Способ управления устройством для связи двух энергосистем

 

Изобретение относится к электротехнике . Целью изобретения является повьшение проходной мощности устройства для связи двух энергосистем при наличии параллельной электропередачи , обеспечение совместного регулирования напряжения машин в защунтированном состоянии асинхронизированного электромеханического преобразователя частоты (АС ЭМПЧ), снижение вероятности отказов в действии автоматического повторного включения отключенной линии электропередачи. Для этого в системах регулирования асинхронизированных синхронных машин (АСМ), входящих в АС ЭМПЧ, используются опорные напряжения связьшаемых энергосистем. В случае перегрузки АС ЭМПЧ параллельно ему подключают пусковое средство, выполненное как выпрямитель и инвертор со звеном постоянного тока, и передают по пусковому средству дополнительную мощность . В зашунтированном состоянии одна из АСМ поддерживает заданное значение напряжения, а вторая АСМ обеспечивает поддержание заданной реактивной мощности, причем в качестве задания реактивной мощности используется измеренная реактивная мощность первой АСМ. АСМ, питающая консольную нагрузку, управляется с использованием опорного напряжения на шинах АСМ и регулируется по частоте напряжению, причем .уставкой служит установившееся значение частоты энергосистемы . 2 з.п.-ф-лы, 6 ил. с (/ С СХ) 00 hd

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5D 4 Н 02 1 3/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ, (21) 4100345/24-07 (22) 1) .08.86 (46) 23.07.88. Бюл. У 27 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электроэнергетики и Украинское отделение Всесоюзного государственного проектно-изыскательского института энергетических сетей

"Энергосетьпроект" (72) Ю.Г.Шакарян, P.С.Цгоев, В.В.Саркисян, И.N.Ìèðîøíèêîs, Л.Ф.Кривушкин, М.И.Гурарий и Л.С.Фильштинский (53) 621. 316.728 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1 121740, кл. Н 02 J 3/06, 1984.

Зеленохат Н.И., Кокорев Н.А., Лаказов К.З. Управление режимами гибкой межсистемной связи с АС ЭМПУ.

Рукопись депонирована на."Информэнерго", 1983, 1348, эн.д 83, 37 сф

Авторское свидетельство. СССР и 1354334, кл. Н 02 J 3/06, 1984. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ УСТРОИСТВОМ

ДЛЯ СВЯЗИ ДВУХ ЭНЕРГОСИСТЕМ (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение проходной мощности устройства для связи двух энергосистем при наличии параллельной электропередачи, обеспечение совместного регули„Я0„„ 1411882 А1 рования напряжения машин в зашунтированном состоянии асинхронизированного электромеханического преобразователя частоты (АС ЭМПЧ), снижение вероятности отказов в действии as" томатического повторного включения отключенной линии электропередачи.

Для этого в системах регулирования асинхрониэированных синхронных машин (АСМ), входящих в АС ЭМПЧ, испольI зуются опорные напряжения связываемых энергосистем. В случае перегрузки

АС ЭМПЧ параллельно ему подключают пусковое средство, выполненное как выпрямитель и инвертор со звеном постоянного тока, и передают по пусковому средству дополнительную мощность. В зашунтированном состоянии одна из АСМ поддерживает заданное значение напряжения, а вторая АСМ С обеспечивает поддержание заданной реактивной мощности, причем в качестве задания реактивной мощности используется измеренная реактивная мощность первой АСМ. АСМ, питающая кон- «ф1« сольную нагрузку, управляется с ис" ими пользованием опорного напряжения на шинах АСМ и регулируется по частоте напряжению, причем уставкой служит 0« установившееся значение частоты энергосистемы. 2 э.п. ° ф-лы, 6 ил.

I 41 1882

1О

Изобретение. относится к электротехнике, а более конкретно к устройствам для связи энергосистем, и может быть .использовано для управле- 5 ния комплексом управляемого соедине-, ния энергосистем (КУСЭС) на базе асинхронизированного электромеханического преобразователя частоты (АС ЭМПЧ), Целью изобретения является повышение пропускной способности связи путем повышения проходной мощнос. ти устройства для связи двух энергосистем; обеспечение совместного ре- 15 гулирования напряжения машин в за° .шунтированном состоянии AC ЭМПЧ; повышение вероятности действия автоматического повторного включения отключенной линии электропередачи, 20

На фиг. 1 представлена структурная схема МСС, содержащая АС ЭМПЧ с системой регулирования; на фиг. 2— структурная схема блока датчиков системы регулирования; .на фиг. 3 структурная схема блока задающих уставок; на фиг. 4 — структурная схема регулятора АСМ; на фиг. 5функциональная схема блока управления ключами регулятора .возбуждения АСМ; ЗО на фиг. 6 — функциональный блок ус.— тавок.

Энергосистемы 1 и 2 связаны между собой двумя линиями электропередачи (ЛЭП) в рассечку одной из которых включен АС ЭМПЧ, который шунтируется выключателем 3; Собственно АС ЭМПЧ содержит: силовые трансформаторы 4 и S, первичные обмотки которых через выключатели 6 и 7 включены в рассеч- 10 ку,ЛЭП; асинхрониэированные машины (АСМ) 8 и 9 с жестко. соединенными валами, статорные обмотки которых через выключатели 1О и 1 1 подсоединены к вторичным обмоткам силовых трансформаторов 4 и 5; преобразовательные трансформаторы 12 и 13; первичные обмотки которых через выключатели 14 и 15 соединены с вторичными обмотками трансформаторов 4 и 5 .

9 преобразователи 16 и 17 частоты с непосредственной связью, питание которых осуществляется от вторичных обмоток трансформаторов 12 и 13, а выходные цепи соединены с роторными обмотками машин 8 .и 9, на общем ва55 лу которых находятся также датчики

l 8 и 19 углового положения роторов; пусковое средство, содержащее выпрямитель 20, инвертор 21, соединенные звеном rrocтоянноro тока, Причем выпрямитель при помощи выключателей 22 и 23 подсоединен к вторичным обмоткам трансформаторов 4 и 5, а инвертор при помощи выключателей 24 и 25 подсоединен к статорным обмоткам машин 8 и 9; регуляторы 26 и 27 АСМ, включающие в себя блоки 28 и 29 управления ключами, причем выходные цепи регуляторов подсоединены к входным цепям преобразователей 16 и 17; регулятор 30 пускового средства, выходные цепи которого соединены с цепями управления выпрямителя 20 и инвертора 21; блоки 31 и 32 уставок, включающие в себя блоки 33 и 34 ограничения перегрузок каждой из АСМ, причем выходы блоков уставок подключены к входам регуляторов 26 и 2?, АСМ; блоки. 35 и 36 датчиков, входы которых соединены с выходами датчиков 18 и 19 углового положения ротора трансформаторов 37 — 41 тока, трансформаторов 42 — 45 напряжения, пунтов 46 и 47 цепи ротора АСМ, причем трансформаторы тока измеряют соответственно токи; 37 — через вык-. лючатель 6; 38 †. через выключатель

7; 39 " через выключатель 3; 40— через выключатель 10; 41 — через выключатель Il первичные. цепи трансформатора 42 и 43 напряжения подключены,в рассечку ЛЭП по обе стороны от выключателя 3, а трачсформаторов 44 и 45 напряжения к статорным цепям АСМ 8 и 9, выходы же блоков 35 и 36 датчиков соединены с вхо" дами блоков 31 и 32 уставок, регуляторов 26,27 и 30; блок 48 управления режимами, на входы которого по" ступает информация от блоков 35 и 36 датчиков,.а также. информация о состо" янин всех выключателей, выходы бло" ка 48. управления. соединены с блоками

35.и 36 датчиков, с блоками 31 и 32 уставок, а также со всеми выключателями; блок 49 диагностики элементов

"КУСЭС, выходы. которого соединены с входами блока 48 управления, пульт

50 управления, входы которого соединены с выходами блока 48 управления.

1 выходы которого соединены также и с входами пульта 50 управления, каналы 51 и 52 передачи информации, выходы которых соединены с входами блоков 35 и 36 датчиков и блоков 31 и 32 уставок, входы канала 51 соеди-"

3 14118 иены с вторичными обмотками трансформатора 53 тока, первичные .обмотки которого подключены к головному участку ЛЭП с АС ЭМПЧ со стороны энергосистемы 1, и к вторичным обмоткам трансформатора 54 напряжения, первичные обмотки которого подключены к шинам энергосистемы 1, входы канала

52 соединены с вторичньпчи обмотками 10 трансформатора 55 тока, первичные обмотки которого подключены к головному участку с ЛЭП с АС ЭМПЧ со сто" роны энергосистемы 2, с вторичными обмотками трансформатора 56 напряжения, первичные обмотки которого подключены к шинам энергосистемы 2, а также с вторичными обмотками трансформатора 57 тока, иэмеряюшего ток по ЛЭП без АС ЭМПЧ. 20

На фиг. 2 приведена структурная схема блока 35 датчиков. Блок включает в себя: блоки 58 - 63, осушествляюшие преобразование трехфазных входных сигналов в двухфазные, на 25 входы которых подаются выходные сигналы соответственно от датчика 18 углового положения, трансформаторов

41 и 42 напряжения, трансформаторов

37,40 и 39 тока; датчик 64 токов возбуждения (ротора) АСМ, на вход которого подаются двухфазные сигналы с выхода шунта 46; датчик 65 актив" ной мошности ЛЭП беэ АС ЭМПЧ, вход которого соединен с тем выходом ка" нала 52, на котором имеется сигнал, полученный от трансформатора 57 тока; фантомная схема бб для вычисления значения íапряжения вторичных обмоток силового трансформатора 4, входы схемы 66 соединены с выходами блоков 60 и 61; устройства 67 - 71, осушествляюшие выделение модулей входных величии, на входы которых поступают двухфазные сигналы с вы.ходов соответственно блоков 59,60 и 62 фантомной схемы 66 и датчика 64 тока возбуждения; датчики 72 (не показан) и 73 активной и датчики 74 и 75 реактивной мошностей, причем на входы датчиков 72 и 74 поступают выS0 ходные сигналы блоков 60 и 61 а на входы датчиков 73 и 75 поступают вйходные. сигналы блоков 60 и 63; блок 76 опорных синусоид, состояший иэ схемы нормирования и схемш формирования независимой синусоиды, выходные.сигналы которых (один либо ущугой, коммутируемые при помоши

82 ключей по сигналу оператора) являются выходными сигналами блока 76, на нходы которого через замыкаюшие ключи 77 и 78 подаются двухфазные выходные сигналы соответственно с выхода канала 51 и блока 60; датчик

79 частоты энергосистемы 1 и датчик

80 частоты врашения ротора, входными сигналами которых являются выход- . ные двухфазные сигналы блоков соответственно 76 и 58; блок 81 нормирования амплитуды, вход которого соединен с двухфазным ныходом блока

58; датчик 82 синхронных проекций токов ротора АСМ, входы которого соединены с двухфазными выходами блоков 59,62 и 76; фаэометр 83, на входы которого подаются через замыкающие ключи 84 " 87 двухфазные выходные сигналы соответственно блока

59, блока 76, фантомной схемы 66 и соотнетстнуюшего блока из блока 36 датчиков, аналогичного блоку 60 из блока 35 датчиков. Выходами блока являются выходы устройств 67 - 71, блоков 60,76 (двухфазных), 81 (двухфазный), датчиков 64 (двухфазный)

á5,72 — 75,79,80,82 (двухфазный), фазометра 83;

На фиг. 3 приведена структурная схема блока 31 устанок, Он включает в себя: эадаюшие потенциометры 88

92 и 93 для формирования независимых устанок по значению и углу напряжения, активной и реактивной

1мошности и коэффициентов регулирова". ния Ы, и J, регулятора АСМ; функциональные блоки 94 и. 95, первый из которьм формирует оптимальную уставку с учетом перегрузки головных участков ЛЭП с АС ЭМПЧ по сигналу о перетоке через ЛЭП беэ АС ЭМПЧ, а второй поддерживает выходной свой сигнал, равным входному, если скольжение АСМ находится н допустимых пределах и изменяет выходной сигнал пропорционально разности между текушим значением скольжения и допустимым, если текушее значение .преньппает допустимое, а также ограничивает выходной сигнал свой н допустимых пределах, причем на входы блока 94 поступают сигнал с выхода устройства 65 в бло" ке 35 датчиков и сигналы о токах головных участков, а выход блока 94 соединен через замыкаюший ключ 96 с первым нходом блока 95, с которым также соединен через размыкаюший

1411882. ключ 97 выход потенциометра 90, а ныход блока 95 соединен с потенциометром 98, другие два входа блока

95 соединены с выходами датчиков 79 и 80 блока 35 датчиков; сервопринод

99, вход которого соединен с ныходом блока 33 ограничения перегрузок, а выход подключен механически н движку потенциометра 98, благодаря чему корректируется устанка по активной мощности АСМ при перегрузках по току статора либо ротора; инерционные звенья 100 и 101, входы которых подключены соответственно к выходу соответствующего датчика иэ блока

36 датчиков, аналогичного датчику 74 из блока 35 датчиков и к выходу датчика 79 иэ блока 35 датчиков; пороговые элементы 102 и 103, р«« 20 рующие на выход за допустимые пределы входной величины; дифференцируюlttee звено !04, вход которого соединен с выходом порогового элемента

102, вход которого н свою очередь соединен с выходом фаэометра 83; элемент 105 ныборки и хранения, запоминающий входной сигнал по сигналу на управляющем входе, причем вход его соединен с выходом инерционного звена 101, а управляющий вход — с выходом дифференцируюшего звена 104," усилители 106 и 107 входы первого из которых соединены с выходами датчика 79 (со знаком "+") иэ блока 35 датчиков и аналогичного ему датчика (со знаком "-") из блока 36 датчикон,. а входы второго соединены с выходом датчика 79, аналогично ему датчика из блока 36 и порогового элемента „103 вход которого соединен с выходом усилителя 106, формирующего сигнал, пропорциональный разности частот свяэынаемь1х энергосистем, усилитель 107 формирует на выходе сигнал устаыки по частоте вращения ротора, ранный нолусумме частот связываемых энергосистем

tUtt0ñ значение, определяемое пороЮ говым элементом, которая исключает работу АСМ с близкими к нулю сколь" жениями. Выходами блока 31 устанок являются .выходы потенциметров 88, 89,92,93 и 98, элемента 105 выборки и хранения, усилителя !07, а также либо выход потенциометра 91, подана- 55 емый через размыкающий ключ l08, либо выход инерционного звена .100, попаваем61й через замыкающий ключ 1 09.

Управление клячами 108 и l09 Осуществляется по одному и тому же сигналу оператора, также как и управление ключами 96 и 97 по другому сигналу оператора.

На фиг. 4 показана структурная схема регулятора 26 ACM. Он в свою очередь состоит иэ трех блоков блока 110 функций регулирования, блока 111 преобразования координат и блока 112 выходных усилителей.

Входными сигналами для блока 110 являются соответствующие выходные сигналы блоков 35 и 36 датчиков и блока 31 через замыкающие ключи либо непосредственно. Ключи управляются по выходн61м сигналам блока 28 управления ключами. Влок 110 состо" ит из двух ПИД-регуляторов !13 и 114, двух суммирующих усилителей .115 и

ll6 и усилителя 117 для режимов пуска и торможения, входы которого соединены с выходами потенциометра 88 иэ блока 31 устанок (со знаком "+") и устройства 68 иэ блока 35 датчиков (со знаком "-") .

На пропорциональную 118 и интег" ральную 119 части первого ПИД-регу" лятора !! 3 подаются со знаком "+" следующие выходные сигналы: от потенциометра 98 — через ключ 120, от усилителя 117 — через ключ 121, от потенциометра 89 — через ключ 122, от элемента 105 — через ключ 123, от соответствующего датчика иэ блока 36, аналогично датчику 79 иэ блока 35 — через ключ 124.

На пропорциональную 118, интегральную 119 и дифференциальную 125 части первого ПИД-регулятора II3 подаются со знаком "-" следующие выходные сигналы: от датчика 79 — через ключ 126 от датчика 80 " через ключ 127, от датчика 73 — через ключ

128 от датчика 72 — через ключ 129 от фазометра 83 — через ключ 130.

На пропорциональную 13! и интегральную 132 части второго ПИД-регулятора 114 подаются со знаком "+" следующие н61ХОдные сигналы: От сООТ ветстнующего устройства из блока 36, аналогичного устройству 68 иэ блока

35 — через кляч 133, от потенциомет- ра 88 — через ключ 134, от потенциометра 91 либо инерционного звена

100 - через ключ 135, От устройства

70 — через ключ 136, а со знаком следующие. от устройства 67 — че1411882 реэ ключ 137, от датчика 75 — через ключ 138, от устройства 68 — через ключ 139, от датчика 74 — через ключ

140.

Кроме того, сигналы, прошедшие ключи 139 и 140, со знаком "-" подаются на входы дифференциальной час ти 141 второго ПИД-регулятора 114, также как и сигнал, прошедший ключ

133 со знаком "+".

На входы усилителя 115 со знаком, "+" подаются выходные сигналы от про. порциональной 118, интегральной 119 и дифференциальной 125 частей ПИДрегулятора 113, датчика 79 и потенциометра 92, а со знаком "-" - от дат" чиков 80 и 82 (одна из его фаз).

На входы усилителя 116 со знаком

"+" подаются выходные сигналы от про* порциональной 131, интегральной 132 и дифференциальной 141 частей ПИДрегулятора 114 и от потенциометра 93., а со знаком "-" — от датчика 82 (другая его фаза).

На входы блока 111 преобразования координат поступают выходные сигналы усилителей 115 и 116, блоков 76 и

81. В блоке,111 происходит последовательное умножение выходного сигна" ла блоков 110 функций. регулирования вначале на опорный вектор напряжения статора, а затем на вектор углового положения ротора, благодаря чему управляющий сигнал (сигнал на выходе блока 111) формируется на частоте скольжения АСМ.

Блок 112 выходных усилителей содержит два усилителя 142 и 143s на входы которых со знаком "+" подаются выходные сигналы блока 1 11 преобразования координат и со знаком "-" выходной сигнал датчика 64: первая фаза — на вход 142, вторая фаза — на вход 143.

Выходами регулятора 26 АСМ являются либо выходы усилителей 142 и .143, подсоединенные через размыкаюшие ключи 144 и 145, либо выход усилителя 117, подсоединяемый соответственно через замыкаюшие ключи

146 и 147, причем ключи 144 — 147 управляются одним и тем же сигналом от блока 28 управления ключами, Выходы регулятора 26 подключаются к

СИФУ преобразователя частоты с непосредственной связью.

На фиг. 5 приведена функциональная схема блока 28 управления ключами. Входными сигналами для него являются выходные сигналы блока 48 управления режимами. Он состоит из элемента HF. 148, элементов И Г49

l5l и элементов ИЛИ 152 — 163, Выходные сигналы блока 28 подключаются к входам регулятора 26 следупшие сигналы:

h - уставку задания по активной

1 мошности Р»;

h„ — уставку задания 4)» и сигнал обратной связи 1)„ частоты вращения;

h> " уставку задания 8„ и сигнал обратной связи 8д по

"1 углу напряжения;

h - сигнал о частоте другой

41 энергосистемы;

h - запомненный сигнал М с выхода элемента 105

h " сигнал о частоте энергосис6 темы;

h " обратной связи по активной ч

25 Рщ и реактивной Цю мошностям через шунтируюший АС

ЗМПЧ выключатель;

h — обратной связи P по актив8 1 ной мошности АСМ;

h> — обратной связи по напряжению U другой АСМ;

h " уставку задания U" no

10 ° 1" напряжению;

h - уставку задания Q, по реаки 1 тивной мошности;

h - сигналы о напряжении на статоре АСМ П и на вторичной обмотке силового трансформатора U,;

I, ho " обратной связи U1 по напряжению, h — обратной связи Q по реак

11 1 тивной мошности.

Выходной сигнал h коммутирует ключи 144 - 147. Остальные выходные сигналы осуществляют исключения в блоке 35 датчиков зажима: ключ 87;

h,z - кож уттатор ключ 85;

50 84;

j1

1S 77 у

15 78

12 86.

Рассмотрим работу блока 28 в различных режимах:

a) Нормальный режим °

По сигналу Н замыкаются в регуляторе 26 ключа 139 (через элементы

155, 157 и 154), 134 (155 и 157) и в) Режим на неконсольной машине, По сигналу К" в регуляторе 26 замыкаются ключи 121 и l27 (через 152), 25

134 (155 и 157) и 139 (155, 157 и

154). В блоке 35 датчиков замыкает-. ся ключ 77 и размыкается 78 (через

162);

r) Режим синхронизации.

По сигналу С в регуляторе 26 замыкаются ключи 122 и 130 (через 160), 136 и 137 (непосредственно).

В блоке 35 датчиков замыкается ключ 86 (непосредственно по сигна лу С) и размыкается 85 (через 148).

9 141 1 либо 21 и 127 (через 156,149 и 152), если от блока 48 наряду с сигналом

Н придет еше сигнал Ч(означающий

"управлять по частоте вращения" ), либо 120 (через 151) и I29 (через

l5.1 и 163), если вместо сигнала Ч от блока 48 придет сигнал М (означающий "управлять по активной мощности"), IÎ

В блоке 35 датчиков замыкается ключ 77 (через прямой выход элемента 16,2). Во всех остальных режимах, fl . кроме К, ключ 77 разомкнут, а ключ

78 замкнут (через инверсный выход элемента 162). б) Режим на консольной машине.

По сигналу К в регуляторе 26 замыкаются ключи 123 непосредственно), 126 (через 158), !34 (155 и 157) и

139 (155, 157 и 154); д) Режим разгрузки, По сигналу Р в регуляторе 26 за,мыкаются ключи 140 (через 153) и

129 (через 153 и 163). е) .Режим компенсатора для одной машины.

По сигналу А в регуляторе 26

I замыкаются ключи 139 (через 161

157 и 154) э 134 (161 и 157) и 121 и 127 (через 152) . ж) Режим компенсатора для двух машин

По сигналу А в регуляторе 26 замыкаются ключи либо !21 и 127 (через 156, 149 и 152), 1 34 (I56, 149 и 157) и 139 (156, 149, 157 и 154), либо 135 (через.150) 140 (150 и 153) и 129 (150, 153 и 163). В перpaN случае наряду с А" имеется еше и сигнал Ч, во втором случае - сигнал M.

882 )О з) Режим расшунтирования.

По сигналу РШ непосредственно в регуляторе 26 замыкаются ключи 128 и 138, и) Режим консольной машины при шунтировании.

flI

По сигналу Ш в регуляторе 26 saмыкаются ключи 126 (через 158) и 124 (непосредственно), 134 (155 и 157) и

139 (155, 157 и 154). к) Режим неконсольной машины при шунтировании.

По сигналу Ш в регуляторе 26 зарС мыкаются ключи 139 (через 154), 122 и 130 (через 159 и 160) и 133 (непосредственно).

В блоке 35 датчиков замыкается ключ 87 и размыкается ключ 84 (соответственно через прямой и инверсный выходы элемента 159).

Режимы и и к в сочетании обеспечивают шунтирование в консольном режиме. л) Шунтирование АС ЭМПЧ в нормальном режиме.

По сигналу Ш в регуляторе 26 за/ мыкаются ключи 122 и 130 (через 159 и 160), 134 (161 и 157) и 139 (161, 157 и 154) .

В .блоке 35 датчиков замыкается ключ 87 и размыкается 84 (через 159) .

Режимы к и л в сочетании обеспечивают шунтирование в нормальном режиме. м) Режимы пуска и торможения.

По сигналу Н непосредственно в регуляторе 26 замыкаются ключи 146 и

147 и размыкаются ключи 144 и 145.

Во всех режимах, кроме Ш и Ш в блоКе 35 датчиков замкнут ключ 84 (через инверсный выход элемента 159).

Во всех режимах, кроме С, в блоке

35 датчиков замкнут ключ 85 (через элемент 148).

На фиг. 6 приведена структурная . схема блока 94, формирующего опти" мальную уставку на переток активной мощности через АС ЭМПЧ с учетом нагрузки головных участков ЛЭП с АС

ЭМПЧ. Он состоит из блока 164 формирования оптимальной уставки, элементов 165 — 167 суммирования и несим-,, метричных усилителей 168 и 169. Вход блока формирования соединен с выходом датчика 65 активной мощности ЛЭП без

AC ЭМПЧ. На входы элементов 165 и

166 подаются уставки, равные параллельно допустимым значениям токов

14! 1882

12 головных участков и сигналы о токах в головных участках ЛЭП с АС ЭИПЧ со стороны энергосистем соответственно

1 и 2.

Выходы элементов 165 и 166 соединены с входами несимметричных усилителей, соответственно 168 и 169, выходы которых так же, как и выход блока 164, соединены с входами элемента 167, выход которого является выходом блока 94.

При измерении и передаче опорного вектора связываемых энергосистем значительно повышается предел статической и динамической устойчивости МСС.

В этом случае можно передать мощность, превышающую номинальную мощность

АС ЭМПЧ. Наличие пускового средства, выполненного как инвертор с выпрями- 20 телем со звеном постоянного тока, позволяет передать эту дополнительную активную MomHocть при подключении указанного пускового средства параллельно АС ЭМПЧ и регулирования его 25 аналогично регулированию вставки постоянного тока. На практике для пуска АС ЭМПЧ требуется пусковое средство, мощность.которого составляет 10 от номинальной мощности АС ЭМПЧ. Таким обраэом1 используя предлагаемое изобретение можно повысить пропускную способность КУСЭС на 107.

Повышение пропускной способности

КУСЭС позволяет более полно использо., 35 вать его для регулирования потокораспределения по межсистемной связи.

В нормальных режимах появляется воз" можность формировать уставку по ак тивной мощности как функцию перетока 40 по параллельной связи с ограничениями. по пределу передаваемой мощности на головных участках связи.

В послеаварийных режимах с образованием консольных нагрузок возмож- 45 но обеспечить питание потребителей, мощность которых также превышает мощность АС ЭМПЧ на 10Х от номинальной. В таком режиме работы АСМ, питающая консольную нагрузку, переходит на управление по собственному опорному вектору, а другая машина управляется по опорному вектору связываемой энергосистемы, что позволяет подклю" чить пусковое средство и тем самым передавать дополнительную мощность.

Изменение принципа управления

АС ЭМПЧ с использованием опорных векторов связываемых энергосистем потребовало изменение алгоритма распознавания наступления консольного режима.

Распознать наступление консольного режима можно измеряя и контролируя разность фаз между опорным вектором и вектором напряжения на шинах АСМ.

Если указанная разность фаз выходит

Ф за, допустимые пределы, определяемые из нормальных режимов работы, то однозначно можно судить о наступлении консольного режима.

Также как и в нормальных режимах работы, применение пускового средства позволяет обеспечить питание потребителей консольной нагрузки, мощностью которых превышает мощность АС ЭМПЧ.

Если и суммарной пропускной способности АС ЭМПЧ и пускового средства недостаточно, то производится шунтирование комплекса и перевод АС ЭМПЧ в режим компенсатора реактивной мощности. В зашунтированном состоянии для исключения взаимного влияния каналов регулирования напряжения tpeбуется перевести одну из машин АС

ЭМПЧ на регулирование реактивной мощности, причем для равномерной sarpysки АСМ устачовка по реактивной мощности формируется равной реактивной мощности АСМ управляемой по напряжению.

После восстановления электрической связи расшунтирование КУСЭС и перевод его на прежний режим производится вручную, Но так как такой перевод может затянуться, предусмотрен автоматический переход, который организуется по факту перегрузки головных участков связи.

Представленное устройство -.пример конкретной реализации способа управления устройством для связи двух энергосистем, работающих следующИм образом, В нормальных режимах работы шунтируюший выключатель 3 отключен, для системы управления АСМ 8 опорный вектор связываемой энергосистемы измеряется посредством трансформатора

55 напряжения и передается передатчи" ком 51 в телеканал. Приемник 53 принимает указанный опорный вектор, который в дальнейшем поступает в блок

35 датчиков (ключ 77 замкнут, а ключ

75 разомкнут благодаря управляющим сигналом Ь, и h, от блока 28 управ" ления ключами) на вход блока 76 опорных синусоид, с выхода которого норI 4 I 1882 14 приводом 99 блока 31 устявок. При перегрузке головных участков ЛЭП с

АС ЭМПЧ, т.е. когда либо I г ) I

1 либо I„) I, появляется сигнал на выходе несимметричного усилителя 168 или 169, функционального блока 94 в блоке 31 уставок, первый из которых увеличивает абсолютное значение

- )0 уставки на.переток активной мощности через АС ЭМПЧ, если она положительна (генераторный режим машины уйравляемой по активной мошности), и уменьшает уставку по абсолютному значению, если она отрицательна (двигательный режим машины), при этом раэгружается головной участок со стороны машины, управляемой по мощности, второй же уменьшает уставку в генераторном режиме и увеличивает в двигательном, разгружая головной участок с противоположной для управляемой по мошности машины стороны. Постоянно в ноя минальных режимах фазометром 83 блоков 35 и 36 датчиков измеряется разность фаэ между опорным вектором и вектором напряжения на шинах АСМ, информация поступает в блоки 31 уставок и 32 на.пороговый элемент !02, выход которого сигнализирует о наступлении консольного режима и поступает в блок 48 управления режимами, одновременно происходит запоминание и долгосрочное хранение уровня час35 тоты 8 энергосистеме с помошью дифференциатора 104, элемента 105 выборки и хранения и инерционного звена 101 блока 31 уставок. По факту наступления консольного режима блок

48 управления режимами посредством включения ключа 78 и отключения ключа 77 в блоке 35 датчиков (выходными сигналами h„, и h блока 28 управления ключами) осушествляет переключение опорных векторов на машине, питающей консольную нагрузку, Одйовременно происходит изменение закона ре-, Гулирования (то выходным сигналам

Ь6, há& hrü и- h - блока управления - лючами) этой майины на закон, обеспе" чиня:ощий поддержание частоты, равной запомненной частоте энергосистемы и храняшейся в элементе выборки и хранения блока )05 уставок„ Вторая

ы машина осушествляет регулирование частоты вращения вала, г ри этом если вторая ACN в доаварийном режиме

13 щрованный с r r нал опорного в ек тора

Ill„ поступае" в регулятор 26 АСМ 8 йа один из в.и дов преобразователя координат. Аналогично для системы, правления АСИ 9 поступает опорный ектор связываемой энергосистемы, змеренный трансформатором 56 наряжения. Режим по активной мошноси АС ЭМПЧ определяется в блоке уста ок с помощью функциональных блоков

4 и 95 на основе информации о токе

Л-500 кВ, измеряемом трансформатоом 57 тока с учетом пропускной спообности головных участков связи

20 кВ. Уставки по напряжению опре- еляются потенциометром 88 в блоках

1 и 32. В нормальном режиме регуляI оры АСМ обеспечивают поддержание аданной уставки активной мошности заданные значения напряжений на ши ах АСМ, при этом частота врашения ада поддерживается равной средней астоте опорных векторов . Уставка дл астоты врашения вала формируется в локе 31 уставок посредством суммаоров 107 и 106 порогового элемента

103. Перегрузка роторных или статорх цепей АС ЭМПЧ выявляется в блоке

8 управления режимами на основе ин" рмации о модуле тока статора (блок

9) и ротора (блок 71) блоков датиков режимных параметров 35 и 36, и перегрузке АС ЗМПЧ блок 48 уп" авления режимами в зависимости от аправления перетока мощности подклю ч1ает параллельно АС ЭМПЧ пусковое с редство посредством выключателей 22

rrI 25 или 23 и ?4, а также осушествляет перестройку регулятора СПЧР

310 на закон цозволяюший передавать д1ополнительную активную мощность.

Е слй при этом нет перегрузки АСИ, что КУСЭС будет работать в таком ре" в1име до тех пор, пока уставкя по а ктивной мощности не станет меньше в1оминальной мощности АС ЗИПЧ. Если у ставка по активной мощности столь в ысока, что подключение пускового с редства н позволяет исключить пер|егрузку машин АС ЭМПЧ, то требуется с овместно с подключением пускового с редства ограничение уставки по акт ивной мошности и напряжению. В п редлагаемом устройстве предусмотрен б локи 33 и 34 ограничения перегрузок кокоторые воздействуют только на устав ку по активной мощности с помошью п отенциометра 98, управляемого серво-. регулировала. активную мощность, то блок управления режимямн выдает на

14! 1882

16 вход блока 29 управления ключами сигнал "Ч" (вместо "М", а 29 осуше" ствляет переключение закона регулирования прн помоши выходных сигналов

h Ь„, и h,> . Если при этом мощность консольной нагрузки вьппе номи-, нальной мощности АС ЭИПЧ, то так же, как в нормальном режиме по факту перегрузки подключится пусковое сред" 10 ство и будет передавать дополнительную мощность в требуемом направлении.

Если в консольном режиме и при включенном пусковом средстве сушествует перегрузка машин АС ЭМПЧ, то требуется .провести шунтирование

АС ЭМПЧ посредством включения выключателя 3 и перевести АС ЭИПЧ в режим компенсатора реактивной мощности. В режиме шунтирования машина АС ЭМПЧ, работающая на консольную нагрузку, удаляется по взаимному углу между напряжениями на шинах АСМ, что осуществляется включением ключа 87 и 25 отключением ключа 84 в соответствующем блоке датчиков по сигналам со" ответственно h u h от блока 28 управления ключами. Кроме. этого, включается управление по взаимной частоте сигналами h и hq и производится подгонка напряжений на шинах

АС ЭМПЧ посредством выходных сигналов

h и Ь от блока 28 управления клюф ф чами. После включения шунтирующего

35 выключателя 3 по разрешающему сигналу от автосинхронизатора блока 48 управления режимами производится перевод AC ЭМПЧ в компенсаторный режим по сигналу hg от блока 28 управ- 40 ления ключами. При этом для исключения взаимного влияния каналов реактивной мощности одна из машин пере водится в режим управления по реактивной мощности посредством сигналов

Ь и Ь от блока 28 управления клюИ 44 чами, а уставка формируется посред.ством инерционного звена 100 блока

31 уставок, на вход которого подает.ся реактивная мощность другой машины, управляемой по напряжению. В.

50 этом режиме обе машины управляются по опорным векторам шин АСМ.

Хаким образом, предложенный спо" соб управления устройством для связи двух энергосистем, содержащим АС ЭМПЧ 55 и пусковое средство, выполненное как инвертор с выпрямителем и со звеном постоянного тока, за счет подключения параллельно АС ЭМПЧ пускового средства позволяет повысить проходную мощность устройства для связи двух энергосистем на 10Х и тем самым более полно использовать установленное оборудование.

@ о р м у л а и э обретения

1, Способ управления устройством для связи двух энергосистем, содержащим асннхронизированяый электромеханический преобразователь частоты (АС ЭМПЧ} нз двух, асинхронизярованных синхронных машин (АСМ) с жестко соединенными валами и пусковое средство, заключающийся в.том, что измеряют мощность одной из машин, формируют уставку по активной мощности, формируют сигнал регулирования, обеспечивающий поддержание измереняой активной мощности одной из машин равной уставке, измеряют напряжения на шинах АС ЭМПЧ, формируют уставки по напряжению, формируют сигналы регулирования, обеспечивающие равенство измеренных напряжений соответствующим уставкам, измеряют опорные напряжения для формирования функций управt ления АС ЭМПЧ, измеряют частоты указанных опорных напряжения, измеряют частоту вращения вала, формируют сигнал регулирования, обеспечивающий частоту вращения вала АС ЭМПЧ, равыую/

1 средней частоте опорных напряжений, 1 измеряют установившиеся значения час тот связываемых энергосистем, фиксируют наступление консольного режима и при наступлении его переводят регулирование АС ЭМПЧ на закон регулирования в консольном режиме, обеспечивающий поддержание частоть1 напряжения, равной уставке, шунтируют

AC ЭМПЧ в консольном режиме я переводят его в режим компенсатора реактивной мощности, о т л и ч а юш и и с я тем, что, с целью повьппения пропускной способности связи пуФ тем повьппения проходной мощности устройства для связи двух энергосистем при наличии параллельной электропередачи, дополнительно измеряют и передают к месту установки АС ЭМПЧ опорные напряжения связываемых энергосистем, измеряют н передают к месту установки АС ЭМПЧ токи параллельной электропередачи и головных участков связи, измеряют разности фаз

1411882

18 между опорными напряжениями связываемых энергосистем и соответствующими ф апряжениями на шинах ACN, указанную ставку по активной мошности формиру5 т с учетом тока параллельной электрог1ередачи и ограничивают ее при достилейии током головных участков связи редельно допустимой величины, в нор альных режимах при формировании 1Î ункций управления в качестве опорх напряжений используют опорные

\ апряжения связываемых энергосистем, в случае перегрузки АС ЭМПЧ включапараллельно ему укаэанное nyc" к вое средство и передают по нему д полнительную активную мошпость, е ли и в этом случае наблюдается пер грузка, то изменяют уставки по акт вной мощности и напряжению до ис- щ к чения перегрузки, в случае выход измеренной разности фаз за задан е допустимые пределы производят азанное фиксирование наступления к нсольного режима и определение 25

А М, оказавшейся в работе на конс льную нагрузку, причем управляют э ой АСМ с использованием опорного ш пряжения на шинах АСМ или независим< го генератора опорного напряжения и указанного закона регулирования в к нсольном режиме, при перегрузке

А ЭМПЧ в консольном режиме также параллель 10 ему подключают пусковое средство и передают по нему дополнительную активную мошность, если и в этом случае наблюдается перегрузка, то производят указанное шунтирование, причем при формировании функций управления второй АСМ используют опорное напряжение на шинах АСМ,,дешунтирование производят при восстановлении связей.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью обеспечения совместного регулирования на=пряжения машин в зашунтированном сос: тоянии АС ЭМПЧ, дополнительно измеряют реактивные мошности АСМ, формируют сигнал регулирования на одной из машин АС ЭМПЧ, обеспечивающий под-держание заданной реактивной мошности, причем уставку па реактивной.мошности формируют равной реактивной мошности ACN управляемой по напряжению.

1

3. Способ по п. 1, о т л и ч аю ш и и с я тем, что, с целью снижения вероятности отказов в действии автоматического повторного включения отключенной линии электропередачи, в законе регулирования в консольном режиме формируют уставку по частоте, равную установившемуся значению частоты энергосистемы, Е 411882

Оа с

14) 1882

Составитель К. Фотина

Техред И.Ходанич

Редактор Г. Гербер, Корректор М. Пожо

Тираж 650 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35,. Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3666/51

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4