Устройство для связи двух энергосистем

 

Изобретение относится к электротехнике, более конкретно - к электромеханическим преобразователям частоты для объединения энергосистем. Цель изобретения - повышение качества электроэнергии и устойчивости путем исключения бестоковых пауз при коммутациях переключателя. Сущность изобретения заключается в использовании сигналов датчиков 12, 13 частот для переключения входов статических преобразователей 5 и 6 частоты и исключении бестоковой паузы при этих переключениях. Блоки 14 и 15 определяют и ограничивают рабочую зону по взаимному скольжению частот энергосистем 1 и 2 в заданных пределах, а блок 14 дополнительно определяет энергосистему с более низкой частотой, к которой нужно подключить силовые входы статических преобразователей 5 и 6 частоты. Блок 11 контроля угла определяет и ограничивает значения углов между векторами напряжений энергосистем 1 и 2 пределами, когда переключение возможно при увеличении тока через выключатели 8 и 9 в допустимых пределах. Блоки 36 и 37 управления выключателями осуществляют переключение, когда в течение времени, необходимого на отключение выключателя, оба выключателя находятся во включенном состоянии, и тем самым исключается бестоковая пауза. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Н 02 Л 3/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР!

1 (21) 4295328/24-07 (22) 10,08.87 (46) 30.08.89 ° Бюл. ¹ 32 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электроэнергетики (72) P.Ñ. Цгоев (53) 621 311.016(088.8) (56) Авторское свидетельство ССОР № 502445, кл. H 02 J 3/06, 1974.

Авторское свидетельство СССР

¹ 729746, кл. Н 02 J 3/Об, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВЯЗИ ДВУХ ЭНЕРГОСИСТЕМ (57) Изобретение относится к электротехнике, более конкретно — к электромеханическим преобразователям частоты для объединения энергосистем.

Цель изобретения — повьппение качества электроэнергии и устойчивости путем исключения бестоковых пауз при коммутациях переключателя. Сущность изобретения заключается в использовании сигналов датчиков 12, 13 частот, для переключения входов стати»

„„SU „„15О472О А 1

2 ческих преобразователей 5 и 6 частоты и исключении бестоковой паузы при этих переключениях. Блоки 14 и 15 определяют и ограничивают рабочую зону по взаимному скольжейию частот энергосистем 1 и 2 в заданных пределах а блок 14 дополнительно определяет энергосистему с более низкой частотой, к которой нужно подключить силовые входы статических преобразователей 5 и 6 частоты, Блок 11 контроля угла определяет и ограничивает значения углов между векторами напряжений энергосистем 1 и 2 пределами, когда переключение возможно при увеличении тока через выключатели 8 и 9 в допустимых пределах. Блоки 36 и 37 управления выключателями осуществляют переключение, когда в течение времени, необходимого на отключение. выключателя, оба выключателя находятся во включенном состоянии, и тем самым исключается бестоковая пауза. 3 з.п.

1504720

Изобретение относится к электротехнике, конкретнее к электромехани еским преобразователям частоты для объединения энергосистем.

Цель изобретения — повышение качества электроэнергии и устойчивости за счет исключения бестоковых пауз при коммутации переключателя.

На фиг. 1 представлена схема пред- 10 лагаемого устройства для связи двух энергосистем; на фиг. 2 — схема блока управления переключателем; на фиг.3

1 хема блока контроля разности частот нергосистем; на фиг. 4 — схема кон-:15

1роля угла между векторами напряжений энергосистем; на фиг. 5 — схема блоков управления выключателями.

Устройство (фиг. 1) для связи энергосистем 1 и 2 содержит асинхро-" 20

Йизированные синхронные машины 3 и 4 жестко соединенными валами, статор ые цепи которых подсоединены соответственно к энергосистемам 1 и 2 и к роторным цепям подсоединены соот- 25

Ьетственно статические преобразователи частоты 5 и 6, управляющие входы которых соединены с выходами блока 7 регуляторов. Силовые входы преобразователей объединены и подсоединены к 30 первым вЪ|водам выключателей 8 и 9, вторые выводы которых подсоединены соответственно к энергосистемам 1 и

Блок 7 регуляторов содержит по регулятору на машину. Входы регуляторов связаны с датчиками напряжений, частот и мощностей энергосистем и 2, с датчиком углового положения вала. Входы сумматора 10 и блока 11 контроля угла между векторами напря-, p0

Мений энергосистем соединены с выходами датчиков 12 и 13 частот, входы которых соединены соответственно с энергосистемами 1 и 2. Выход суммато а 10 соединен, например, через ключ 45 с входами блока 14 управления переКлючателем и блока 15 контроля разности частот энергосистем 1 и 2. Ключ

Предназначен для ввода и вывода схеМы управления выключателями в работу, может быть включен в любой из входов блоков 14 и 15 или выходов блоков 11 и 15. В принципе схема работает и без

Ключа. Первые входы логических элементов И 16 H 17 соединены с выходом блока 11 контроля угла, вторые — с выходом блока 15 контроля разности с частот энергосистем, а третьи — соответственно с первыми и вторыми выходами блока 14 управления переключателем, а выходы соединены с управляющими входами блоков управления выключателями 8 и 9. Вход блока 14 управления переключателем (по фиг. 2) образован объединенными первыми входами компараторов 18 и 19, вторые входы которых соединены соответственно с задатчиками 20 и 21, представляющими собой источники калиброванного напряжения и формирующими на выходе уставки по минимальной разности между частотами энергесистем 1 и 2Лы„„„ с соответствующим знаком. Выходы компараторов

18 и 19 соответственно через диоды 22 и 23 соединены с выходами блока 14.

Вход блока 15. контроля разности частот энергосистем 1 и 2 (фиг ° 3) через диод 24 соединен с первым входом компаратора 25 и через инвертор

26 и диод 27 с вторым входом компаратора 25, третий вход которого соеди нен с задатчиком 28, формирующим уставку по максимальной разности между частотами энергосистем 1 и 2 аы,„„,, а выход компаратора 25 через диод 29 соединен с выходом блока 15. Входы блока 11 конгроля угла между векторами напряжении энергосистем 1 и 2 (фиг. 4) соединены с входами перемножителей 30 и 31, выходы которых через сумматор 32 соединены с первым входом компаратора 33, второй вход которого соединен с задатчиком 34, формирующим уставку по рабочей зоне значений угла между векторами напряжений энергосистем, а выход компаратора 33 через диод 35 соединен с выходом блока 11.

Схемы блоков 36 и 37 БУВ управления выключателями 8 и 9 идентичны, представляют собой типовые цепи управления выключателями и содержат соответственно последовательно соединенные кнопки 38 и 39 пуска, кнопки

40 и 41 останова, размыкающие контакты 42 и 43 и электромагнитные катушки 44 и 45 приводов выключателей.При этом кнопки 38 и 39 зашунтирсваны замыкающими контактами 46 (44) и 47 (45).

Блоки 36 и 37 содержат также соответственно дополнительные исполнительные реле 48 и 49 с замыкающими контактами 50 (48) и 51 (49(. Для всех контактов рядом с номером в скобках проставлен номер элемента, от которого они срабатывают. Контакты 50 (48) и 51 (49) шунтируют соответственно элементы 38, 42 (45) и 39, 43 (44).

150472

37 управления выключателями, соединен10

45

Управляющие входы реле 48 и 49 образуют управляющие входы блоков 36 и ные с выходами элементов И 16 и 17.

Устройство работает следующим образом.

Пусть ключ отключен оператором, а возбуждение машин 3 и 4 осуществляется от энергосистемы 1. Силовые входы статических преобразователей частоты 5 и 6 подсоединены к системе

1 через выключатель 8. При этом замыкающие контакты 46 (44) замкнуты и по электромагнитной катушке 44 привода выключателя 8 течет ток, т.е. выключатель 8 находится во включенном состоянии. При этом его замыкающие контакты 43 (44) в цепи электромагнитной катушки 45 разомкнуты и выключатель 9 заблокирован. Регу" ляторы блока 7 регуляторов, содержащие блоки формирования функции регулирования, обеспечивают нормальное функционирование устройства: передачу в требуемом направ ;ении заданной активной мощности, заданные напряжения на шинах машин 3 и 4 и за данные скорости вращения вала агрегата.

При включении оператором ключа сигнал Лю = -(ю, — cd ), с выхода сумматора 10 поступает на входы блоков

14 и 15. Примем, что cd, к, т.е. с

dcd <0. Так как знак (-Dcd) совпадает. со знаком (-до „,„„) задатчика 21 (фиг. 2), то на выходе компаратора

19 инвертированный сигнал является заведомо положительным и через диод

23 не проходит. Если (- Дсо((! + и ы мчн задатчика 20, то это значит, что значение активной мощности роторных цепей из-за малых скольжений машин 3 или 4 столь незначительна, что переключение не имеет смысла. Пусть далее

J -Лы !) (+(йю „„(. Тогда суммарный инвертированный сигнал на выходе компаратора 18 положителен и на третий вход логического элемента И 17 поступает через диод 22 положительный сигнал., Этот же сигнал (-dcd ) с выхода сумматора 10 прступает на вход блока 15 контроля разнос ги частот энергосистем (фиг. 3), далее с отрицательным знаком (независимо от исходного знака это достигается инвертором 26 и диодами 24 и 27) поступает на два входа компаратора 25, на третий вход которого от задатчика 28 поступает сигнал

0 6 уставки (+dc „,) по максимальной раз-, ности между частотами энергосистем

1 и 2. Если (-Лы1<(+(Ль3 „, (то инвер5 тированный сигнал на выходе компаратора 25 отрицателен и на вторые входы логических элементов И 16 и 17 поступает отрицательный сигнал через диод 29. Режим (— лы(>1+1аы„„, homer соответствовать аварийному режиму, так как разность частот энергосистем вышла за длительно допустимый рабочий диапазон скольжений, на который рассчитаны машины устройства, и нет необходимости переключать выключатели

8 и 9, поэтому в этом случае на выходе блока 15 присутствует нулевой .сигнал. Сигнал задатчикады „,может быть выбран по каким-то другим сооб20 ражениям и меньше аварийного значения.

Гармонические сигналы с выходов датчиков 12 и 13 частот энергосистем поступают на входы перемножителей

31 и 32 блока 11 (фиг. 4) контроля угла между векторами напряжений энергосистем 1 и 2. По сигналам перемножителей 30 и 31 на выходе сумматора

32 формируется гармонический сигнал разностной (низкой) частоты, аргументом которого является угол d между векторами напряжений энергосистем °

Известно, что cos с(= соя(о, — cd ) t ) 0 при -((/2 (d

cos d ) t-соя д, инвертированный сигнал ,отрицателен и через диод 35 на пер:вые входы логических элементов И 16 и 17 поступает отрицательный сигнал.

По трем сигналам от блоков 11, 14 и 15 логический элемент И 17 формиру-! ет на выходе импульс определенной длительности, который поступает на вход исполнительного реле 49. Оно срабатывает и на время продолжительности импульса замыкает свои замыкающие контакты 51 (49), замыкая цепь питания электромагнитной катушки 45, и выключатель 9 включается. Но при этом размыкаются размыкающие контакты 42 (45) в цепи питания электромагнитной катушки

44, отключая выключатель 8.

Итак, в предлагаемом устройстве используются сигналы лишь от датчи1504720 нов частот 12 и 13, которые как штат яые элементы необходимы для работы блока 7 регуляторов, поэтому оно йроще по сравнению с устройствомпрототипом, блоки 14 и 15 определяют

5 и ограничивают рабочую зону по взаимному скольжению частот энергосистем и 2 в пределах(Вд„„„!с(й,-af(5 fdic 1, блок 14 дополнительно определяет энергосистему с более низкой часто ой, к которой нужно подключить силовые входы статических преобразователей частоты 5 и 6, блок 11 определяет и ограничивает значения углов

Между векторами напряжений энергосистем 1 и 2 в пределах — с, < Ф< d,, когда переключение возможно при уве.)тичении тока через выключатели 8 и 9

Ь допустимых пределах, блоки 36 и 37

Управления выключателями осуществляют переключение, когда в течение времеНи, необходимого для отключения выключателя, оба выключателя находятся во включенном состоянии, в ре- 25 зультате исключается бестоковая пауза.

Предлагаемое устройство может быть применено на межсистемных связях объединяемых энергосистем как с одинаковыми, так и с неодинаковыми минимальными частотами при наличии взаимных отклонений частот энергосистем.

Формула изобретения

1. Устройство для связи двух энергосистем, содержащее две асинхронизированные синхронные машины с жестко соединенными валами, статорные цепи которых подсоединены каждая к соответствующей энергосистеме, а к роторным.цепям машин подсоединены статические преобразователи частоты и блок регуляторов переключатель блок упУ

35 равления переключателем, элемент сравнения и два датчика, входы которых соединены каждая со своей энергосистемой, а выходы — с входами элемента сравнения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения качества ,электроэнергий и устойчивости устройства путем . исключения бестоковых пауз при коммутациях переключателя, оно снабжено блоком контроля разности частот энергосистем, блоком 55 контроля угла между векторами напряжений энергосистем, двумя логическими элементами И; при этом переключатель выполнен из двух выключателей с блоками управления, первые выводы выключателей объединены и подключены к статическим преобразователям частоты, а вторые выводы подсоединены каждый к своей энергосистеме, элемент сравнения выполнен в виде сумматора, датчики выполнены в виде датчиков частот энергосистем, с выходами которых соединены входы блока контроля угла, выход сумматора соединен с входами блока управления переключателем и блока контроля разности частот энергосистем, первые входы логических элементов И соединены с выходом блока контроля угла, вторые входы логических элементов И соединены с выходом блока контроля разности частот энергосистем, третьи входы логических элементов И соединены соответственно с первым и вторым выходами блока управления переключателем, а выходы логических элементов И соединены каждый с управляющим входом блока управления своего выключателя.

2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок управления переключателем содержит два компаратора, два задатчика и два диода, при этом вход блока управления переключателем соединен с первыми входами компараторов, вторые входы которых соединены каждый со своим задатчиком, а выходы через диоды соединены с выходами блока.

3, Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок контроля разности частот энергосистем содержит инвертор, три диода, компаратор и задатчик, при этом вход блока через диод соединен с первым входом компаратора, и через инвертор и диод с вторым входом компаратора, третий вход которого соединен с задатчиком, а выход соединен через диод с выходом блока.

4. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок контроля угла между векторами напряжений энергосистем содержит два перемножителя, сумматор, задатчик, компаратор и диод, при этом входы блока соединены с входами перемножителей, выходы которых через сумматор соединены с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с задатчиком, а выход через диод соединен с выходом блока..

1504720

1504720 д7(К9) Составитель M. Поляков

Техред М.Моргентал Корректор В. Кабаций

Редактор Л.Пчолинская

Подписное

Тираж 608

:.!аказ 5260/52

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при 1 KHT СССР

113035, Москва, R-35, Раушская наб., д. 4!5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. агарина, 101