, подключенной к шинам потребителей через фазосдвигающее устройства., отличающаяся тем, что,, c: целью расширения функциональных возможностей и повышения экономичности передачи электроэнергии, провода фаэ первой цепи линии подключены непосредственно к шинам потребителей, фазосдвигающее устройство выполнено управляемьм с регулятором фазы угла, второй генератор выполнен асинхронизированным синхронньж с двумя обмотками возбуждения и с подключевым к ним управляемым статическим преобразователем частоты, регулятор возбуждения второго генератора снабжен дополнительным каналом управления фазовым углом, двумя датчиками угла в начале и в конце электропередачи и датчиком активной мощности, блоком функциональной зависимости фазового угла от активной мощности, причем выходы датчика угла в началс электропередачи и блока функциональной зависимости фазового угла от активной мощности подключены ко входу канала управления

1257742 г.2

25 МЮС

ЯО бО

luz. Ô

Составитель М. Поляков

Техред Л.Олейник Корректор М. Шароши

Редактор Ю. Середа

Заказ 5033/52 Тираж 612 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 фазовым углом, вход датчика активной мощности подключен ко входу блока функциональной. зависимости фазового угла от активной мощности, выход второго датчика угла в конце электропередачи присоединен ко входу регулятора фазы угла, ко второму вхо ду которого подключен телеканал, второй конец телеканала подключен к выходу блока функциональной зависи5 мости фазового угла от активной мощности.